microbiologia medica e imunologia - 10ª ed 2010

676

Upload: marcos-antonio

Post on 08-Jul-2018

227 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

http://slidepdf.com/reader/full/microbiologia-medica-e-imunologia-10a-ed-2010 1/674
http://slidepdf.com/reader/full/microbiologia-medica-e-imunologia-10a-ed-2010 2/674
  1. Microbiologia médica. I. Título.
CDU 579.61
http://slidepdf.com/reader/full/microbiologia-medica-e-imunologia-10a-ed-2010 3/674
Tradução:
Cynthia Maria Kyaw  Bacharel e Licenciada em Ciências Biológicas pela Universidade de São Paulo (USP).
Mestre em Biologia Molecular pela UnB.
Doutora em Biologia Molecular pela UnB.
Professora Adjunta do Departamento de Biologia Celular da Universidade de Brasília.
2011
Departamento de Microbiologia e Imunologia
da University of California, São Francisco,
São Francisco, Califórnia.
8/19/2019 Microbiologia Medica e Imunologia - 10ª Ed 2010
http://slidepdf.com/reader/full/microbiologia-medica-e-imunologia-10a-ed-2010 4/674
Reservados todos os direitos de publicação, em língua portuguesa, à   ARTMED® EDITORA S.A.
 Av. Jerônimo de Ornelas, 670 – Santana  90040-340 – Porto Alegre – RS
Fone: (51) 3027-7000 Fax: (51) 3027-7070
É proibida a duplicação ou reprodução deste volume, no todo ou em parte, sob quaisquer formas ou por quaisquer meios (eletrônico, mecânico, gravação, fotocópia, distribuição na Web
e outros), sem permissão expressa da Editora.
Unidade São Paulo  Av. Embaixador Macedo Soares, 10.735 – Pavilhão 5 – Cond. Espace Center
Vila Anastácio – 05095-035 – São Paulo – SP Fone: (11) 3665-1100 Fax: (11) 3667-1333
SAC 0800 703-3444
IMPRESSO NO BRASIL PRINTED IN BRAZIL
Obra originalmente publicada sob o título Review of medical microbiology and immunology , 10th edition.
ISBN 9780071496209
Copyright © 2008, The McGraw-Hill Companies, Inc. All rights reserved. Portuguese language translation copyright © 2010 Artmed Editora. All rights reserved.
Capa: Mário Röhnelt 
Editora sênior – Biociências: Letícia Bispo de Lima 
Editora – Biociências: Carla Casaril Paludo
Projeto e editoração: Techbooks 
http://slidepdf.com/reader/full/microbiologia-medica-e-imunologia-10a-ed-2010 5/674
Agradecimentos
 Agradeço à editora das cinco primeiras edições, Yvonne Strong, bem como à editora da 6a  edição, Cara Lyn Coffey, à editora da 7a  e 9a  edições, Jennifer Bernstein, à editora da 8 a  edição, Linda Conheady, e à editora da 10a  edição, Sunita Dogra, que garantiram o mais elevado padrão de qualidade à obra.
Sou imensamente grato à minha esposa, Barbara, que me auxiliou a tornar este livro realidade. Dedico esta obra a meus pais, que instigaram em mim o amor ao estudo, a alegria de lecionar e o valor de ser uma pessoa
organizada.
http://slidepdf.com/reader/full/microbiologia-medica-e-imunologia-10a-ed-2010 6/674
Prefácio
 Microbiologia médica e imunologia , 10ª edição, aborda os aspectos médicos mais importantes relativos à microbiologia, abran- gendo também informações essenciais a respeito de bacteriologia, virologia, micologia, parasitologia e imunologia. Revisão concisa, esta obra auxiliará estudantes de medicina a revisarem o tema, bem como servirá como fonte de consulta prática e rápida a profissionais da área.
 Alguns aspectos que merecem destaque nesta edição:
Texto com informações essenciais e abordagem• didática, com ênfase na aplicação clínica da microbiologia e imunologia em doenças infecciosas. Nas seções de bacteriologia e virologia clínicas, os organismos são separados em patógenos principais e aqueles de menor•
importância, o que permite que o estudante se concentre nos micro-organismos de maior importância clínica. Capítulo novo sobre ectoparasitas, como o ácaro responsável pela escabiose, além de informações atualizadas sobre fár-•
macos antimicrobianos e vacinas. Uma seção separada contendo resumos sobre importantes micro-organismos para uma rápida revisão do conteúdo es-•
sencial. Resumo sobre micro-organismos de importância médica são apresentados em diversos capítulos, a fim de facilitar o rápi-•
do acesso à informação e estimular a comparação entre os organismos. 70 pranchas coloridas com achados clinicamente importantes, como coloração de Gram de bactérias, microscopias ele-•
trônicas de vírus, fungos, protozoários e vermes. 654 questões para testar o conhecimento, com respectivas respostas, abrangem os aspectos importantes de bacteriologia,•
virologia, micologia, parasitologia e imunologia, com seção exclusiva que fornece questões apresentadas em um contexto de caso clínico
 A seção “Questões tipo USMLE” com 80 questões de microbiologia e imunologia e respectivas respostas.•
50 casos clínicos fornecem informações clínicas e aproximam o leitor da prática clínica diária.•
Seção “Resumo para diagnóstico de doenças infecciosas” traz nove tabelas com informações epidemiológicas úteis para o•
diagnóstico de doenças infecciosas. Seção “Conceitos-chave” apresenta o resumo dos assuntos fundamentais ao final de cada capítulo de ciências básicas.•
 Após lecionar microbiologia médica e doenças infecciosas por vários anos, acredito que os leitores se beneficiarão muito com este livro, que apresenta as informações essenciais de forma prática e didática.
 Warren Levinson, MD, PhD
http://slidepdf.com/reader/full/microbiologia-medica-e-imunologia-10a-ed-2010 7/674
Sumário
  1  Bactérias Comparadas a Outros Micro-Organismos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
  2  Estrutura de Células Bacterianas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
  3  Crescimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
  4  Genética. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29
  6  Microbiota Normal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37
  9  Diagnóstico Laboratorial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .71
  11  Fármacos Antimicrobianos: Resistência . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .94
  12  Vacinas Bacterianas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .102
  13  Esterilização e Desinfecção . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .106
  PARTE II  BACTERIOLOGIA CLÍNICA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
  14  Visão Geral dos Principais Patógenos e Introdução às Bactérias Anaeróbias. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .110
  15  Cocos Gram-Positivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .113
  16  Cocos Gram-Negativos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .126
  17  Bacilos Gram-Positivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .131
  20  Bacilos Gram-Negativos Associados a Fontes Animais (Organismos Zoonóticos) . . . . . . . . . . . . . . .163
  21  Micobactérias. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .167
  22  Actinomicetos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .175
  23  Micoplasmas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .177
  24  Espiroquetas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .179
  25  Clamídias. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .185
  26  Riquétsias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .188
8/19/2019 Microbiologia Medica e Imunologia - 10ª Ed 2010
http://slidepdf.com/reader/full/microbiologia-medica-e-imunologia-10a-ed-2010 8/674
  28  Estrutura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .199
  29  Replicação. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .205
  31  Classificação de Vírus de Importância Médica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .221
  32  Patogênese. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .225
  34  Diagnóstico Laboratorial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .237
  35  Fármacos Antivirais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .240
  36  Vacinas Virais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .248
  37  Vírus de DNA Envelopados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .256
  38  Vírus de DNA Não Envelopados. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .267
  39  Vírus de RNA Envelopados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .271
  40  Vírus de RNA Não Envelopados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .288
  41  Vírus da Hepatite. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .295
  42  Arbovírus. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .305
  46  Patógenos Virais de Menor Importância. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .334
  PARTE V  MICOLOGIA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339   47  Micologia Básica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .339
  48  Micoses Cutâneas e Subcutâneas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .344
  49  Micoses Sistêmicas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .346
  50  Micoses Oportunistas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .351
  PARTE VI  PARASITOLOGIA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355
  52  Protozoários do Sangue e Tecidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .362
  53  Protozoários Patógenos de Menor Importância . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .372
  54  Cestódeos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .374
  55  Trematódeos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .380
  56  Nematódeos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .385
  59  Anticorpos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .426
http://slidepdf.com/reader/full/microbiologia-medica-e-imunologia-10a-ed-2010 9/674
  62  Complexo Principal de Histocompatibilidade e Transplantes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .439
  63  Complemento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .445
  65  Hipersensibilidade (Alergia) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .458
  67  Imunidade a Tumores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .474
  68  Imunodeficiência . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .476
  PARTE IX  RESUMOS DE ORGANISMOS DE IMPORTÂNCIA MÉDICA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 486
  CASOS CLÍNICOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 524
  TESTE SEU CONHECIMENTO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 538
  QUESTÕES TIPO USMLE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 590
http://slidepdf.com/reader/full/microbiologia-medica-e-imunologia-10a-ed-2010 10/674
AGENTES
Os agentes de doenças infecciosas humanas pertencem a cin- co principais grupos de organismos: bactérias, fungos, pro- tozoários, helmintos e vírus. As bactérias pertencem ao reino dos procariotos, os fungos (leveduras e bolores) e os protozo- ários são membros do reino protista e os helmintos (vermes) são classificados no reino animal (Tabela 1-1). Os protistas diferem dos animais e vegetais por serem organismos unice- lulares ou multicelulares relativamente simples. Os helmin- tos são organismos multicelulares complexos, classificados como metazoários dentro do reino animal. Coletivamente, os helmintos e os protozoários são habitualmente denomina- dos parasitas. Os vírus são bastante distintos dos demais or- ganismos – não exibem natureza celular, mas só conseguem replicar-se no interior de células.
