INTRODUÇÃO À MICROBIOLOGIA - Laboratório de Biologia - IFSC
INTRODUÇÃO À MICROBIOLOGIA - Laboratório de Biologia - IFSC
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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO<br />
INSTITUTO DE FÍSICA DE SÃO CARLOS<br />
LICENCIATURA EM CIÊNCIAS EXATAS<br />
DISCIPLINA BIOLOGIA 3<br />
<strong>INTRODUÇÃO</strong> <strong>À</strong> <strong>MICROBIOLOGIA</strong><br />
Nelma R. Segnini Bossolan<br />
2002
SUMÁRIO<br />
1 <strong>INTRODUÇÃO</strong> 1<br />
1.1 POSIÇÃO DOS MICRORGANISMOS NO MUNDO VIVO 2<br />
1.2 DISTRIBUIÇÃO DOS MICRORGANISMOS NA NATUREZA 3<br />
1.3 ÁREAS DE APLICAÇÃO DA <strong>MICROBIOLOGIA</strong> 4<br />
1.4 A EVOLUÇÃO DA <strong>MICROBIOLOGIA</strong> 5<br />
1.4.1 GERAÇÃO ESPONTÂNEA VERSUS BIOGÊNESE 5<br />
1.4.2 TEORIA MICROBIANA DAS DOENÇAS 7<br />
1.5 CARACTERIZAÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DOS MICRORGANISMOS 8<br />
2 BACTÉRIAS 10<br />
2.1 MORFOLOGIA E ULTRA-ESTRUTURA DAS BACTÉRIAS 10<br />
2.1.1 ESTRUTURAS BACTERIANAS 13<br />
2.2 CULTIVO DAS BACTÉRIAS 17<br />
2.2.1 TIPOS NUTRITIVOS DAS BACTÉRIAS 17<br />
2.2.2 MEIOS BACTERIOLÓGICOS 19<br />
2.2.3 CONDIÇÕES FÍSICAS NECESSÁRIAS AO CRESCIMENTO 20<br />
2.3 REPRODUÇÃO E CRESCIMENTO 21<br />
2.3.1 REPRODUÇÃO 21<br />
2.3.2 CRESCIMENTO 23<br />
2.4 PRINCIPAIS GRUPOS DE BACTÉRIAS 24<br />
2.4.1 BACTÉRIAS PATOGÊNICAS 25<br />
3 FUNGOS 28<br />
3.1 <strong>INTRODUÇÃO</strong> 28<br />
3.2 CARACTERÍSTICAS PRÓPRIAS DOS FUNGOS 28<br />
3.2.1 REPRODUÇÃO NOS FUNGOS 30<br />
3.2.2 FISIOLOGIA E NUTRIÇÃO DOS FUNGOS 31<br />
3.3 CLASSIFICAÇÃO DOS FUNGOS 32<br />
3.3.1 ZYGOMYCETES 33<br />
3.3.2 ASCOMYCETES 34<br />
3.3.3 BASIDIOMYCETES 36<br />
3.3.4 DEUTEROMYCETES 37<br />
3.4 FUNGOS E SUAS ASSOCIAÇÕES COM OUTROS ORGANISMOS 38<br />
3.4.1 LIQUENS 38<br />
3.4.2 MICORRIZAS 39<br />
3.4.3 TRUFAS 39<br />
3.5 FUNGOS ECONOMICAMENTE IMPORTANTES 39<br />
3.5.1 FUNGOS PATOGÊNICOS 40<br />
4 VÍRUS 43<br />
4.1 <strong>INTRODUÇÃO</strong> 43<br />
4.2 HISTÓRICO 43<br />
4.3 ESTRUTURA DOS VÍRUS 44
4.4 CLASSIFICAÇÃO DOS VÍRUS ANIMAIS E DE PLANTAS 45<br />
4.5 REPLICAÇÃO DO VÍRUS 47<br />
4.6 BACTERIÓFAGOS 50<br />
4.7 ISOLAMENTO E IDENTIFICAÇÃO DO VÍRUS 51<br />
4.8 AGENTES INFECCIOSOS SEMELHANTES A VÍRUS 51<br />
5 CONTROLE DOS MICRORGANISMOS 53<br />
5.1 FUNDAMENTOS 53<br />
5.2 CONDIÇÕES QUE INFLUENCIAM A AÇÃO ANTIMICROBIANA 54<br />
5.3 MODO DE AÇÃO DOS AGENTES ANTIMICROBIANOS 54<br />
5.4 CONTROLE PELOS AGENTES FÍSICOS 54<br />
5.4.1 APLICAÇÃO DAS ALTAS TEMPERATURAS 54<br />
5.4.2 APLICAÇÃO DE BAIXAS TEMPERATURAS 55<br />
5.4.3 RADIAÇÕES 56<br />
5.5 CONTROLE PELOS AGENTES QUÍMICOS 57<br />
5.5.1 ESCOLHA DO AGENTE QUÍMICO ANTIMICROBIANO 57<br />
5.5.2 PRINCIPAIS GRUPOS DE DESINFETANTES E ANTI-SÉPTICOS 58<br />
5.6 ANTIBIÓTICOS E OUTROS AGENTES QUIMIOTERÁPICOS 59<br />
6 BIBLIOGRAFIA 64
<strong>IFSC</strong> / LCE / <strong>Biologia</strong> 3 – Microbiologia<br />
1<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
1 Introdução<br />
A ciência da Microbiologia [do grego: mikros (“pequeno”), bios (“vida”) e<br />
logos (“ciência”)] é o estudo dos organismos microscópicos e <strong>de</strong> suas ativida<strong>de</strong>s.<br />
Preocupa-se com a forma, a estrutura, a reprodução, a fisiologia, o metabolismo e a<br />
i<strong>de</strong>ntificação dos seres microscópicos. Inclui o estudo da sua distribuição natural, suas<br />
relações recíprocas e com outros seres vivos, seus efeitos benéficos e prejudiciais sobre<br />
os homens e as alterações físicas e químicas que provocam em seu meio ambiente.<br />
Em sua maior parte, a Microbiologia trata com organismos microscópicos<br />
unicelulares. Nas assim chamadas formas superiores <strong>de</strong> vida, os organismos são<br />
compostos <strong>de</strong> muitas células, que constituem tecidos altamente especializados e órgãos<br />
<strong>de</strong>stinados a exercer funções específicas. Nos indivíduos unicelulares, todos os<br />
processos vitais são realizados numa única célula. In<strong>de</strong>pen<strong>de</strong>ntemente da complexida<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong> um organismo, a célula é, na realida<strong>de</strong>, a unida<strong>de</strong> básica da vida.<br />
Todas as células vivas são basicamente semelhantes. Conforme já foi visto, elas<br />
compõem-se <strong>de</strong> protoplasma (do grego: a primeira substância formada), um complexo<br />
orgânico coloidal constituído principalmente <strong>de</strong> proteínas, lipí<strong>de</strong>os e ácidos nucleicos; o<br />
conjunto é circundado por membranas limitantes ou pare<strong>de</strong> celular, e todos contêm um<br />
núcleo ou uma substância nuclear equivalente.<br />
Todos os sistemas biológicos têm as seguintes características comuns: 1)<br />
habilida<strong>de</strong> <strong>de</strong> reprodução; 2) capacida<strong>de</strong> <strong>de</strong> ingestão ou assimilação <strong>de</strong> substâncias<br />
alimentares, metabolizando-as para suas necessida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> energia e <strong>de</strong> crescimento; 3)<br />
habilida<strong>de</strong> <strong>de</strong> excreção <strong>de</strong> produtos <strong>de</strong> escória; 4) capacida<strong>de</strong> <strong>de</strong> reagir a alterações do<br />
meio ambiente (algumas vezes chamada <strong>de</strong> "irritabilida<strong>de</strong>"), e 5) suscetibilida<strong>de</strong> à<br />
mutação.<br />
Os princípios da <strong>Biologia</strong> po<strong>de</strong>m ser <strong>de</strong>monstrados através do estudo da<br />
Microbiologia, pois os microrganismos têm muitas características que os tornam<br />
instrumentos i<strong>de</strong>ais para a pesquisa dos fenômenos biológicos. Os microrganismos<br />
fornecem sistemas específicos para a investigação das reações fisiológicas, genéticas e<br />
bioquímicas, que são a base da vida. Eles po<strong>de</strong>m crescer, <strong>de</strong> maneira conveniente, em<br />
tubos <strong>de</strong> ensaio ou frascos, exigindo, assim, menos espaço e cuidados <strong>de</strong> manutenção do<br />
que as plantas superiores e os animais. Além disso, crescem rapidamente e se<br />
reproduzem num ritmo muito alto; algumas espécies bacterianas <strong>de</strong>monstram quase 100<br />
gerações num período <strong>de</strong> 24 horas. Os processos metabólicos dos microrganismos<br />
seguem os padrões que ocorrem nos vegetais superiores e nos animais. As leveduras,<br />
por exemplo, utilizam a glicose, basicamente do mesmo modo que as células dos tecidos<br />
<strong>de</strong> mamíferos, revelando que o mesmo sistema enzimático está presente nestes<br />
organismos tão diversos.<br />
Em Microbiologia po<strong>de</strong>-se estudar os organismos em gran<strong>de</strong> <strong>de</strong>talhe e observar<br />
seus processos vitais durante o crescimento, a reprodução, o envelhecimento e a morte.<br />
Modificando-se a composição do meio ambiente, é possível alterar as ativida<strong>de</strong>s<br />
metabólicas, regular o crescimento e, até alterar alguns <strong>de</strong>talhes do padrão genético,<br />
tudo sem causar a <strong>de</strong>struição do microrganismo.<br />
Os principais grupos <strong>de</strong> microrganismos são os protozoários, fungos, algas e<br />
bactérias. Os vírus, apesar <strong>de</strong> não serem consi<strong>de</strong>rados vivos, têm algumas características<br />
<strong>de</strong> células vivas e por isso são estudados como microrganismos. Este texto irá abordar
<strong>IFSC</strong> / LCE / <strong>Biologia</strong> 3 – Microbiologia<br />
2<br />
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temas sobre bactérias, fungos e vírus, uma vez que algas e protozoários já foram vistos<br />
em etapa anterior.<br />
1.1 Posição dos microrganismos no mundo vivo<br />
A Microbiologia estuda alguns organismos que são predominantemente<br />
semelhantes ao vegetais , outros que são similares aos animais e, um terceiro grupo que<br />
tem características aos animais e vegetais. Visto que não existem organismos que não<br />
pertencem, naturalmente, a nenhum <strong>de</strong>stes dois reinos, foi proposta a criação <strong>de</strong> novos<br />
reinos que os pu<strong>de</strong>ssem incluir.<br />