CARACTERÍSTICAS IMPORTANTES
Várias das características essenciais destes organismos são descritas na Tabela 1-2. Uma propriedade marcante é o fato de bactérias, fungos, protozoários e helmintos serem celula- res, ao passo que os vírus não o são. Essa distinção baseia-se principalmente em três critérios:
(1) Estrutura . As células possuem um núcleo ou nu- cleoide (ver a seguir), o qual contém DNA; este é circun- dado pelo citoplasma, onde as proteínas são sintetizadas e a energia é gerada. Os vírus apresentam um cerne interno que contém o material genético (DNA ou RNA), porém eles não têm citoplasma e, desse modo, dependem das células hospedeiras para prover a maquinaria de síntese proteica e geração de energia.
(2) Mecanismo de replicação. As células replicam-se por fissão binária ou por mitose, período durante o qual uma célula parental divide-se, originando duas células-filhas, enquanto mantém sua estrutura celular. As células procarió-
ticas, por exemplo, as bactérias, replicam-se por fissão biná- ria, enquanto as células eucarióticas replicam-se por mitose. Contrariamente, os vírus desorganizam-se, produzindo vá- rias cópias de seu ácido nucleico e proteínas e, em seguida, reorganizam-se em uma progênie de múltiplos vírus. Além disso, os vírus devem replicar-se no interior de células hospe- deiras, uma vez que, conforme mencionado anteriormente, eles são desprovidos de sistemas de síntese de proteínas e de geração de energia. Excetuando-se as riquétsias e clamídias, que também requerem células hospedeiras para seu cresci- mento, as bactérias podem replicar-se extracelularmente.
(3) Natureza do ácido nucleico. As células contêm tan- to DNA quanto RNA, enquanto os vírus contêm DNA ou RNA, porém não ambos.
EUCARIOTOS E PROCARIOTOS
 As células evoluíram em dois tipos fundamentalmente dis- tintos, eucarióticas e procarióticas, podendo ser diferen- ciadas com base em sua estrutura e na complexidade de sua organização. Os fungos e protozoários são eucarióticos, en- quanto as bactérias são procarióticas.
Tabela 1-1  Relações biológicas entre micro-organismos patogênicos
Reino Micro-organismos
http://slidepdf.com/reader/full/microbiologia-medica-e-imunologia-10a-ed-2010 11/674
14  Warren Levinson
(1) A célula eucariótica possui um núcleo  verdadeiro que contém múltiplos cromossomos, sendo circundado por uma membrana nuclear, e utiliza um aparato mitótico para garantir a alocação equitativa dos cromossomos na progênie celular.
(2) O nucleoide de uma célula procariótica consiste em uma única molécula circular de DNA organizado frouxa- mente, desprovida de uma membrana nuclear e de aparato mitótico (Tabela 1-3).
 Além dos diferentes tipos de núcleos, as duas classes ce-
lulares distinguem-se por várias outras características: (1) As células eucarióticas contêm organelas, como
mitocôndrias e lisossomos, assim como ribossomos maiores (80S), enquanto os procariotos não contêm organelas e exi- bem ribossomos menores (70S).
(2) A maioria dos procariotos apresenta uma parede ce- lular externa rígida contendo peptideoglicano, um polímero de aminoácidos e açúcares, como seu componente estrutural exclusivo. As células de eucariotos, ao contrário, não con- têm peptideoglicano. Elas são envoltas por uma membrana celular flexível ou, no caso dos fungos, apresentam uma pa-
rede celular rígida contendo quitina, um homopolímero de N -acetilglicosamina, tipicamente formando o arcabouço.
(3) A membrana da célula eucariótica contém esteróis, enquanto nenhum procarioto, com exceção do organismo desprovido de parede, Mycoplasma , contém esteróis em suas membranas.
 A motilidade corresponde a outra característica pela qual esses organismos podem ser diferenciados. A maioria dos protozoários e algumas bactérias são móveis, enquanto os fungos e vírus são imóveis. Os protozoários compõem um
grupo heterogêneo e apresentam três órgãos de locomoçãodistintos: flagelos, cílios e pseudópodes. As bactérias móveis deslocam-se apenas por meio de flagelos.
TERMINOLOGIA
Bactérias, fungos, protozoários e helmintos são denomi- nados de acordo com o sistema binomial de Linneus, que emprega o gênero e a espécie, ao passo que os vírus não são denominados dessa forma. Por exemplo, em relação à deno- minação da bactéria bem conhecida Escherichia coli , Escheri- chia  corresponde ao nome do gênero e coli , ao de espécie. De
Tabela 1-2  Comparação entre organismos de importância médica
Característica Vírus Bactérias Fungos Protozoários e Helmintos
Células Ausentes Presentes Presentes Presentes
Diâmetro aproximado (µm)
1
0,02-0,2 1-5 3-10 (leveduras) 15-25 (trofozoítos) Ácido nucleico DNA ou RNA Tanto DNA como RNA Tanto DNA como RNA Tanto DNA como RNA
Tipo de núcleo Ausente Procariótico Eucariótico Eucariótico
Ribossomos Ausentes 70S 80S 80S
Mitocôndrias Ausentes Ausentes Presentes Presentes
Natureza da superfície externa Capsídeo proteico e envelo- pe lipoproteico
Parede rígida, contendo peptideoglicano
Parede rígida, contendo quitina
Motilidade Nenhum Algumas Nenhum A maioria
Método de replicação Não por fissão binária Fissão binária Brotamento ou mitose2 Mitose3
1 Para comparação, uma hemácia humana apresenta diâmetro de 7 µm. 2 As leveduras dividem-se por brotamento, enquanto os bolores dividem-se por mitose. 3 As células de helmintos dividem-se por mitose, porém o organismo reproduz-se por meio de ciclos de vida sexuais complexos.
Tabela 1-3  Características de células procarióticas e eucarióticas
Característica Células bacterianas procarióticas Células humanas eucarióticas
DNA no interior de uma membrana nuclear Não Sim
Divisão mitótica Não Sim
Número de cromossomos Um Superior a um
Organelas envoltas por membrana, tais como mitocôndrias e lisossomos
Não Sim
Parede celular contendo peptideoglicano Sim Não
8/19/2019 Microbiologia Medica e Imunologia - 10ª Ed 2010
http://slidepdf.com/reader/full/microbiologia-medica-e-imunologia-10a-ed-2010 12/674
Microbiologia Médica e Imunologia 15
forma similar, a denominação da levedura Candida albicans   consiste em Candida  como o gênero e albicans  como a espé- cie. Os vírus, no entanto, recebem denominação única, tal como poliovírus, vírus do sarampo, ou vírus da raiva. Alguns vírus são denominados com dois termos, tais como vírus do
herpes simples, porém esses termos não representam o gêne- ro e a espécie.
CONCEITOS-CHAVE
gos (leveduras e bolores), protozoários, helmintos (vermes) e
vírus.
células humanas, fúngicas, de protozoários e helmintos apresen-
tam um núcleo eucariótico. Os vírus são acelulares e não possuem
um núcleo.
Todas as células contêm tanto DNA como RNA, enquanto os vírus•
contêm DNA ou RNA, nunca ambos.
Células bacterianas e fúngicas são envoltas por uma parede celular•
rígida, enquanto as células humanas, de protozoários e helmintos
apresentam membrana celular flexível.
 parede celular fúngica contém quitina.
QUESTÕES PARA ESTUDO
 As questões sobre tópicos discutidos neste capítulo podem ser encontradas nos itens Questões para Estudo (Bacteriolo- gia Clínica) e Teste seu conhecimento.
8/19/2019 Microbiologia Medica e Imunologia - 10ª Ed 2010
http://slidepdf.com/reader/full/microbiologia-medica-e-imunologia-10a-ed-2010 13/674
FORMA E TAMANHO
 As bactérias são classificadas em três grupos básicos, de acor- do com a forma: cocos, bacilos e espiroquetas (Figura 2-1). Os cocos são esféricos, os bacilos exibem forma de bastonete, e os espiroquetas são espiralados. Algumas bactérias variam
quanto à forma, sendo referidas como pleomórficas (com muitas formas). A forma de uma bactéria é determinada por sua parede celular rígida. O aspecto microscópico de uma bactéria corresponde a um dos critérios mais importantes utilizados em sua identificação.
 Além de suas formas características, o arranjo das bac- térias é importante. Por exemplo, alguns cocos organizam-se em pares (diplococos), alguns em cadeias (estreptococos), e outros, em agrupamentos semelhantes a um cacho de uvas (estafilococos). Esses arranjos são determinados pela orien- tação e pelo grau de ligação das bactérias quando da divisão
celular. O arranjo dos bacilos e das espiroquetas exibe menor importância médica e não será descrito neste capítulo intro- dutório.
 As bactérias variam em tamanho desde até cerca de 0,2 a 5 µm (Figura 2-2). As menores bactérias ( Mycoplasma ) exi- bem tamanho aproximadamente equivalente aos maiores vírus (poxvírus) e correspondem aos menores organismos ca- pazes de existir fora de um hospedeiro. As bactérias bacilares mais longas exibem tamanho similar ao de algumas leveduras e hemácias humanas (7 µm).
ESTRUTURA
 A estrutura de uma bactéria típica está ilustrada na Figura 2-3, e as características importantes de cada componente são apre- sentadas na Tabela 2-1.
Parede celular
 A parede celular é o componente mais externo, sendo co- mum a todas as bactérias (exceto espécies de  Mycoplasma , envoltas por uma membrana celular e não por uma parede celular). Algumas bactérias exibem propriedades superficiais externas à parede celular, como uma cápsula, flagelos e pili, que correspondem a componentes menos comuns, sendo discutidos a seguir.
A-1 A-2 A-3 A-4
B-1 B-2 B-3 B-5B-4
tos, por exemplo, Staphylococcus  ( A-
1); em cadeias, por exemplo,Streptococcus  (A-2); em pares, com extremidades afiladas, por
exemplo, Streptococcus pneumoniae (A-3); em pares com forma
de rim, por exemplo, Neisseria (A-4). B: Bastonetes (bacilos): com
extremidades retas, por exemplo, Bacillus (B-1); com extremi-
dades arredondadas, por exemplo, Salmonella (B-2); em forma
de clava, por exemplo, Corynebacterium (B-3); fusiformes, por
exemplo, Fusobacterium (B-4); em forma de vírgula, por exemplo,
Vibrio (B-5). C: Espiroquetas: em espiral relaxada, por exemplo,
Borrelia (C-1); intensamente espiralado, por exemplo, Treponema 
(C-2). (Modificado e reproduzido, com permissão, de Joklik WK
et al: Zinsser Microbiology , 20 th
 ed. Publicado originalmente por
panies, Inc.)
http://slidepdf.com/reader/full/microbiologia-medica-e-imunologia-10a-ed-2010 14/674
Microbiologia Médica e Imunologia 17
 A parede celular é uma estrutura em multicamadas situ- ada externamente à membrana citoplasmática. É composta por uma camada interna de peptideoglicano  (ver página 19) e uma membrana externa que varia quanto à espessura e à composição química, dependendo do tipo de bactéria (Fi- gura 2-4). O peptideoglicano confere sustentação estrutural e mantém a forma característica da célula.
 A. Paredes celulares de bactérias gram-positivas e gram-negativas
 A estrutura, composição química e espessura da parede ce- lular diferem em bactérias gram-positivas e gram-negativas (Tabela 2-2 e quadro “Coloração de Gram”).
(1) A camada de peptideoglicano é muito mais espessa
em bactérias gram-positivas que em gram-negativas. Algu-mas bactérias gram-positivas também apresentam fibras de
0,005   0,01
0,03   0,05   0,1   0,3   0,5 1
Escala (mm)
Figura 2-2  Tamanhos de bactérias, vírus, leveduras, protozoários e hemácias humanas representativos. As bactérias variam em tamanho
desde Mycoplasma, as menores, até Bacillus anthracis, uma das maiores. Os vírus variam do poliovírus, um dos menores, aos poxvírus, os maiores.As leveduras, tais como Candida albicans, geralmente são maiores que as bactérias. Os protozoários exibem várias formas diferen-
tes e uma ampla faixa de tamanho. HIV, vírus da imunodeficiência humana. (Modificado e reproduzido, com permissão, de Joklik WK et al:
 Zinsser Microbiology , 20 th
 ed. Publicado originalmente por Appleton e Lange. Copyright 1992 por The McGraw-Hill Companies, Inc.)
DNA do nucleoide
plasmática
FlagelosRibossomosPlasmídeo
Citoplasma
Figura 2-3  Estrutura bacteriana. (Reproduzido com permissão de S.C. Holt, University of Texas Health Center/Biological Photo Service.)
8/19/2019 Microbiologia Medica e Imunologia - 10ª Ed 2010
http://slidepdf.com/reader/full/microbiologia-medica-e-imunologia-10a-ed-2010 15/674
http://slidepdf.com/reader/full/microbiologia-medica-e-imunologia-10a-ed-2010 16/674
C. Peptideoglicano
O peptideoglicano é uma rede complexa e entrelaçada que envolve toda a célula, sendo composto por uma única ma- cromolécula ligada covalentemente. É observado apenas   nas paredes celulares bacterianas. Confere uma sustentação rígida à célula, é importante para a manutenção da forma característica da célula e permite que a célula resista a meios de baixa pressão osmótica, como a água. Uma porção re- presentativa do peptideoglicano é apresentada na Figura 2-5. O termo “peptideoglicano” é derivado dos peptídeos e açúcares (glicanos) que compõem a molécula. Mureína e mucopeptídeo são sinônimos de peptideoglicano.
 A Figura 2-5 ilustra o arcabouço de carboidratos, com- posto por moléculas alternadas de ácido N -acetilmurâmico e N -acetilglicosamina. Ligado a cada uma das moléculas de ácido murâmico, há um tetrapeptídeo que consiste em D– e L-aminoácidos, cuja composição exata difere de uma bac- téria a outra. Dois destes aminoácidos devem ser especial- mente mencionados: o ácido diaminopimélico, específico de paredes celulares bacterianas, e a D-alanina, envolvida
nas ligações cruzadas entre os tetrapeptídeos, bem como naação da penicilina. Observe que este tetrapeptídeo contém raros D-isômeros de aminoácidos; a maioria das proteínas contêm L-isômeros. Outro componente importante dessa
rede consiste na ligação peptídica cruzada entre os dois te- trapeptídeos. As ligações cruzadas variam entre as espécies; em Staphylococcus aureus , por exemplo, cinco glicinas ligam a D-alanina terminal à penúltima L-lisina.
Por estar presente em bactérias, mas não em células hu- manas, o peptideoglicano corresponde a um alvo adequado para fármacos antibacterianos. Várias desses fármacos, como penicilinas, cefalosporinas e vancomicina, inibem a síntese
de peptideoglicano por inibirem a transpeptidase responsá- vel pelas ligações cruzadas entre os dois tetrapeptídeos adja- centes (ver Capítulo 10).