Uma <strong>de</strong>ssas primeiras proposições foi feita em 1866 pelo zoólogo alemão E. H.<br />
Haeckel. Este autor sugeriu que um terceiro reino incluísse os microrganismos que,<br />
tipicamente não po<strong>de</strong>riam ser classificados como vegetais ou animais. Esses organismos<br />
foram chamados <strong>de</strong> protistas e colocados no reino Protista, constituído unicamente por<br />
seres unicelulares. Assim, ao se falar <strong>de</strong> modo geral em protistas, compreen<strong>de</strong>m-se<br />
bactérias, algas, fungos e protozoários, excluindo-se os vírus que não são organismos<br />
celulares.<br />
Mediante os progressos do conhecimento da ultra-estrutura celular, os<br />
microrganismos pu<strong>de</strong>ram ser divididos em duas categorias: procariotos e eucariotos.<br />
Esta divisão baseia-se nas diferenças <strong>de</strong> organização da maquinaria celular, já vistas<br />
neste curso. As algas azuis (cianofíceas) e as bactérias são organismos procariotos. Entre<br />
os microrganismos eucariotos estão os protozoários, os fungos e as <strong>de</strong>mais algas (as<br />
células animais e vegetais são, também eucarióticas). Os vírus, isolados entre os<br />
microrganismos, são <strong>de</strong>ixados <strong>de</strong> lado neste esquema <strong>de</strong> organização celular.<br />
Um outro sistema <strong>de</strong> classificação, o sistema dos cinco reinos, foi proposto por<br />
Robert H. Whittaker (1969), baseado no modo pelo qual o organismo obtém nutrientes<br />
<strong>de</strong> sua alimentação. Este sistema é, agora, amplamente aceito porque consi<strong>de</strong>ra relações<br />
evolutivas e é compatível com os recentes estudos bioquímicos, genéticos e ultraestruturais,<br />
os quais sugerem que a endossimbiose (viver junto, um no interior do outro)<br />
hereditária levou até a célula eucariótica, tal como ela é conhecida, a partir <strong>de</strong> uma<br />
varieda<strong>de</strong> <strong>de</strong> unida<strong>de</strong>s procarióticas, <strong>de</strong>senvolvendo-se <strong>de</strong>s<strong>de</strong> um ancestral procariótico<br />
comum.<br />
Os microrganismos, portanto, são encontrados em três dos cinco reinos: reino<br />
Monera (bactérias e cianobactérias), reino Protista (algas microscópicas e protozoários)<br />
e reino Fungi (leveduras e bolores).<br />
Até 1977, a idéia prevalecente era <strong>de</strong> que os organismos procariotos, por causa<br />
da sua simplicida<strong>de</strong> estrutural, eram os ancestrais <strong>de</strong> eucariotos mais complexos. Com<br />
as pesquisas <strong>de</strong> Carl Woese e seus colaboradores, ficou comprovado que os procariotos<br />
e eucariotos evoluíram por vias completamente diferentes a partir <strong>de</strong> uma forma<br />
ancestral comum, como mostra a figura 1. Estes pesquisadores utilizaram uma técnica<br />
que compara o arranjo nucleotídico do RNAr entre diferentes organismos. Por exemplo,<br />
se as sequências <strong>de</strong> ribonucleotí<strong>de</strong>os <strong>de</strong> 2 tipos <strong>de</strong> organismos diferem em gran<strong>de</strong><br />
extensão, a relação entre ambos é muito distante; ou seja, os organismos divergiram há<br />
muito tempo <strong>de</strong> um ancestral comum. Porém, se as sequências mostram mais<br />
similarida<strong>de</strong>s, os organismos estão intimamente relacionados e têm um ancestral comum<br />
relativamente recente. Os eucariotos possuem um tipo geral <strong>de</strong> sequência e os
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3<br />
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procariotos, um segunto tipo. Dentre os procariotos, alguns têm um terceiro tipo <strong>de</strong><br />
sequência, que difere dos anteriores. Com isso, concluiu-se que há 2 tipos principais <strong>de</strong><br />
bactérias, <strong>de</strong>signadas <strong>de</strong> arqueobactérias e eubactérias.<br />
A figura 1 mostra um esquema das vias pelas quais os organismos vivos<br />
evoluíram, como <strong>de</strong>duzido através <strong>de</strong> estudos comparativos e RNA ribossômico.<br />
Figura 1: Representação das vias pelas quais os organismos vivos evoluíram, como <strong>de</strong>duzido<br />
através <strong>de</strong> estudos comparativos <strong>de</strong> RNA ribossômico. As três maiores ramificações evolucionárias são<br />
mostradas como arqueobactrérias, eubactérias e eucariotos. Entre as eubactérias pelo menos <strong>de</strong>z linhas <strong>de</strong><br />
<strong>de</strong>scen<strong>de</strong>ntes distintos ocorrem; nas arqueobactérias, pelo menos três. No caso dos eucariotos, há<br />
evidências <strong>de</strong> que certas eubactérias Gram-negativas invadiram células eucarióticas primitivas e evoluíram<br />
como organelas intracelulares chamadas mitocôndrias. Cloroplastos, as organelas fotossintéticas <strong>de</strong><br />
células <strong>de</strong> plantas, parecem ter evoluído <strong>de</strong> maneira similar, a partir <strong>de</strong> uma cianobactéria. (fonte: Pelczar<br />
et al., 1996)<br />
1.2 Distribuição dos Microrganismos na Natureza<br />
Os microrganismos se encontram em praticamente todos os lugares da natureza.<br />
São transportados por correntes aéreas <strong>de</strong>s<strong>de</strong> a superfície da Terra até as camadas<br />
superiores da atmosfera. Mesmo os microrganismos típicos dos oceanos po<strong>de</strong>m ser<br />
achados a muitos quilômetros <strong>de</strong> distância, no alto <strong>de</strong> montanhas. São encontrados em<br />
sedimentos no fundo do mar, em gran<strong>de</strong>s profundida<strong>de</strong>s. São carregados por correntes<br />
fluviais e até mares; e, se <strong>de</strong>jetos humanos contendo bactérias patogênicas forem<br />
<strong>de</strong>spejados em correntes <strong>de</strong> água, a doença po<strong>de</strong> disseminar-se <strong>de</strong> um lugar para outro.<br />
Os microrganismos ocorrem mais abundantemente on<strong>de</strong> pu<strong>de</strong>rem encontrar alimentos,
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4<br />
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umida<strong>de</strong> e temperatura a<strong>de</strong>quadas para seu crescimento e multiplicação. Uma vez que as<br />
condições que favorecem a sobrevivência e o crescimento <strong>de</strong> muitos microrganismos<br />
são as mesmas sob as quais vivem as populações humanas, é inevitável que vivamos<br />
entre gran<strong>de</strong> quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> microrganismos. Eles estão no ar que respiramos e no<br />
alimento que ingerimos. Estão na superfície <strong>de</strong> nosso corpo, em nosso trato digestivo, na<br />
boca, no nariz e em outros orifícios naturais. Felizmente, a maioria dos microrganismos<br />
é inócua para o homem, e este tem meios <strong>de</strong> resistir à invasão daqueles que são<br />
potencialmente patogênicos.<br />
1.3 Áreas <strong>de</strong> aplicação da Microbiologia<br />
Existem numerosos aspectos no estudo da Microbiologia, que são divididos em<br />
duas áreas principais: a microbiologia básica e a microbiologia aplicada.<br />
A microbiologia básica estuda a natureza fundamental e as proprieda<strong>de</strong>s dos<br />
microrganismos. Preocupa-se com assuntos relacionados aos seguintes temas:<br />
características morfológicas (forma e tamanho das células, composição química,<br />
etc.);<br />
características fisiológicas (necessida<strong>de</strong>s nutricionais específicas e condições<br />
necessárias ao crescimento e reprodução);<br />
ativida<strong>de</strong>s bioquímicas (modo <strong>de</strong> obtenção <strong>de</strong> energia pelos microrganismos);<br />
características genéticas (hereditarieda<strong>de</strong> e variabilida<strong>de</strong> das características);<br />
características ecológicas (ocorrência natural dos microrganismos no ambiente e<br />
sua relação com outros organismos);<br />
potencial <strong>de</strong> patogenicida<strong>de</strong> dos microrganismos e<br />
classificação (relação taxonômica entre os grupos do mundo microbiano).<br />
Na microbiologia aplicada estuda-se como os microrganismos po<strong>de</strong>m ser<br />