 A enzima lisozima , presente na lágrima, no muco e na saliva de humanos, é capaz de clivar o arcabouço de pepti- deoglicano, rompendo suas ligações glicosil, contribuindo, assim, para a resistência do hospedeiro à infecção micro- biana. Bactérias tratadas com lisozima podem intumescer e romper-se como resultado da entrada de água nas células, as quais exibem elevada pressão osmótica interna. No entanto, quando as células tratadas com lisozima encontram-se em uma solução com a mesma pressão osmótica que aquela do
interior bacteriano, essas células sobrevivem, assumindo for-mas esféricas, denominadas protoplastos, circundadas ape- nas por uma membrana citoplasmática.
Espaço periplasmático
15-80 nm ~2 nm
Figura 2-4  Paredes celulares de bactérias gram-positivas e gram-negativas. Observe que, em bactérias gram-positivas, o peptideogli- cano é muito mais espesso que em bactérias gram-negativas. Observe também que apenas as bactérias gram-negativas possuem uma membrana externa contendo endotoxina (lipopolissacarídeo [LPS]) e um espaço periplasmático, onde são encontradas as β-lactamases. Diversas bactérias gram-positivas importantes, como os estafilococos e estreptococos, apresentam ácidos teicoicos. (Reproduzido, com permissão, de Ingraham JL, Maaløe O, Neidhardt FC: Growth of the Bacterial Cell . Sinauer Associates, 1983.)
Tabela 2-2  Comparação entre as paredes celulares de bactérias gram-positivas e gram-negativas
Componente Células gram-positivas Células gram-negativas
Peptideoglicano Mais espesso; multicamadas Mais fino; camada única
Ácidos teicoicos Presentes   Ausentes
Lipopolissacarídeo (endotoxina)   Ausente Presente
http://slidepdf.com/reader/full/microbiologia-medica-e-imunologia-10a-ed-2010 17/674
D. Lipopolissacarídeo
O lipopolissacarídeo (LPS) da membrana externa da parede celular de bactérias gram-negativas é uma endotoxina . É res- ponsável por várias características das doenças, como febre e choque (especialmente hipotensão), causadas por esses orga- nismos. É denominado endotoxina porque consiste em uma
porção integral da parede celular, contrariamente às exotoxi-nas, as quais são livremente liberadas pelas bactérias. Os efei- tos patogênicos das endotoxinas são similares, independente do organismo do qual são derivadas.
O LPS é composto por três unidades distintas (Figura 2-6):
(1) Um fosfolipídeo denominado lipídeo A, responsável pelos efeitos tóxicos;
(2) Um polissacarídeo cerne de cinco açúcares ligados ao lipídeo A por meio de cetodesoxioctulonato (CDO);
(3) Um polissacarídeo externo consistindo em até 25 unidades repetidas de três a cinco açúcares. Esse polímero ex- terno corresponde ao importante antígeno somático, ou O, de várias bactérias gram-negativas, utilizado na identificação de certos organismos no laboratório clínico.
E. Ácido teicoico
Estas fibras de glicerol fosfato ou ribitol fosfato situam-se na camada externa da parede celular gram-positiva e esten- dem-se a partir desta. Alguns polímeros de ácido teicoico contendo glicerol penetram na camada de peptideoglica- no, ligando-se covalentemente ao lipídeo da membrana ci- toplasmática e, nesse caso, recebem a denominação ácido lipoteicoico; outros são ancorados ao ácido murâmico do peptideoglicano.
 A importância médica dos ácidos teicoicos reside em sua capacidade de induzir o choque séptico quando causado
Coloração de Gram
co dinamarquês Christian Gram, corresponde ao procedimen-
to mais importante na microbiologia. Esse método separa a
-
sitivas, que se coram em azul, e as bactérias gram-negativas,
que se coram em vermelho. A coloração de Gram envolve o
seguinte procedimento de quatro etapas:
(1) O corante cristal violeta cora todas as células em azul/ púrpura.
(2) A solução de iodo (um mordente) é adicionada, forman- do um complexo cristal violeta-iodo; todas as células mantêm a coloração azul.
(3) O solvente orgânico, como acetona ou etanol, remove em maior grau o complexo corante azul das bactérias gram- -negativas de parede fina e rica em lipídeos, que das bactérias gram-positivas de parede mais espessa e pobre em lipídeos. Os organismos gram-negativos apresentam-se incolores; as bacté-
rias gram-positivas permanecem azuis. (4) O corante vermelho safranina cora em vermelho/rosa as
células gram-negativas descoloridas; as bactérias gram-positi- vas permanecem azuis.
Observe que, se a etapa 2 for omitida, não havendo a adi-
ção de iodo de Gram, as bactérias gram-negativas coram-se
em azul   ao invés de rosa, possivelmente porque o solvente
orgânico remove o complexo cristal violeta - iodo, mas não ocristal violeta isoladamente. As bactérias gram-positivas tam-
bém coram-se em azul  quando a solução de iodo de Gram não
é adicionada.
A coloração de Gram é útil de duas maneiras:
(1) Na identificação de diversas bactérias. (2) Por influenciar na escolha de antibióticos, uma vez que,
em geral, as bactérias gram-positivas são mais suscetíveis à pe- nicilina G que as bactérias gram-negativas.
Entretanto, nem todas as bactérias podem ser visualizadas pela coloração de Gram. A Tabela 2-3 relaciona as bactérias de importância médica que não podem ser visualizadas e descreve o motivo. A abordagem microscópica alternativa à coloração de
Gram também é descrita.
Tabela 2-3  Bactérias de importância médica que não podem ser visualizadas pela coloração de Gram
Denominação Motivo Abordagem microscópica alternativa
Micobactérias, incluindo M. tuberculosis
Alto teor de lipídeos na parede celular, impedindo a pe- netração do corante
Coloração acidorresistente
Treponema pallidum Muito delgada para permitir a visualização Microscopia de campo escuro ou com anticorpos fluorescentes
Mycoplasma pneumoniae   Ausência de parede celular; tamanho muito pequeno Nenhuma
Legionella pneumoniae   Fraca captação do contracorante vermelho   Aumento do tempo de contracoloração
Clamídias, incluindo C. trachomatis
Riquétsias Intracelular; tamanho muito pequeno Giemsa ou outros corantes de tecidos
8/19/2019 Microbiologia Medica e Imunologia - 10ª Ed 2010
http://slidepdf.com/reader/full/microbiologia-medica-e-imunologia-10a-ed-2010 18/674
Microbiologia Médica e Imunologia 21
por determinadas bactérias gram-positivas; isto é, os ácidos teicoicos ativam as mesmas vias que a endotoxina (LPS) de
bactérias gram-negativas. Os ácidos teicoicos também me- deiam a ligação de estafilococos às células mucosas.
Membrana citoplasmática Internamente adjacente à camada de peptideoglicano da parede celular localiza-se a membrana citoplasmática, com- posta por uma bicamada fosfolipídica similar àquela de cé- lulas eucarióticas quanto ao aspecto microscópico. As duas são quimicamente similares, porém as membranas euca- rióticas contêm esteróis, ao contrário dos procariotos em geral. Os únicos procariotos que apresentam esteróis em suas membranas são os membros do gênero Mycoplasma .
 A membrana desempenha quatro funções importantes: (1)transporte ativo de moléculas para o interior da célula, (2) geração de energia pela fosforilação oxidativa, (3) síntese de precursores da parede celular e (4) secreção de enzimas e toxinas.
Mesossomo Esta invaginação da membrana citoplasmática é importante durante a divisão celular, quando atua como a origem do septo transverso que divide a célula pela metade, e como sí- tio de ligação do DNA que se tornará o material genético de cada célula-filha.
Citoplasma O citoplasma exibe duas áreas distintas quando observado ao microscópio eletrônico:
(1) Uma matriz amorfa que contém ribossomos, grânu- los de nutrientes, metabólitos e plasmídeos;
(2) Uma região nucleoide interna composta por DNA.
 A. Ribossomos
Os ribossomos bacterianos são o sítio da síntese proteica, como nas células eucarióticas, porém diferem dos ribosso- mos eucarióticos em relação ao tamanho e à composição química. Os ribossomos bacterianos exibem tamanho de 70S, com as subunidades 50S e 30S, enquanto os ribosso- mos eucarióticos apresentam tamanho de 80S, com as su-
bunidades 60S e 40S. As diferenças nas proteínas e RNAs ribossomais constituem a base para a ação seletiva de vários antibióticos que inibem a síntese proteica de bactérias, mas não de humanos (ver Capítulo 10).