usados ou controlados para várias finalida<strong>de</strong>s práticas. Os pricipais campos <strong>de</strong> aplicação<br />
da microbiologia incluem: medicina, alimentos e laticínios, agricultura, indústria e<br />
ambiente.<br />
Na área industrial, por exemplo, os microrganismos são utilizados na síntese <strong>de</strong><br />
uma varieda<strong>de</strong> <strong>de</strong> substâncias químicas, <strong>de</strong>s<strong>de</strong> o ácido cítrico até antibióticos mais<br />
complexos e enzimas. Certos microrganismos são capazes <strong>de</strong> fermentar material<br />
orgânico animal e humano, produzindo gás metano que po<strong>de</strong> ser coletado e usado como<br />
combustível. A biometalurgia explora as ativida<strong>de</strong>s químicas <strong>de</strong> bactérias para extrair<br />
minerais, como cobre e ferro <strong>de</strong> minérios <strong>de</strong> baixa qualida<strong>de</strong>. A indústria do petróleo<br />
têm utilizado bactérias e seus produtos, como os exopolissacarí<strong>de</strong>os presentes<br />
externamente à célula bacteriana, para aumentar a extração do petróleo <strong>de</strong> rochas<br />
reservatório.<br />
Na área ambiental, estuda-se a utilização <strong>de</strong> microrganismos que po<strong>de</strong>m<br />
<strong>de</strong>gradar poluentes específicos, como herbicidas e inseticidas.
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5<br />
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A microbiologia médica trata dos microrganismos causadores <strong>de</strong> doenças<br />
humanas (patogênicos, além <strong>de</strong> estar relacionada com a prevenção e o controle das<br />
doenças. Juntamente com a engenharia genética, têm pesquisado a produção <strong>de</strong> enzimas<br />
bacterianas que dissolvam coágulos sangüíneos, vacinas humanas utilizando vírus <strong>de</strong><br />
insetos e testes laboratoriais rápidos para diagnóstico <strong>de</strong> infecção viral, entre tantas<br />
outras aplicações possíveis nesta área.<br />
A microbiologia dos alimentos está relacionada com as doenças que po<strong>de</strong>m ser<br />
transmitidas pelos alimentos, como por exemplo, infecções causadas por salmonelas,<br />
intoxicações causadas por estafilococos e clostrídios. Relaciona-se também com<br />
aspectos positivos, com a utilização <strong>de</strong> microrganismos na produção <strong>de</strong><br />
alimentos/bebidas (queijos, pães, cervejas, etc.).<br />
1.4 A Evolução da Microbiologia<br />
A Microbiologia começou quando se apren<strong>de</strong>u a polir lentes, feitas a partir <strong>de</strong><br />
peças <strong>de</strong> vidro, e a combiná-las até produzir aumentos suficientemente gran<strong>de</strong>s que<br />
possibilitassem a visualização dos microrganismos. Durante o século XIII, Roger Bacon<br />
postulou que a doença era produzida por seres vivos invisíveis. A sugestão foi<br />
novamente feita por Fracastoro <strong>de</strong> Verona (1483-1553) e por Von Plenciz, em 1762,<br />
mas estes autores não dispunham <strong>de</strong> provas. No início <strong>de</strong> 1658, um monge chamado<br />
Kircher se referiu a "vermes" invisíveis a olho <strong>de</strong>sarmado nos corpos em <strong>de</strong>composição,<br />
no pão, no leite e em excreções diarréicas. Em 1665, Robert Hooke viu e <strong>de</strong>screveu<br />
células em um pedaço <strong>de</strong> cortiça. Estabeleceu o fato <strong>de</strong> que os organismos <strong>de</strong> "animais e<br />
plantas, complexos que sejam, são compostos <strong>de</strong> algumas partes elementares que se<br />
repetem freqüentemente" - citação não <strong>de</strong>vida a Hooke, mas originada da <strong>de</strong>scrição <strong>de</strong><br />
Aristóteles sobre a estrutura celular das coisas vivas, datadas do século IV a.C.<br />
Embora não tenha sido, provavelmente, o primeiro a ver as bactérias e os<br />
protozoários, o holandês Antony Van Leeuwenhoek (1632-1723), foi o primeiro a<br />
relatar suas observações, com <strong>de</strong>scrições precisas e <strong>de</strong>senhos.<br />
A palavra bactéria vem do termo bacterium, que foi introduzido pelo alemão<br />
C.G. Ehrenberg, em 1828, como uma <strong>de</strong>nominação genérica para certos tipos<br />
bacterianos representativos. Deriva da palavra grega que significa "pequeno bastão". A<br />
palavra micróbio foi introduzida em 1878 pelo cirurgião francês, Charles-Emmanuel<br />
Sedillot.<br />
1.4.1 Geração Espontânea versus Biogênese<br />
A <strong>de</strong>scoberta dos microrganismos focalizou o interesse científico sobre a origem<br />
dos seres vivos. No que se refere às formas superiores <strong>de</strong> vida, Aristóteles (384-322<br />
a.C.) pensava que os animais podiam se originar, espontaneamente, do solo, <strong>de</strong> plantas e<br />
<strong>de</strong> outros animais diferentes, e sua influência ainda atingiu o século XVII.<br />
Era aceito como fato, por exemplo, que as larvas podiam ser produzidas pela<br />
exposição da carne a o calor e ao ar, embora Francesco Redi (1626-1697) duvidasse do<br />
mesmo. Ele realizou uma experiência na qual colocou carne numa jarra coberta com<br />
gaze. Atraídas pelo odor da carne, as moscas puseram seus ovos sobre a cobertura e,<br />
<strong>de</strong>stes, emergiram as larvas. Esta experiência e outras parecem ter resolvido o assunto,
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ao menos no que se referia a tais formas vivas. Com os microrganismos, contudo, era<br />
diferente; seguramente eles não tinham pais.<br />
Em 1749, John Needham (1713-1781), trabalhando com carne exposta a cinzas<br />
quentes, observou o aparecimento <strong>de</strong> microrganismos que não existiam no início da<br />
experiência, concluindo que as bactérias tinham se originado da carne. Quase que ao<br />
mesmo tempo, Spallanzani (1729-1799) ferveu caldo <strong>de</strong> carne durante uma hora,<br />
fechando logo a seguir os frascos. Nenhum microrganismo apareceu, mas seus<br />
resultados, ainda que repetidos, não convenceram Needham. Este insistia em que o ar<br />
era essencial para a produção espontânea dos seres microscópicos, e este ar tinha sido<br />
excluído dos frascos pelo fechamento. 60 a 70 anos mais tar<strong>de</strong> dois pesquisadores<br />
respon<strong>de</strong>ram a este argumento. Franz Schulze (1815-1873) aerava infusões fervidas,<br />
fazendo o ar atravessar soluções fortemente ácidas, enquanto Theodor Schwann (1810-<br />
1882) forçava o ar através <strong>de</strong> tubos aquecidos ao rubro. Em nenhum dos casos surgiram<br />
os micróbios. Os a<strong>de</strong>ptos da geração espontânea não se convenceram, dizendo que o<br />
ácido e o calor é que não permitiram o crescimento dos micróbios. Por volta <strong>de</strong> 1850,<br />
Schrö<strong>de</strong>r e Von Dush realizaram uma experiência mais convincente, fazendo o ar passar<br />
através do algodão para frascos que continham o caldo aquecido. Assim, as bactérias<br />
foram retidas pelas fibras <strong>de</strong> algodão, tanto que não houve seu <strong>de</strong>senvolvimento.<br />
O conceito <strong>de</strong> geração espontânea foi revivido, pela última vez, por Pouchet, que<br />
publicou em 1859, um relatório, provando sua ocorrência. Pouchet foi rebatido por<br />
Louis Pasteur (1822-1895). Este preparou um frasco com colo longo, estreito, em<br />
pescoço <strong>de</strong> cisne . As soluções nutritivas foram aquecidas no frasco e o ar - não-tratado<br />
e não-filtrado - podia passar para <strong>de</strong>ntro ou para fora. Os micróbios, porém,<br />
<strong>de</strong>positavam-se no pescoço <strong>de</strong> cisne e não apareciam na solução.<br />
Finalmente, John Tyndall (1820-1893) efetuou experiências numa caixa<br />
especialmente <strong>de</strong>senhada para provar que a poeira carrega os micróbios . Se não houver<br />
poeira, o caldo estéril ficará livre <strong>de</strong> crescimento microbiano por períodos <strong>de</strong> tempo<br />
in<strong>de</strong>finidos.<br />
Os aparelhos utilizados nas experiências acima <strong>de</strong>scritas estão ilustrados na<br />
figura 2.<br />
Figura 2: Aparelhos utilizados nos experimentos que <strong>de</strong>rrubaram a teoria da geração espontânea<br />
(fonte: Pelczar et al., 1980).
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1.4.2 Teoria Microbiana das Doenças<br />
Antes <strong>de</strong> Pasteur ter provado experimentalmente que as bactérias são a causa <strong>de</strong><br />
algumas doenças, muitos observadores já argumentavam a favor <strong>de</strong>sta teoria. Fracastoro<br />
<strong>de</strong> Verona sugeriu que as doenças podiam ser <strong>de</strong>vidas a organismos invisíveis,<br />
transmitidos <strong>de</strong> uma pessoa para outra. Em 1762, Von Plenciz, <strong>de</strong> Viena, não apenas<br />
estabeleceu que seres vivos eram causas <strong>de</strong> doenças, como também suspeitou que<br />
microrganismos diferentes eram responsáveis por enfermida<strong>de</strong>s diferentes. O médico<br />
Oliver W. Holmes (1809-1894) insistia que a febre puerperal era contagiosa e,<br />
provavelmente, causada por um germe transmitido <strong>de</strong> uma mãe para outra por<br />
intermédio das parteiras e dos médicos. Quase na mesma época, o médico húngaro<br />
Ignaz P. Semmelweis (1818-1865) introduzia o uso <strong>de</strong> antissépticos na prática<br />
obstétrica.<br />
Na França, Louis Pasteur estudou os métodos e processos envolvidos na<br />
fabricação <strong>de</strong> vinhos e cervejas. Observou que a fermentação das frutas e dos grãos,<br />
resultando em álcool, era efetuada por micróbios. Examinando muitas amostras <strong>de</strong><br />
"fermentos", isolou micróbios <strong>de</strong> espécies diferentes. Nos bons lotes, predominava um<br />
tipo; nos produtos pobres, outro tipo estava presente. Selecionando a<strong>de</strong>quadamente o<br />
microrganismo, o fabricante podia estar seguro <strong>de</strong> conseguir produtos bons e uniformes.<br />
Porém os micróbios já estavam nos sucos; <strong>de</strong>viam ser removidos e fermentação iniciada<br />
com uma cultura proveniente <strong>de</strong> um tonel que tinha sido satisfatório. Pasteur sugeriu<br />
que os tipos in<strong>de</strong>sejáveis <strong>de</strong> microrganismos <strong>de</strong>veriam ser eliminados pelo calor, não tão<br />
intenso que prejudicasse o gosto do suco <strong>de</strong> fruta, mas suficiente para tornar inócuo os<br />
germes. Observou que, mantendo os sucos a uma temperatura <strong>de</strong> 62-63 º C, durante uma<br />
hora e meia, obtinha o resultado <strong>de</strong>sejado. Este processo tornou-se conhecido como<br />
pasteurização e hoje é amplamente utilizado nas indústrias <strong>de</strong> fermentação, porém é a<br />
indústria dos <strong>de</strong>rivados do leite que está mais familiarizada com este método, visando a<br />
<strong>de</strong>struição dos microrganismos patogênicos, presentes no leite.<br />
Na Alemanha, o médico Robert Koch (1843-1910) estudou o problema do<br />
carbúculo hemático, que é uma doença do gado bovino, caprino e, às vezes, do homem.<br />
Ele <strong>de</strong>scobriu os bacilos típicos com extremida<strong>de</strong>s cortadas em ângulos retos, no sangue<br />
<strong>de</strong> animais mortos pela infecção carbunculosa. Inoculou as bactérias em meios <strong>de</strong><br />
cultura, em seu laboratório, examinou-as ao microscópio para estar seguro <strong>de</strong> que<br />
apenas uma espécie tinha se <strong>de</strong>senvolvido e injetou-as em outros animais para verificar<br />
se estes se tornavam doentes e <strong>de</strong>senvolviam os sintomas clínicos do carbúnculo<br />
hemático. A partir <strong>de</strong>stes animais experimentais, Koch isolou micróbios iguais aos que<br />
tinha encontrado originalmente nos carneiros infectados. Esta foi a primeira vez que<br />
uma bactéria foi comprovada como causa <strong>de</strong> uma doença animal. A partir disto foram<br />
estabelecidos os postulados <strong>de</strong> Koch: 1) Um microrganismo específico po<strong>de</strong> sempre ser<br />
encontrado em associação com uma dada doença. 2) O organismo po<strong>de</strong> ser isolado e<br />
cultivado, em cultura pura, no laboratório. 3) A cultura pura produzirá a doença quando<br />
inoculada em animal sensível. 4) É possível recuperar o microrganismo, em cultura<br />
pura, dos animais experimentalmente infectados.
<strong>IFSC</strong> / LCE / <strong>Biologia</strong> 3 – Microbiologia<br />
8<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
1.5 Caracterização e Classificação dos Microrganismos<br />
A caracterização e a classificação dos organismos vivos são o principal objetivo<br />
em todos os ramos da Ciência Biológica. A partir do momento em que um organismo é<br />
completamente conhecido, torna-se possível fazer comparações com outros,<br />
<strong>de</strong>terminando semelhanças e diferenças. As comparações das características <strong>de</strong> gran<strong>de</strong><br />
número <strong>de</strong> microrganismos resultam, eventualmente, num sistema <strong>de</strong> agrupamento das<br />
espécies semelhantes. Por fim, cria-se um grupo com características muito semelhantes,<br />
que é consi<strong>de</strong>rado como uma espécie e recebe um nome específico, isto é, o<br />
microrganismo adquire um nome.<br />
Por serem individualmente tão pequenos que não po<strong>de</strong>m ser visualizados sem<br />
ajuda <strong>de</strong> um microscópio, não é prático trabalhar com um único indivíduo. Por esta<br />
razão estudam-se culturas, que contêm milhares, milhões e até mesmo bilhões <strong>de</strong><br />
indivíduos. Uma cultura que consiste em uma única espécie <strong>de</strong> microrganismo (uma<br />
espécie viva), in<strong>de</strong>pen<strong>de</strong>ntemente do número <strong>de</strong> indivíduos, num ambiente livre <strong>de</strong><br />
outros organismos vivos, é chamada <strong>de</strong> cultura axênica. Os microbiologistas usualmente<br />
se referem a tais culturas como culturas puras, embora, no sentido técnico estrito, a<br />
cultura pura seja aquela que se origina do crescimento <strong>de</strong> uma única célula. Se dois ou<br />
mais tipos (espécies) crescem juntos, como normalmente ocorre na natureza, passam a<br />
constituir uma cultura mista.<br />
Antes <strong>de</strong> i<strong>de</strong>ntificar e classificar um microrganismo, suas características <strong>de</strong>vem<br />
ser <strong>de</strong>terminadas com <strong>de</strong>talhes a<strong>de</strong>quados. As principais incluem as seguintes:<br />
1. Características culturais: os nutrientes exigidos para o crescimento e as<br />
condições físicas do ambiente que favorecem o <strong>de</strong>senvolvimento.<br />
2. Características morfológicas: as dimensões das células, seus arranjos, a<br />
diferenciação e a i<strong>de</strong>ntificação <strong>de</strong> suas estruturas.<br />
3. Características metabólicas: a maneira pela qual os microrganismos<br />
<strong>de</strong>senvolvem os processos químicos vitais.<br />
4. Características da composição química: a i<strong>de</strong>ntificação dos principais e típicos<br />
constituintes químicos da célula.<br />
5. Características antigênicas: a <strong>de</strong>tecção <strong>de</strong> componentes especiais da célula<br />
(químicos) que fornecem evidências <strong>de</strong> semelhança entre as espécies.<br />
6. Características genéticas: a análise da composição do ácido<br />
<strong>de</strong>soxirribonucleico (DNA), assim como a <strong>de</strong>terminação das relações entre o DNA<br />
isolado <strong>de</strong> diferentes microrganismos.<br />
A maioria das características acima citadas é <strong>de</strong>terminada através <strong>de</strong> testes<br />
laboratoriais, que incluem o uso <strong>de</strong> diferentes meios e diferentes reações químicas. No<br />
entanto, um dos instrumentos mais po<strong>de</strong>rosos na investigação é o microscópio. A tabela<br />
1 resume as características essenciais e aplicações dos diferentes tipos <strong>de</strong> microscopia.