B. Grânulos
O citoplasma contém vários tipos diferentes de grânulos que atuam como áreas de armazenamento de nutrientes e coram-se de modo característico com determinados coran- tes. Por exemplo, a volutina corresponde a uma reserva da alta energia, armazenada na forma de metafosfato polimeri- zado. Esse grânulo mostra-se “metacromático”, uma vez que
G
G
Mabcd
G
G
Mabcd
G
dcbaM
G
G
dcbaM
G
Mabcd
G
G
M
G
G
M
x   x 
 x   x 
 x  x 
 x   x 
 x   x 
x   x 
 x   x 
 x  x 
 x   x 
 x   x 
x   x 
 x   x 
 x    x 
 x   x 
 x   x 
G
G
M
G
Figura 2-5  Estrutura do peptideoglicano: Escherichia coli  (A) apresenta uma l igação cruzada diferente daquela de Staphylococcus au- reus (B). Em E. coli , c sofre ligação cruzada diretamente com d, enquanto em S. aureus, c e d são ligados por cinco glicinas. Entretanto, em ambos os organismos, a D-alanina terminal participa da ligação. M, ácido murâmico; G, glicosamina; a, L-alanina; b, D-ácido glutâmico; c, ácido diaminopimélico (A) ou L-lisina (B); d, D-alanina; x, ponte de pentaglicina. (Modificado e reproduzido, com permissão, de Joklik WK et al: Zinsser Microbiology , 20th ed. Publicado originalmente por Appleton e Lange. Copyright  1992 por The McGraw-Hill Compa- nies, Inc.)
8/19/2019 Microbiologia Medica e Imunologia - 10ª Ed 2010
http://slidepdf.com/reader/full/microbiologia-medica-e-imunologia-10a-ed-2010 19/674
22  Warren Levinson
se cora em vermelho pelo corante azul de metileno, ao invés de azul, como seria esperado. Os grânulos metacromáticos são uma propriedade característica de Corynebacterium di-
 phtheriae , o causador da difteria.
C. Nucleoide
O nucleoide corresponde à região do citoplasma onde o DNA está localizado. O DNA de procariotos é uma única molécu-
la circular, com massa molecular (MM) de aproximadamente 2 x 109, contendo cerca de 2.000 genes. (Como comparação, o DNA humano contém aproximadamente 100.000 genes.) Uma vez que o nucleoide não apresenta membrana nuclear, nucléolo, fuso mitótico, nem histonas, há pouca semelhança com o núcleo eucariótico. Uma diferença importante entre o DNA bacteriano e o DNA eucariótico é o fato de o DNA bacteriano não apresentar íntrons, ao contrário do DNA eu- cariótico.
D. Plasmídeos
Os plasmídeos são moléculas de DNA de fita dupla, circula- res e extracromossomais, capazes de replicar-se independen-
temente do cromossomo bacteriano. Embora sejam geral- mente extracromossomais, os plasmídeos podem integrar-se ao cromossomo bacteriano. Os plasmídeos estão presentes tanto em bactérias gram-positivas como gram-negativas, po- dendo haver vários tipos diferentes de plasmídeos em uma célula:
(1) Plasmídeos transmissíveis podem ser transferidos de uma célula a outra por conjugação (ver, no Capítulo 4, uma discussão sobre conjugação). São grandes (MM de 40-100 milhões), uma vez que contêm cerca de uma dúzia de genes responsáveis pela síntese do pilus sexual e das enzimas ne-
cessárias à transferência. Habitualmente estão presentes em poucas cópias (de uma a três) por célula.
(2) Plasmídeos não transmissíveis são pequenos (MM de 3-20 milhões), uma vez que não contêm os genes de transferência; frequentemente estão presentes em várias có-
pias (10-60) por célula.
Os plasmídeos carreiam os genes envolvidos nas seguin- tes funções e estruturas de importância médica:
(1) Resistência a antibióticos, a qual é mediada por uma variedade de enzimas;
(2) Resistência a metais pesados, como mercúrio (o componente ativo de alguns antissépticos, como Merthio- late e Mercúrio-cromo) e prata, sendo mediada por uma en- zima redutase;
(3) Resistência à luz ultravioleta, mediada por enzimas de reparo de DNA;
(4) Pili (fímbrias), que medeiam a adesão das bactériasàs células epiteliais; (5) Exotoxinas, incluindo diversas enterotoxinas.
Outros produtos de interesse codificados por plasmí- deos são os seguintes:
(1) Bacteriocinas são proteínas tóxicas produzidas por determinadas bactérias, letais para outras bactérias. Dois mecanismos de ação comuns de bacteriocinas são (A) a de- gradação das membranas das células bacterianas por meio da produção de poros na membrana, e (B) degradação do DNA bacteriano pela DNAse. Exemplos de bacterioci- nas produzidas por bactérias de importância médica são as colicinas, produzidas por Escherichia coli , e as piocinas, produzidas por Pseudomonas aeruginosa . As bactérias que produzem bacteriocinas exibem vantagem seletiva na com- petição por fontes alimentares, quando comparadas àquelas que não as produzem. Entretanto, a importância médica das bacteriocinas está na possibilidade de serem úteis no tratamento de infecções causadas por bactérias resistentes a antibióticos.
(2) Enzimas de fixação de nitrogênio de Rhizobium, nos nódulos radiculares de leguminosas.
(3) Tumores causados por Agrobacterium em plantas. (4) Vários antibióticos produzidos por Streptomyces .
(5) Uma variedade de enzimas degradativas, produzidas por Pseudomonas  e capazes de promover a limpeza de riscos ambientais, como derramamentos de óleo e sítios de despejo de compostos químicos tóxicos.
E. Transposons
Os transposons são segmentos de DNA que se deslocam prontamente de um sítio a outro, tanto no interior, como entre os DNAs de bactérias, plasmídeos e bacteriófagos. Em virtude de sua capacidade incomum de movimentar-se, estes são apelidados de genes saltadores. Esses elementos podem codificar enzimas de resistência a fármacos, toxinas, ou uma
P Dissacarídeo- difosfato
deo do antígeno O encontra-se exposto na face exterior da
célula, enquanto o lipídeo A encontra-se voltado ao interior.
(Modificado e reproduzido, com permissão, de Brooks GF et
al: Medical Microbiology , 19th ed. Publicado originalmente por Appleton e Lange. Copyright  1991 por The McGraw-Hill
Companies, Inc.)
http://slidepdf.com/reader/full/microbiologia-medica-e-imunologia-10a-ed-2010 20/674
Microbiologia Médica e Imunologia 23
variedade de enzimas metabólicas, bem como podem causar mutações no gene onde estão inseridos, ou alterar a expres- são de genes próximos.
Os transposons tipicamente apresentam quatro domí- nios identificáveis. Em cada extremidade há uma sequência
curta de DNA contendo repetições invertidas, as quais estão envolvidas na integração do transposon ao DNA re- ceptor. O segundo domínio corresponde ao gene da trans- posase, a qual consiste na enzima que medeia os processos de excisão e integração. A terceira região consiste no gene do repressor, que regula a síntese tanto da transposase como do produto gênico do quarto domínio, que, em muitos casos, corresponde a uma resistência a antibióticos mediada por enzimas (Figura 2-7).
Contrariamente aos plasmídeos ou vírus bacterianos, os transposons são incapazes de replicar-se de forma indepen- dente; eles se replicam como parte do DNA receptor. Mais
de um transposon pode estar localizado no DNA; por exem-plo, um plasmídeo pode conter vários transposons carreando genes de resistência a fármacos. As sequências de inserção  correspondem a um tipo de transposon que possuem me- nor número de bases (800-1500 pares de bases), uma vez que estas não codificam suas próprias enzimas de integração. Essas sequências podem causar mutações em seu sítio de in- tegração e podem estar presentes em múltiplas cópias nas extremidades de transposons maiores.
Estruturas especializadas externas à parede celular
 A. Cápsula
 A cápsula é uma camada gelatinosa que reveste toda a bac- téria. É composta por polissacarídeos, exceto no bacilo do antraz, que possui uma cápsula de ácido D-glutâmico po- limerizado. Os açúcares que compõem o polissacarídeo va- riam de uma espécie bacteriana a outra, e, frequentemente, determinam o tipo sorológico de uma espécie. Por exemplo, existem 84 tipos sorológicos distintos de Streptococcus pneu- moniae , os quais são distinguidos pelas diferenças antigênicas dos açúcares da cápsula polissacarídica.