<strong>IFSC</strong> / LCE / <strong>Biologia</strong> 3 – Microbiologia<br />
9<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
Tabela 1 : Comparação <strong>de</strong> diferentes tipos <strong>de</strong> microscópios (fonte: Pelczar et<br />
al.,1996).<br />
Tipo <strong>de</strong><br />
microscópio<br />
Ampliação máxima<br />
útil<br />
Campo claro 1.000 – 2.000 Espécimes corados ou<br />
<strong>de</strong>scorados; as bactérias,<br />
geralmente coradas,<br />
aparecem com a cor do<br />
corante<br />
Campo escuro 1.000 – 2.000 Geralmente <strong>de</strong>scorados;<br />
aparecem brilhantes ou<br />
iluminados” sobre um<br />
campo escuro<br />
Observação do espécime Aplicações<br />
Fluorescência 1.000 – 2.000 Luminoso e corado; cor do<br />
corante fluorescente<br />
Contraste <strong>de</strong><br />
fase<br />
1.000 – 2.000 Graus variáveis <strong>de</strong><br />
iluminação<br />
Eletrônico 200.000 – 400.000 Observado em tela<br />
fluorescente<br />
Características morfológicas<br />
grosseiras <strong>de</strong> bactérias,<br />
leveduras, bolores, algas e<br />
protozoários<br />
Microrganismos que exibem<br />
algumas características<br />
morfológicas especiais quando<br />
vivos e em suspensão fluida; por<br />
exemplo, os espiroquetas<br />
Técnica <strong>de</strong> diagnóstico em que o<br />
corante fluorescente fixado ao<br />
organismo revela a sua<br />
i<strong>de</strong>ntida<strong>de</strong><br />
Exame <strong>de</strong> estruturas celulares em<br />
microrganismos maiores e vivos;<br />
por exemplo, leveduras, algas,<br />
protozoários e algumas bactérias<br />
Exame <strong>de</strong> vírus e das ultraestruturas<br />
das células<br />
microbianas
<strong>IFSC</strong> / LCE / <strong>Biologia</strong> 3 – Microbiologia<br />
10<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
2 BACTÉRIAS<br />
2.1 Morfologia e Ultra-Estrutura das Bactérias<br />
Entre as principais características das células bacterianas estão suas dimensões,<br />
forma, estrutura e arranjo. Estes elementos constituem a morfologia da célula (figura 3).<br />
Embora existam milhares <strong>de</strong> espécies bacterianas diferentes, os organismos<br />
isolados apresentam uma das três formas gerais: elipsoidal ou esférica, cilíndrica ou em<br />
bastonete e espiralada.<br />
As células bacterianas esféricas ou elipsoidais são chamadas <strong>de</strong> cocos e po<strong>de</strong>m<br />
apresentar os arranjos vistos na figura 4.<br />
As células bacterianas cilíndricas ou em bastonetes (bacilos) comumente<br />
apresentam-se isoladas e ocasionalmente ocorrem aos pares (diplobacilos) ou em<br />
ca<strong>de</strong>ias (estreptobacilos) (figura 5).<br />
As bactérias espiraladas (singular = spirillum; plural = spirilla) ocorrem,<br />
predominantemente, como células isoladas. As células individuais <strong>de</strong> espécies diferentes<br />
exibem, contudo, nítidas diferenças no comprimento, número e amplitu<strong>de</strong> das espirais e<br />
na rigi<strong>de</strong>z das pare<strong>de</strong>s celulares. As bactérias curtas com espiras incompletas são<br />
conhecidas como bactérias comma ou vibriões (figura 6).<br />
A unida<strong>de</strong> <strong>de</strong> medida das bactérias é o micrômetro, que equivale a 10 - ³ mm. As<br />
bactérias mais freqüentemente estudadas em laboratório me<strong>de</strong>m, aproximadamente, 0,5<br />
a 1,0 µm por 2,0 a 5,0 µm. Os estafilococos e estreptococos, por exemplo, têm<br />
diâmetros variáveis entre 0,75 e 1,25 µm. As formas cilíndricas, tais como o bacilo da<br />
febre tifói<strong>de</strong> e da disenteria, apresentam uma largura <strong>de</strong> 0,5 a 1,0 µm e um comprimento<br />
<strong>de</strong> 2 a 3 µm. Algumas formas filamentosas po<strong>de</strong>m exce<strong>de</strong>r os 100 µm <strong>de</strong> comprimento,<br />
mas seu diâmetro está, <strong>de</strong> modo característico, entre 0,5 e 1,0 µm.<br />
A figura 7 mostra o tamanho comparativo <strong>de</strong> uma célula <strong>de</strong> uma bactéria, um<br />
vírus e um protozoário.<br />
Figura 3: Principais estruturas celulares que ocorrem em células bacterianas. Certas estruturas,<br />
como por exemplo, grânulos ou inclusões, não são comuns a todas as células bacterianas (fonte: Pelczar et<br />
al, 1996).
<strong>IFSC</strong> / LCE / <strong>Biologia</strong> 3 – Microbiologia<br />
11<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
Figura 4: Arranjos característicos dos cocos, com ilustrações esquemáticas dos padrões <strong>de</strong> multiplicação. [A]<br />
Diplococos: as células se divi<strong>de</strong>m em um plano e permanecem acopladas predominantemente em pares<br />
(escaneamento por micrografia eletrônica <strong>de</strong> varredura). [B] Estreptococus: as células se divi<strong>de</strong>m em um plano e<br />
permanecem acopladas para formar ca<strong>de</strong>ias (micrografia eletrônica <strong>de</strong> varredura). [C] Tetracocos: as células se<br />
divi<strong>de</strong>m em dois planos e caracteristicamente formam grupos <strong>de</strong> quatro células. As espécimes mostradas são Gaffkya<br />
tetragena. [D] Estafilococos: as células se divi<strong>de</strong>m em três planos, em um padrão irregular, formando cachos <strong>de</strong><br />
cocos. As espécimes mostradas são Staphylococcus aureus. [E] Sarcinas: as células se divi<strong>de</strong>m em três planos, em<br />
um padrão regular, formando um arranjo cúbico <strong>de</strong> células (fonte: Pelczar et al., 1996).<br />
Figura 5: Bactérias tipicamente cilíndricas<br />
(bacilos). Observar as variações <strong>de</strong><br />
comprimento e <strong>de</strong> largura. (A) Clostridium<br />
sporogenes; (B) Pseudomonas sp; (C)<br />
Bacillus megaterium; (D) Salmonella typhi<br />
(fonte: Pelczar et al., 1980).
<strong>IFSC</strong> / LCE / <strong>Biologia</strong> 3 – Microbiologia<br />
12<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
[A]<br />
Unida<strong>de</strong>s <strong>de</strong><br />
comprimento<br />
Micrômetro<br />
(µm)<br />
Nanômetro<br />
(nm)<br />
Angström (Å)<br />
Metro (m)<br />
0,000001<br />
10 -6<br />
0,000000001<br />
10 -9<br />
0,0000000001<br />
10 -10<br />
Figura 6: Bactérias espiraladas. (A) célula <strong>de</strong> Leptospira mostrando<br />
o filamento axial típico. Micrografia eletrônica, x 71.526. (B)<br />
Spirillum itersonii visto ao microscópio eletrônico, x 33.600. (C)<br />
Rhodospirillum rubrum, x 1.220. (D) Spirochaeta stenostrepta, x<br />
23.000. (E) Methanospirillum hungatii, uma nova espécie da<br />
bactéria gram-negativa que ocorre em filamentos <strong>de</strong> até 100µm <strong>de</strong><br />
comprimento. (fonte: Pelczar et al., 1980)<br />
Centímetro<br />
(cm)<br />
0,0001<br />
10 -4<br />
0,0000001<br />
10 -7<br />
0,00000001<br />
10 -8<br />
Milímetro<br />
(mm)<br />
0,001<br />
10 -3<br />
0,000001<br />
10 -6<br />
0,0000001<br />
10 -7<br />
Micrômetro<br />
(µm)<br />
1<br />
0,001<br />
10 -3<br />
0,0001<br />
10 -4<br />
Nanômetro<br />
(nm)<br />
1.000<br />
10 3<br />
Figura 7: [A] Uma comparação <strong>de</strong> tamanhos <strong>de</strong> microrganismos selecionados. O quadro acima mostra a<br />
equivalência no sistema métrico para as unida<strong>de</strong>s usadas para expressar dimensões das células<br />
microbianas (modificado <strong>de</strong> Pelczar et al., 1996).<br />
1<br />
0,1<br />
10 -1
<strong>IFSC</strong> / LCE / <strong>Biologia</strong> 3 – Microbiologia<br />
13<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
2.1.1 Estruturas Bacterianas<br />
O exame da célula bacteriana revela certas estruturas <strong>de</strong>finidas por <strong>de</strong>ntro e por<br />
fora da pare<strong>de</strong> celular. Seguem-se breves <strong>de</strong>scrições das estruturas bacterianas <strong>de</strong> fácil<br />
i<strong>de</strong>ntificação:<br />
Flagelos: apêndices muito finos, semelhantes a cabelos, que se exteriorizam<br />
através da pare<strong>de</strong> celular e se originam <strong>de</strong> uma estrutura granular (corpo basal)<br />
imediatamente abaixo da membrana citoplasmática, no citoplasma. O flagelo apresenta<br />
três partes: uma estrutura basal, uma estrutura semelhante a um gancho e um longo<br />
filamento externo à pare<strong>de</strong> celular (figura 8). O seu comprimento é, usualmente, várias<br />
vezes o da célula, mas seu diâmetro é uma pequena fração do diâmetro celular (p.e., 10 a<br />
20 nm). Algumas bactérias se movimentam por outros meios, diversos da ativida<strong>de</strong><br />
flagelar, como o <strong>de</strong>slizamento provocado pelo fluxo protoplasmático ou pela resposta<br />
táxica (p.e., fototaxia, quimiotaxia).<br />
Pêlos (fímbrias): apêndices filamentosos menores, mais curtos e mais<br />
numerosos que os flagelos e que não formam ondas regulares. Estão presentes em<br />
muitas bactérias gram-negativas. São encontrados tanto nas espécies móveis como nas<br />
imóveis e portanto, não <strong>de</strong>sempenham papel relativo à mobilida<strong>de</strong>. Po<strong>de</strong>m funcionar<br />
como sítios <strong>de</strong> adsorção <strong>de</strong> vírus bacterianos, como mecanismo <strong>de</strong> a<strong>de</strong>rência à<br />
superfícies e como porta <strong>de</strong> entrada <strong>de</strong> material genético durante a conjugação<br />
bacteriana [(pêlo sexual) (figura 9)].<br />
Glicocálice: formado <strong>de</strong> uma substância viscosa, que forma uma camada <strong>de</strong><br />
cobertura ou envelope ao redor da célula. Se o glicocálice estiver organizado <strong>de</strong> maneira<br />
<strong>de</strong>finida e estiver acoplado firmemente à pare<strong>de</strong> celular, recebe o nome <strong>de</strong> cápsula; se<br />
estiver <strong>de</strong>sorganizado e sem qualquer forma e anda estiver frouxamente acoplado à<br />
pare<strong>de</strong> celular, recebe o nome <strong>de</strong> camada limosa. O glicocálice po<strong>de</strong> ter natureza<br />
polissacarídica (um ou vários tipos <strong>de</strong> açúcares como p.e., galactose, ramnose, glicana,<br />
etc.) ou polipeptídica (p.e., ácido glutâmico). A principal função do glicocálice é a<br />
a<strong>de</strong>rência sobre superfícies; ele po<strong>de</strong> evitar o <strong>de</strong>ssecamento das bactérias, fornece um<br />
envoltório protetor e po<strong>de</strong> servir, também, como reservatório <strong>de</strong> alimentos, além <strong>de</strong><br />
evitar a adsorção e lise da células por bacteriófagos (figura 10).<br />
Pare<strong>de</strong> Celular: dá forma à célula e situa-se abaixo das substâncias<br />
extracelulares (glicocálice) e externamente à membrana que está em contato imediato<br />
com o citoplasma. Sua espessura é calculada, em média, <strong>de</strong> 10 a 25 nm. A função da<br />
pare<strong>de</strong> celular é a <strong>de</strong> proporcionar uma moldura rígida, ou "colete", que suporta e<br />
protege as estruturas protoplasmáticas mais lábeis, em face das possíveis lesões<br />
osmóticas; evita ainda a evasão <strong>de</strong> certas enzimas, assim como o influxo <strong>de</strong> certas<br />
substâncias que po<strong>de</strong>riam causar dano à célula. Nas eubactérias, o pepti<strong>de</strong>oglicano (ou<br />
mureína), um composto polimérico, é o componente da pare<strong>de</strong> celular que <strong>de</strong>termina<br />
sua forma. A pare<strong>de</strong> celular das bactérias Gram-positivas é constituída por ácido<br />
teicóico, além do pepti<strong>de</strong>oglicano, que correspon<strong>de</strong> à uma fração maior que a<br />
encontrada na pare<strong>de</strong> das bactérias Gram-negativas (figura 11). A pare<strong>de</strong> das bactérias<br />
Gram-negativas é mais complexa que a pare<strong>de</strong> das Gram-positivas pois possui uma<br />
membrana externa cobrindo uma camada fina <strong>de</strong> pepti<strong>de</strong>oglicano (figura 12). Esta<br />
membrana externa é cosnstituída por fosfolipí<strong>de</strong>os, proteínas e lipopolissacarí<strong>de</strong>os<br />
(LPSs).
<strong>IFSC</strong> / LCE / <strong>Biologia</strong> 3 – Microbiologia<br />
14<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
Figura 8: Desenho <strong>de</strong> um corpo basal ilustrando sua estrutura e a fixação a bactérias Gram-negativas. O<br />
flagelo <strong>de</strong> bactérias Gram-positivas tem somente dois anéis (um par) que fixam o flagelo à membrana<br />
celular (fonte: Pelczar et al., 1996).<br />
Figura 9: Bactérias fimbriadas. (A) Shigella<br />
flexneri: bacilos em divisão com numerosas<br />
fímbrias ao redor das células (x 20.000). (B)<br />
Salmonella typhi: bacilos em divisão com<br />
numerosas fímbrias e alguns poucos flagelos<br />
(apêndices mais longos), x 12.500 (fonte: Pelczar<br />
et al., 1980).
<strong>IFSC</strong> / LCE / <strong>Biologia</strong> 3 – Microbiologia<br />
15<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
Figura 10: Bactérias capsuladas.<br />
(A) Klebsiella pneumoniae. (B)<br />
Bactéria capsulada formadora <strong>de</strong><br />
limo, isolada em uma fábrica <strong>de</strong><br />
papel. Notar as cápsulas<br />
extremamente gran<strong>de</strong>s (áreas<br />
claras), ao redor <strong>de</strong> cada uma das<br />
células. (fonte: Pelczar et al.,<br />
1980).<br />
Figura 11: Pare<strong>de</strong> celular <strong>de</strong> bactérias Gram-positivas (fonte: Prescott et al., 1996).