 A cápsula é importante por quatro razões:
(1) É um determinante da virulência de diversas bacté-
rias, uma vez que limita a capacidade de fagócitos engolfa-rem as bactérias. Variantes de bactérias capsuladas que per- deram a capacidade de produzir uma cápsula geralmente não são patogênicas.
(2) A identificação específica de um organismo pode ser realizada pelo uso de um antissoro contra o polissacarí- deo capsular. Na presença do anticorpo homólogo, a cáp- sula sofrerá um intumescimento expressivo. Esse fenômeno de intumescimento, utilizado no laboratório clínico para identificar certos organismos, é denominado reação de Quellung.
(3) Os polissacarídeos capsulares são utilizados como antígenos em determinadas vacinas, uma vez que são capazes de elicitar anticorpos protetores. Por exemplo, os polissaca- rídeos capsulares purificados de 23 tipos de S. pneumoniae   estão presentes na vacina atual.
(4) A cápsula pode desempenhar um papel na adesãodas bactérias aos tecidos humanos, a qual consiste em uma etapa inicial importante da infecção.
B. Flagelos
Os flagelos são apêndices longos, semelhantes a um chicote, que deslocam as bactérias em direção aos nutrientes e ou- tros fatores atrativos, processo denominado quimiotaxia . O longo filamento que atua como um propulsor é composto por várias subunidades de uma única proteína, a flagelina, organizadas em diversas cadeias entrelaçadas. A energia para a movimentação, a força  próton motiva , é fornecida pela adenosina trifosfato (ATP), derivada da passagem de íons
através da membrana. As bactérias flageladas exibem número e localização de flagelos característicos: algumas bactérias apresentam um, enquanto outras apresentam vários; em algumas, os flagelos estão localizados em uma extremidade, enquanto em outras, estes são distribuídos por toda a superfície externa. Apenas determinadas bactérias possuem flagelos; muitos bacilos também os apresentam, porém a maioria dos cocos não os possui, sendo, portanto, imóveis. Os espiroquetas movem-se por meio de uma estrutura semelhante ao flagelo, denomi- nada filamento axial, que se enrola ao redor da célula espi- ralada, produzindo um movimento ondulado.
Os flagelos exibem importância médica por duas ra- zões:
(1) Algumas espécies de bactérias móveis, por exemplo, E. coli  e espécies de Proteus , são causas comuns de infecções do trato urinário. Os flagelos podem desempenhar papel na patogênese por propelirem as bactérias ao longo da uretra até a bexiga.
(2) Algumas espécies de bactérias, por exemplo, espécies de Salmonella , são identificadas no laboratório clínico pelo uso de anticorpos específicos contra proteínas flagelares.
Gene de “transposase”
Gene do repressor
RI RI
Figura 2-7  Genes de transposons. Este transposon carreia um gene de resistência a f ármacos. RI, repetição invertida. (Modifi- cado e reproduzido de Fincham JR, Genetics, 1983: Jones and Bartlett Publishers, Sudbury, MA. www.jbpub.com. Reimpresso com permissão.)
8/19/2019 Microbiologia Medica e Imunologia - 10ª Ed 2010
http://slidepdf.com/reader/full/microbiologia-medica-e-imunologia-10a-ed-2010 21/674
24  Warren Levinson
C. Pili (fímbrias)
Os pili são filamentos semelhantes a pelos, que se estendem a partir da superfície celular. São mais curtos e lineares que os flagelos, sendo compostos por subunidades de uma pro- teína, a pilina, organizadas em fitas helicoidais. São encon- trados principalmente em organismos gram-negativos.
Os pili desempenham dois papéis importantes:
(1) Medeiam a ligação das bactérias a receptores espe-cíficos da superfície de células humanas, etapa necessária à iniciação da infecção por alguns organismos. Mutantes de Neisseria gonorrhoeae  que não formam pili não são patogê- nicos.
(2) Um tipo especializado de pilus, o pilus sexual, esta- belece a ligação entre as bactérias macho (doadora) e fêmea (receptora) durante a conjugação (ver Capítulo 4).
D. Glicocálix (camada limosa)
O glicocálix consiste em um revestimento polissacarídico se- cretado por muitas bactérias. Ele reveste as superfícies como um filme e possibilita a firme aderência  das bactérias a es-
truturas variadas, por exemplo, pele, válvulas cardíacas e ca-teteres. Também medeia a adesão de certas bactérias, como Streptococcus mutans , à superfície dos dentes. Isso desempe- nha papel importante na formação da placa dental, o precur- sor da cárie dental.
Esporos Estas estruturas altamente resistentes são formadas em resposta às condições adversas por dois gêneros de bacilos gram-positivos de importância médica: o gênero Bacillus , que inclui o agente do antraz, e o gênero Clostridium, que inclui os agentes do tétano e botulismo. A formação de
esporos (esporulação) ocorre quando os nutrientes, como fontes de carbono e nitrogênio, são depletados (Figura 2-8). O esporo é formado no interior da célula e contém DNA bacteriano, uma pequena quantidade de citoplasma, membrana celular, peptideoglicano, pouquíssima água e, o mais importante, um revestimento espesso semelhante à queratina, responsável pela acentuada resistência do esporo ao calor, à desidratação, à radiação e a compostos quími-
cos. Essa resistência pode ser mediada pelo ácido dipico- línico, um quelante de íons cálcio, encontrado apenas em esporos.
Uma vez formado, o esporo não exibe qualquer ativida- de metabólica, podendo permanecer dormente por muitos anos. Quando exposto à água e a nutrientes apropriados, enzimas específicas degradam o revestimento, a água e os nutrientes penetram, e ocorre a germinação em uma célu- la bacteriana potencialmente patogênica. Observe que esse processo de diferenciação não corresponde a uma forma de reprodução, uma vez que uma célula produz um esporo que germina, originando uma célula.
 A importância médica dos esporos reside em sua ex- traordinária resistência ao calor e a compostos químicos. Como resultado de sua resistência ao calor, a esterilização não é obtida por meio da fervura. O aquecimento por vapor sob pressão (autoclave) a 121ºC, geralmente por 30 minu- tos, é necessário para garantir a esterilidade de produtos de uso médico. Esporos frequentemente não são observados em espécimes clínicos obtidos de pacientes infectados por orga- nismos formadores de esporos, uma vez que o suprimento de nutrientes é adequado.
 A Tabela 2-4 descreve as características de importância médica dos esporos bacterianos.
CONCEITOS-CHAVE
Forma e tamanho  As bactérias apresentam três formas:• cocos (esferas), bacilos (bas- tonetes) e espiroquetas (espirais).
Os cocos são organizados em três padrões: pares (diplococos), ca-•
deias (estreptococos) e agrupamentos (estafilococos).
O tamanho da maioria das bactérias varia de 1 a 3• µm. Myco- plasma , as menores bactérias (e, portanto, as menores células )
medem 0,2 µm. Algumas bactérias, como Borrelia , exibem até 10 µm, isto é, são maiores que uma hemácia humana, que apresenta diâmetro de 7 µm.
Parede celular bacteriana Todas as bactérias possuem parede celular composta por•  peptide-
oglicano , exceto Mycoplasma , que são envoltas somente por uma membrana celular.
Parede celular
Esporo livre
Figura 2-8  Esporos bacterianos. O esporo contém o genoma completo de DNA da bactéria, circundado por uma capa espessa e resistente.
8/19/2019 Microbiologia Medica e Imunologia - 10ª Ed 2010
http://slidepdf.com/reader/full/microbiologia-medica-e-imunologia-10a-ed-2010 22/674
Tabela 2-4  Características importantes dos esporos e suas implicações médicas
Características importantes dos esporos Implicações médicas
Altamente resistentes ao aquecimento, os esporos não são mortos pela fervura (100ºC), porém são mortos a 121ºC.
Os suprimentos médicos devem ser aquecidos a 121ºC por pelo menos 15 minutos, a fim de serem esterilizados.
Altamente resistentes a vários compostos químicos, incluindo amaioria dos desinfetantes. Isto é atribuído à capa do esporo, es- pessa e semelhante à queratina.
Somente soluções designadas como esporicidas promoverão a morte deesporos.