<strong>IFSC</strong> / LCE / <strong>Biologia</strong> 3 – Microbiologia<br />
16<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
Figura 12: Pare<strong>de</strong> celular <strong>de</strong> bactérias Gram-negativas (fonte: Prescott et al., 1996).<br />
Estruturas internas à pare<strong>de</strong> celular:<br />
Protoplastos: quando remove-se a pare<strong>de</strong> celular <strong>de</strong> uma bactéria, esta torna-se<br />
um corpo arredondado, que assume a forma esférica, justamente por não contar com a<br />
rígida limitação da pare<strong>de</strong>. A bactéria recebe o nome, então, <strong>de</strong> protoplasto, que po<strong>de</strong> ser<br />
caracterizado como: imóvel, esférico, não se divi<strong>de</strong>, não forma nova pare<strong>de</strong> celular e<br />
não é suscetível, <strong>de</strong> modo geral, à infecções por bacteriófagos.<br />
Membrana citoplasmática: fina membrana situada abaixo da pare<strong>de</strong> celular<br />
(figura 13). Sua espessura é da or<strong>de</strong>m <strong>de</strong> 7,5 nm e é composta <strong>de</strong> fosfolipí<strong>de</strong>os (20 a<br />
30%), que formam uma bicamada que envolve as proteínas (50 a 70%). A membrana é o<br />
sítio da ativida<strong>de</strong> enzimática específica e do transporte <strong>de</strong> moléculas para <strong>de</strong>ntro e para<br />
fora da célula. Em alguns casos, a membrana se esten<strong>de</strong> no citoplasma para formar o<br />
mesossomo, que participa do metabolismo (através da secreção <strong>de</strong> certas enzimas, com<br />
as penicilinases) e da replicação celular (na formação do septo durante o processo <strong>de</strong><br />
divisão celular).<br />
Citoplasma: o material celular po<strong>de</strong> ser dividido em: área citoplasmática, que é<br />
a porção fluida contendo substâncias dissolvidas e partículas tais como ribossomos, e<br />
material nuclear ou nucleói<strong>de</strong>, rico em DNA.<br />
Inclusões citoplasmáticas: <strong>de</strong>pósitos concentrados <strong>de</strong> certas substâncias,<br />
insolúveis, chamados <strong>de</strong> grânulos, e que po<strong>de</strong>m servir como fonte <strong>de</strong> material nutritivo<br />
<strong>de</strong> reserva. Os grânulos po<strong>de</strong>m ser constituídos <strong>de</strong> polissacarí<strong>de</strong>os (amido, glicogênio),<br />
lipí<strong>de</strong>os, fosfatos e até enxofre, como é o caso das bactérias sulforosas.<br />
Material nuclear: as células bacterianas não contêm o núcleo típico das células<br />
animais e vegetais. O material nuclear consiste <strong>de</strong> um cromossomo único e circular e<br />
ocupa uma posição próxima do centro da célula. Po<strong>de</strong> ser chamado <strong>de</strong> corpo<br />
cromatínico, nucleói<strong>de</strong>, equivalente nuclear ou cromossoma bacteriano.
<strong>IFSC</strong> / LCE / <strong>Biologia</strong> 3 – Microbiologia<br />
17<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
Endósporos: esporos que se formam <strong>de</strong>ntro da célula. São como um corpo oval<br />
<strong>de</strong> pare<strong>de</strong> espessa (um por célula), altamente resistente e refráteis. Todas bactérias dos<br />
gêneros Bacillus e Clostridium produzem endósporos. São constituídos <strong>de</strong> ácido<br />
dipicolínico e por gran<strong>de</strong> quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> cálcio. Os esporos representam uma fase latente<br />
(repouso) da célula bacteriana; comparados com as células vegetativas, são<br />
extremamente resistentes aos agentes físicos e químicos adversos, <strong>de</strong>monstrando uma<br />
estratégia <strong>de</strong> sobrevivência (figura 14).<br />
Figura 13: Interpretação<br />
esquemática da estrutura da<br />
membrana citoplasmática. Os<br />
fosfolipí<strong>de</strong>os estão arranjados em<br />
uma bicamada <strong>de</strong> tal forma que as<br />
partes polares (esferas) estão<br />
voltadas para a face externa e as<br />
partes não-polares (filamentos) estão<br />
voltadas para a face interna.<br />
Também são mostrados os<br />
componentes protéicos (fonte:<br />
Pelczar et al., 1996).<br />
2.2 Cultivo das Bactérias<br />
O cultivo dos microrganismos, em condições laboratoriais, é um pré-requisito<br />
para seu estudo a<strong>de</strong>quado. Para que isto possa ser realizado, é necessário o<br />
conhecimento <strong>de</strong> suas exigências nutritivas e das condições físicas requeridas.<br />
2.2.1 Tipos Nutritivos das Bactérias<br />
As bactérias po<strong>de</strong>m ser divididas em grupos com base em suas exigências<br />
nutritivas. A principal separação correspon<strong>de</strong> aos grupos fototróficos (organismos que<br />
utilizam a energia radiante como fonte <strong>de</strong> energia) e quimiotróficos (organismos<br />
incapazes <strong>de</strong> utilizar a energia radiante; <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>m da oxidação <strong>de</strong> compostos químicos<br />
para a obtenção <strong>de</strong> energia) (tabela 2).<br />
♦ Fototróficos: existem bactérias que utilizam o CO2 como principal fonte <strong>de</strong><br />
carbono; são as fotolitotróficas. Outras exigem um composto orgânico<br />
(álcoois, ácidos graxos, aminoácidos) e são ditas fotorganotróficas.<br />
♦ Quimiotróficos: bactérias que utilizam o CO2 como fonte <strong>de</strong> carbono e<br />
oxidam compostos inorgânicos (p.e., nitritos) ou elementos químicos (p.e.,<br />
enxofre) para obtenção da fonte <strong>de</strong> energia ,são chamadas quimiolitotróficas.<br />
As que utilizam compostos orgânicos para obter energia, são chamadas<br />
quimiorganotróficas.<br />
As bactérias fotolitotróficas e quimiolitotróficas são conhecidas, comumente,<br />
como autotróficas, ao passo que as espécies fotorganotróficas e quimiorganotróficas<br />
são <strong>de</strong>signadas heterotróficas.
<strong>IFSC</strong> / LCE / <strong>Biologia</strong> 3 – Microbiologia<br />
18<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
Figura 14: [A] Localização, tamanho e forma dos endósporos em células <strong>de</strong> várias espécies <strong>de</strong> Bacillus e<br />
Clostridium. [B] Alterações estruturais na célula bacteriana durante a esporulação (fonte: Pelczar et al.,<br />
1996).<br />
As bactérias heterotróficas apresentam exigências nutritivas mais simples. O<br />
fato <strong>de</strong> um organismo po<strong>de</strong>r crescer e se reproduzir numa mistura <strong>de</strong> compostos<br />
químicos simples indica que ele possui uma gran<strong>de</strong> capacida<strong>de</strong> <strong>de</strong> síntese. As bactérias<br />
heterotróficas foram estudadas mais profundamente porque, sob certo aspecto,<br />
<strong>de</strong>monstram um interesse mais imediato. Neste grupo se encontram todas as bactérias<br />
patogênicas para o homem, para outros animais e para os vegetais, assim como a maior<br />
parte da população microbiana do ambiente humano. As bactérias heterotróficas,<br />
embora constituam o principal grupo nutritivo, variam, consi<strong>de</strong>ravelmente, quanto aos<br />
nutrientes específicos exigidos para o crescimento (tabela 3). As heterotróficas po<strong>de</strong>m<br />
ser consumidoras, alimentando-se <strong>de</strong> outros organismos vivos; saprófitas, que se<br />
alimentam <strong>de</strong> matéria orgânica morta. Outras po<strong>de</strong>m ser simbiontes, ou seja, mantém<br />
uma relação estreita com um organismo <strong>de</strong> espécie diferente. Estas simbiontes po<strong>de</strong>m
<strong>IFSC</strong> / LCE / <strong>Biologia</strong> 3 – Microbiologia<br />
19<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
ser comensais, que nem ajudam, nem prejudicam seu hospe<strong>de</strong>iro, ou po<strong>de</strong>m ser<br />
parasitas, que causam dano ao hospe<strong>de</strong>iro (caso das bactérias patogênicas).<br />
Tabela 2: Principais tipos nutritivos das bactérias (fonte: Pelczar, 1980).<br />
Fototrófico:<br />
Tipo Fonte <strong>de</strong> Energia<br />
Para Crescimento<br />
Fotolitotrófico<br />
(autotrófico)<br />
Fotorganotrófico<br />
(heterotrófico)<br />
Quimiotrófico:<br />
Quimiolitotrófico<br />
(autotrófico)<br />
Quimiorganotrófico<br />
(heterotrófico)<br />
Luz<br />
Luz<br />
Oxidação <strong>de</strong><br />
composto inorgânico<br />
Oxidação <strong>de</strong><br />
composto orgânico<br />
Fonte <strong>de</strong> Carbono<br />
Para Crescimento<br />
CO2<br />
Composto orgânico<br />
CO2<br />
Composto orgânico<br />
Exemplo <strong>de</strong> Gênero<br />
Chromatium<br />
Rhodopseudomonas<br />
Thiobacillus<br />
Escherichia<br />
Tabela 3: Exigências nutritivas mínimas <strong>de</strong> algumas bactérias heterotróficas (fonte: Pelczar, 1980).<br />
Bactérias<br />
Sais<br />
Inorgânicos<br />
Carbono<br />
Orgânico<br />
Nitrogênio<br />
Inorgânico<br />
Escherichia coli X X X<br />
Um<br />
aminoáci<br />
do<br />
Salmonella typhi X X X X<br />
Dois ou mais<br />
aminoácidos<br />
Uma<br />
vitamina<br />
Proteus vulgaris X X X X X<br />
Staphylococcus aureus X X X X X<br />
Duas ou<br />
mais<br />
vitaminas<br />
Lactobacillus acidophilus X X X X X<br />
2.2.2 Meios Bacteriológicos<br />
Para o cultivo rotineiro <strong>de</strong> microrganismos heterotróficos, utilizam-se certas<br />
matérias-primas complexas, tais como as peptonas, os extratos <strong>de</strong> carne e <strong>de</strong> levedura<br />
(tabela 4), daí resultando um meio que promove o <strong>de</strong>senvolvimento <strong>de</strong> gran<strong>de</strong> varieda<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong> bactérias e <strong>de</strong> outros microrganismos. Quando se <strong>de</strong>seja um meio sólido, adiciona-se<br />
o ágar como agente solidificante. O caldo e o ágar nutritivos são exemplos <strong>de</strong> meios<br />
líquidos e sólidos, relativamente simples, indicados para a cultura <strong>de</strong> microrganismos<br />
heterotróficos comuns.<br />
Alguns microrganismos não se <strong>de</strong>senvolvem bem nestes meios, pois<br />
<strong>de</strong>monstram exigências <strong>de</strong> nutrientes específicos, como vitaminas e outras substâncias<br />
estimulantes. Tais microrganismos são chamados <strong>de</strong> heterotróficos fastidiosos, e<br />
necessitam <strong>de</strong> meios especiais para seu cultivo, isolamento e reconhecimento.