Podem sobreviver por vários anos, especialmente no solo.   Ferimentos contaminados pelo solo podem ser infectados por esporos, causando doenças como tétano (C. tetani ) e gangrena gasosa (C. per- fringens).
Não exibem atividade metabólica mensurável. Os antibióticos são ineficazes contra os esporos, pois atuam inibindo certas vias metabólicas de bactérias. Além disso, a capa do esporo é im- permeável aos antibióticos.
Os esporos são formados quando os nutrientes são insuficientes, mas germinam, formando bactérias, quando os nutrientes tornam-se disponíveis.
Os esporos não são observados com frequência no sítio de infecções por-
que os nutrientes não são limitantes.Bactérias, ao invés de esporos, são
geralmente observadas em esfregaços submetidos à coloração de Gram.
Os esporos são produzidos por membros de somente dois gêneros de bactérias de importância médica, Bacillus e Clostridium, os
quais consistem em bacilos gram-positivos.
As infecções transmitidas por esporos são causadas por espécies de Ba- cillus ou Clostridium.
 As bactérias gram-negativas apresentam peptideoglicano delgado,•
recoberto por uma membrana externa contendo lipídeos, enquan- to as bactérias gram-positivas exibem peptideoglicano espesso e não apresentam membrana externa. Essas diferenças explicam  porque as bactérias gram-negativas perdem o corante quando expostas a um solvente de lipídeos durante o processo de coloração de Gram, enquanto as bactérias gram-positivas retêm o corante e  permanecem roxas.
 A membrana externa de bactérias gram-negativas contém• endo-
toxina ( lipopolissacarídeo, LPS ), o principal indutor de choque séptico. A endotoxina consiste em lipídeo A , que induz a febre e
hipotensão observadas no choque séptico, e um polissacarídeo ( antígeno O ), útil na identificação laboratorial.
Entre a camada de peptideoglicano e a membrana externa de•
bactérias gram-negativas encontra-se o espaço periplasmático , que corresponde à localização das β-lactamases , as enzimas que degradam antibióticos β-lactâmicos, como penicilinas e cefalos-  porinas.
O peptideoglicano é encontrado apenas em células bacterianas.•
Consiste em uma rede que reveste toda a bactéria e confere ao organismo sua forma. É composto por um arcabouço de açúcar ( glicano ) e cadeias laterais peptídicas (  peptídeo ). As cadeias late- rais sofrem ligação cruzada por ação da transpeptidase , a enzima inibida pelas penicilinas e cefalosporinas.
 A parede celular de micobactérias, por exemplo,• Mycobacterium tuberculosis , exibe mais lipídeos que bactérias gram-positivas ou gram-negativas. Como resultado, os corantes utilizados na colo- ração de Gram não penetram em (não coram) micobactérias. As micobactérias são coradas pela coloração de acidorresistentes ; essas bactérias frequentemente são denominadas bacilos acidor- resistentes.
 As• lisozimas matam as bactérias por clivarem o arcabouço de gli- cano do peptideoglicano.
 A membrana citoplasmática de bactérias consiste em um a bica-•
mada fosfolipídica (sem esteróis) situada interna e adjacente ao
 peptideoglicano. Regula o transporte ativo de nutrientes para o
interior da célula e a secreção de toxinas para fora da célula.
Coloração de Gram  A•  coloração de Gram é o mais importante procedimento de
coloração. As bactérias gram-positivas coram-se em púrpura,
enquanto as bactérias gram-negativas coram-se em rosa. Essa
diferença baseia-se na capacidade de bactérias gram-positivas
reterem o complexo cristal violeta-iodo na presença de um sol-
vente de lipídeos, geralmente álcool-acetona. As bactérias gram-
-negativas, pelo fato de apresentarem uma membrana externa
contendo lipídeos e peptideoglicano delgado, perdem o corante
 púrpura quando tratadas com álcool-acetona. Perdem a colora-
ção e coram-se em rosa quando expostas a um corante vermelho,
como safranina. Nem todas as bactérias podem ser visualizadas utilizando-se a•
coloração de Gram. Alguns importantes patógenos de humanos, como as bactérias que causam a tuberculose e a sífilis, não podem ser visualizados utilizando-se essa coloração.
DNA bacteriano O genoma bacteriano consiste em um•  único cromossomo de DNA
circular  , localizado no nucleoide.
Plasmídeos•  são segmentos extracromossomais de DNA circular, que codificam exotoxinas, assim como muitas enzimas responsá- veis pela resistência a antibióticos.
Transposons•  são segmentos pequenos de DNA que frequentemen- te se movem entre o DNA cromossomal e o DNA plasmidial. Esses segmentos carreiam genes de resistência a antibióticos.
Estruturas externas à parede celular  As• cápsulas são antifagocitárias , isto é, limitam a capacidade de neutrófilos engolfarem as bactérias. Praticamente todas as cáp- sulas são compostas por polissacarídeos; a cápsula polipeptídica do bacilo do antraz é a única exceção. As cápsulas são também os antígenos de várias vacinas, como a vacina pneumocóccica. Os anticorpos contra a cápsula neutralizam o efeito antifagocitário,  permitindo que as bactérias sejam engolfadas pelos neutrófilos. A opsonização é o processo pelo qual os anticorpos intensificam a fagocitose de bactérias.
8/19/2019 Microbiologia Medica e Imunologia - 10ª Ed 2010
http://slidepdf.com/reader/full/microbiologia-medica-e-imunologia-10a-ed-2010 23/674
26  Warren Levinson
QUESTÕES PARA ESTUDO
 As questões sobre tópicos discutidos neste capítulo podem ser encontradas nos itens Questões para estudo (Bacteriolo- gia clínica) e Teste seu conhecimento.
Os•  pili  são filamentos proteicos que se estendem a partir da super- fície bacteriana e medeiam a ligação das bactérias à superfície das células humanas. Um tipo diferente de pilus, o pilus sexual, atua na conjugação (ver Capítulo 4).
O• glicocálix  consiste em uma “camada limosa” polissacarídica secretada por certas bactérias. Essa camada adere firmemente as
bactérias à superfície das células humanas e à superfície de catete- res, válvulas cardíacas prostéticas e próteses de quadril.
Esporos bacterianos Os• esporos exibem importância médica por serem altamente
resistentes ao calor  e não serem mortos por vários desinfetantes.
 A fervura não promove a morte de esporos. Esporos são formados  por determinados bacilos gram-positivos, especialmente espécies de Bacillus e Clostridium.
Os esporos possuem uma capa espessa semelhante à queratina, o•
que permite sua sobrevivência por vários anos, especialmente no solo. Os esporos são formados quando o suprimento de nutrientes
encontra-se baixo; porém, quando os nutrientes são restabeleci- dos, os esporos germinam, formando bactérias que podem causar doenças. Os esporos são metabolicamente inativos, porém contêm DNA, ribossomos e outros componentes essenciais.
8/19/2019 Microbiologia Medica e Imunologia - 10ª Ed 2010
http://slidepdf.com/reader/full/microbiologia-medica-e-imunologia-10a-ed-2010 24/674
CICLO DE CRESCIMENTO
 As bactérias reproduzem-se por fissão binária , processo em que uma célula parental divide-se, originando duas célu- las-filhas. Pelo fato de uma célula originar duas células-filhas, é referido que as bactérias realizam crescimento exponencial (crescimento logarítmico). O conceito de crescimento expo- nencial pode ser ilustrado pela seguinte relação:
Número de células 1 2 4 8 16
Exponencial 2 0
ções. O tempo de duplicação (geração) das bactérias varia de
somente 20 minutos, no caso de Escherichia coli , a mais de 24 horas, no caso de  Mycobacterium tuberculosis . O cresci- mento exponencial e o tempo curto de duplicação de alguns organismos resultam na rápida geração de grande número de bactérias. Por exemplo, um organismo E. coli  originará uma progênie superior a 1000 em aproximadamente três horas, e acima de um milhão em cerca de sete horas. O tempo de duplicação varia não somente em relação à espécie, mas tam- bém de acordo com a quantidade de nutrientes, temperatu- ra, pH e outros fatores ambientais.
O ciclo de crescimento de bactérias apresenta quatro fa-ses principais. Se um pequeno número de bactérias for ino- culado em um meio nutriente líquido, realizando-se a con- tagem de bactérias a intervalos frequentes, as fases típicas de uma curva de crescimento padrão podem ser demonstradas (Figura 3-1).
(1) A primeira corresponde à fase lag, durante a qual ocorre intensa atividade metabólica; contudo, as células não se dividem. Essa fase pode durar de alguns minutos a muitas horas.
(2) A fase log (logarítmica) é aquela em que se observa rápida divisão celular. Fármacos β-lactâmicos, como a pe-
nicilina, atuam durante esta fase, uma vez que os fármacos são eficazes no período em que as células estão produzindo peptideoglicano, isto é, quando estão em divisão.
(3) A fase estacionária  ocorre quando a depleção de nu- trientes ou os produtos tóxicos provocam uma diminuição no crescimento até que o número de células novas produzi- das equilibra-se com o número de células que morrem, re- sultando em um steady state  (estado de equilíbrio). As células cultivadas em um aparato especial, denominado “quimiosta- to”, no qual nutrientes frescos são adicionados e produtos de excreção são removidos continuamente, podem permanecer
na fase log e não entram na fase estacionária. (4) A fase final corresponde à fase de morte, caracteriza-
da por um declínio no número de bactérias viáveis.
CRESCIMENTO AERÓBIO E ANAERÓBIO
Para a maioria dos organismos, um suprimento adequado de oxigênio intensifica o metabolismo e o crescimento. O oxigênio atua como o aceptor de hidrogênio nas etapas fi-
 Tempo
a
b
c
d
    c      é     l    u     l    a     s
Figura 3-1  Curva de crescimento de bactérias: a, fase lag; b,
fase log; c, fase estacionária; d, fase de morte. (Reproduzido, com
permissão, de Joklik WK et al: Zinsser Microbiology , 20 th
 ed. Publi-
 The McGraw-Hill Companies, Inc.)
http://slidepdf.com/reader/full/microbiologia-medica-e-imunologia-10a-ed-2010 25/674
28  Warren Levinson
nais da produção de energia catalisada pelas flavoproteínas e pelos citocromos. Uma vez que a utilização de oxigênio gera duas moléculas tóxicas, o peróxido de hidrogênio (H2O2) e o radical livre superóxido (O2), as bactérias requerem duas enzimas para utilizar o oxigênio. A primeira corresponde à
superóxido dismutase, que catalisa a reação
2O2 + 2H +  → H2O2+ O2
e a segunda consiste na catalase, que catalisa a reação
2H2O2 → 2H2O + O2.
 A resposta ao oxigênio é um critério importante para a classificação das bactérias e exibe grande importância práti- ca, uma vez que espécimes obtidos a partir de pacientes de- vem ser incubados na atmosfera apropriada ao crescimento das bactérias.
(1) Algumas bactérias, como M. tuberculosis , são aeró- bias obrigatórias; isto é, requerem oxigênio para o cresci- mento, uma vez que seu sistema de geração de ATP depende do oxigênio como aceptor de hidrogênio.
(2) Outras bactérias, tais como E. coli , são anaeróbias facultativas: utilizam o oxigênio para gerar energia por meio da respiração, caso este se encontre presente; contudo, são capazes de utilizar a via da fermentação para sintetizar ATP na ausência de oxigênio suficiente.
(3) O terceiro grupo de bactérias consiste nas anaeró- bias obrigatórias, como Clostridium tetani , incapazes de crescer na presença de oxigênio, uma vez que são desprovidas de superóxido dismutase ou catalase, ou ambas. Anaeróbios obrigatórios variam em sua resposta à exposição ao oxigênio;
alguns podem sobreviver, mas são incapazes de crescer, en- quanto outros são rapidamente mortos.
FERMENTAÇÃO DE AÇÚCARES
No laboratório clínico, a identificação de vários patógenos importantes de humanos baseia-se na fermentação de de- terminados açúcares. Por exemplo, Neisseria gonorrhoeae  e Neisseria meningitidis podem ser diferenciadas entre si com base na fermentação de glicose ou maltose (ver página 127), assim como E. coli  pode ser diferenciada de Salmonella  e Shi-
 gella  com base na fermentação da lactose (ver página 141). O termo “fermentação” refere-se à clivagem de um açú-
car (como glicose ou maltose) a ácido pirúvico e, em seguida, geralmente a ácido láctico. (Mais especificamente, correspon- de à clivagem de um monossacarídeo, como glicose, maltose ou galactose. Observe que a lactose é um dissacarídeo com- posto por glicose e galactose e, portanto, em E. coli , deve ser clivada pela β-galactosidase antes que ocorra a fermentação.)
 A fermentação é também denominada ciclo glicolítico (glico = açúcar, lítico = quebra), sendo esse o processo pelo qual as bactérias facultativas geram ATP na ausência de oxigênio.
Na presença de oxigênio, o piruvato produzido pela fer- mentação entra no ciclo de Krebs (ciclo de oxidação, ciclo do ácido tricarboxílico), sendo metabolizado em dois produ- tos finais, CO2 e H2O. O ciclo de Krebs produz mais ATP que o ciclo glicolítico; assim, as bactérias facultativas exibem
crescimento mais rápido na presença de oxigênio. As bacté- rias facultativas e anaeróbias realizam a fermentação, porém as aeróbias, que crescem somente na presença de oxigênio, não a realizam. Organismos aeróbios, tais como Pseudomo- nas aeruginosa , produzem metabólitos que entram no ciclo de Krebs por processos distintos da fermentação, como a de- saminação de aminoácidos.
Em testes de fermentação realizados no laboratório clí- nico, a produção de piruvato e lactato torna o meio ácido, fato que pode ser detectado por um indicador de pH cuja cor modifica-se diante de alterações no pH. Por exemplo, quando um açúcar é fermentado na presença do indicador
vermelho de fenol, o pH torna-se ácido e o meio passa aexibir coloração amarela. No entanto, se o açúcar não for fermentado, não há a produção de ácido e o vermelho de fenol permanece vermelho.
CONCEITOS-CHAVE
las eucarióticas se reproduzem por mitose.
O ciclo de crescimento bacteriano consiste em quatro fases: a fase•
lag , durante a qual os nutrientes são incorporados; a fase log ,
durante a qual ocorre rápida divisão celular; a fase estacionária ,
quando o número de células que morrem equipara-se ao número
de células que estão sendo geradas; e a fase de morte , na qual a maioria das células está morrendo porque os nutrientes foram
exauridos.
 Algumas bactérias podem crescer na presença de oxigênio (ae-•
róbias e facultativas), enquanto outras morrem na presença de
oxigênio ( anaeróbias ). A utilização de oxigênio pelas bactérias ori-
gina produtos tóxicos, como o superóxido e o peróxido de hidro-
gênio. Os organismos aeróbios e facultativos possuem enzimas,
como a superóxido dismutase e a catalase , que destoxificam
esses produtos, enquanto as anaeróbias não as apresentam, sendo
mortas na presença de oxigênio.
 A fermentação de determinados açúcares corresponde à base da•
identificação laboratorial de alguns patógenos importantes. A fer-
mentação de açúcares, como a glicose, resulta na produção de ATP
e ácido pirúvico ou láctico. Esses ácidos promovem diminuição do
 pH, fato que pode ser detectado pela alteração na cor de corantes
indicadores.
QUESTÕES PARA ESTUDO
 As questões sobre tópicos discutidos neste capítulo podem ser encontradas nos itens Questões para estudo (Bacteriolo- gia clínica) e Teste seu conhecimento.
8/19/2019 Microbiologia Medica e Imunologia - 10ª Ed 2010
http://slidepdf.com/reader/full/microbiologia-medica-e-imunologia-10a-ed-2010 26/674
Genética   4
O material genético de uma bactéria típica, Escherichia coli , consiste em uma única molécula de DNA circular, com massa molecular de cerca de 2 x 109, sendo composta por aproximadamente 5 x 10
6  pares de bases. Essa quantidade de
informação genética é capaz de codificar cerca de 2.000 pro- teínas com massa molecular média de 50.000. O DNA do menor organismo de vida livre, a bactéria desprovida de pa- rede Mycoplasma , exibe massa molecular de 5 x 108. O DNA de células humanas contém cerca de 3 x 109 pares de bases e codifica cerca de 100.000 proteínas.
Observe que as bactérias são haploides; em outras pa-
lavras, possuem um único cromossomo e, portanto, uma única cópia de cada gene. As células eucarióticas (como as células humanas) são diploides, significando que apresen- tam um par de cada cromossomo e,