<strong>IFSC</strong> / LCE / <strong>Biologia</strong> 3 – Microbiologia<br />
20<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
Os meios <strong>de</strong> cultura, <strong>de</strong> acordo com a sua aplicação ou função, po<strong>de</strong>m ser<br />
classificados, entre outros, como:<br />
Meios Enriquecidos: a adição <strong>de</strong> sangue, soro ou extratos <strong>de</strong> tecidos<br />
animais ou vegetais ao caldo ou ágar nutritivos proporciona nutrientes acessórios, <strong>de</strong><br />
modo que o meio possa permitir o crescimento <strong>de</strong> heterotróficos fastidiosos.<br />
Meios Seletivos: a adição <strong>de</strong> certas substâncias químicas específicas ao<br />
ágar nutritivo previne o crescimento <strong>de</strong> um grupo <strong>de</strong> bactérias sem agir sobre outras. O<br />
cristal violeta, por exemplo, em uma dada concentração, impe<strong>de</strong> o crescimento <strong>de</strong><br />
bactérias gram-positivas, sem afetar o <strong>de</strong>senvolvimento das bactérias gram-negativas.<br />
Meios Diferenciais: a incorporação <strong>de</strong> certos reagentes ou substâncias<br />
químicas no meio po<strong>de</strong> resultar num tipo <strong>de</strong> crescimento ou modificação, após a<br />
inoculação e a incubação, que permite ao observador distinguir os tipos <strong>de</strong> bactérias. Por<br />
exemplo, inoculando-se uma mistura <strong>de</strong> bactérias num meio <strong>de</strong> ágar sangue, algumas<br />
das bactérias po<strong>de</strong>m hemolisar (<strong>de</strong>struir) as células vermelhas e outras não. A zona clara<br />
ao redor da colônia é a evidência <strong>de</strong> ter ocorrido a hemólise. Assim, po<strong>de</strong>-se estabelecer<br />
a distinção entre bactérias hemolíticas e não-hemolíticas, <strong>de</strong> acordo com o seu<br />
<strong>de</strong>senvolvimento.<br />
Tabela 4: Características <strong>de</strong> vários produtos complexos, usados como ingredientes dos meios <strong>de</strong> cultura<br />
(fonte: Pelczar, 1980).<br />
MATÉRIA PRIMA CARACTERÍSTICA VALOR NUTRITIVO<br />
Extrato <strong>de</strong> carne<br />
Peptona<br />
Ágar<br />
Extrato <strong>de</strong> levedo<br />
Extrato aquoso <strong>de</strong> tecido muscular, concentrado<br />
sob a forma <strong>de</strong> pasta<br />
Produto que resulta da digestão <strong>de</strong> materiais<br />
protéicos como carne, caseína e gelatina; a<br />
digestão protéica é realizada por meio <strong>de</strong> ácidos<br />
ou <strong>de</strong> enzimas; existem muitas peptonas<br />
diferentes (<strong>de</strong>pen<strong>de</strong>ndo da proteína usada e do<br />
método <strong>de</strong> digestão) para uso em meios<br />
bacteriológicos; as peptonas diferem em suas<br />
proprieda<strong>de</strong>s <strong>de</strong> promover o crescimento<br />
Carboidrato complexo, obtido <strong>de</strong> certas algas<br />
marinhas; tratado para a remoção <strong>de</strong> substâncias<br />
estranhas<br />
Extrato aquoso <strong>de</strong> leveduras comercialmente<br />
apresentado sob a forma <strong>de</strong> pó<br />
2.2.3 Condições Físicas Necessárias ao Crescimento<br />
Contém as substâncias solúveis dos<br />
tecidos animais, incluindo<br />
carboidratos, compostos orgânicos<br />
<strong>de</strong> nitrogênio, vitaminas<br />
hidrossolúveis e sais<br />
Principal fonte <strong>de</strong> nitrogênio<br />
orgânico; po<strong>de</strong> conter algumas<br />
vitaminas e, às vezes, carboidratos,<br />
<strong>de</strong>pen<strong>de</strong>ndo do tipo <strong>de</strong> material<br />
protéico digerido<br />
Usado como agente solidificante dos<br />
meios; o ágar, dissolvido em<br />
soluções aquosas, gelifica quando a<br />
temperatura é reduzida a menos <strong>de</strong><br />
45ºC; não é consi<strong>de</strong>rado como fonte<br />
nutritiva para as bactérias<br />
Fonte muito rica <strong>de</strong> vitaminas B,<br />
também contém compostos<br />
orgânicos <strong>de</strong> nitrogênio e <strong>de</strong> carbono<br />
Assim como as bactérias variam com relação às exigências nutritivas,<br />
também <strong>de</strong>monstram respostas diversas às condições físicas do ambiente.
<strong>IFSC</strong> / LCE / <strong>Biologia</strong> 3 – Microbiologia<br />
21<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
Temperatura: o crescimento bacteriano po<strong>de</strong> ter seu ritmo e quantida<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong>terminados pela temperatura, uma vez que esta influencia as reações químicas do<br />
processo <strong>de</strong> crescimento. Cada espécie <strong>de</strong> bactéria cresce sob temperaturas situadas em<br />
faixas características e, sendo assim, são classificadas nos seguintes grupos:<br />
1. Bactérias psicrófilas: são capazes <strong>de</strong> crescer a 0° C ou menos, embora<br />
seu ótimo seja entre 15° C ou 20° C.<br />
2. Bactérias mesófilas: crescem melhor numa faixa <strong>de</strong> 25 a 40° C.<br />
3. Bactérias termófilas: crescem melhor a temperaturas <strong>de</strong> 45 a 60° C<br />
A temperatura ótima <strong>de</strong> crescimento é a temperatura <strong>de</strong> incubação que<br />
possibilita o mais rápido crescimento, durante curto período <strong>de</strong> tempo (12 a 24 horas).<br />
Exigências atmosféricas: os principais gases que afetam o crescimento<br />
bacteriano são o oxigênio e o dióxido <strong>de</strong> carbônico. Como as bactérias apresentam<br />
gran<strong>de</strong> varieda<strong>de</strong> <strong>de</strong> resposta ao oxigênio livre, elas são divididas em:<br />
1. Bactérias aeróbias: crescem na presença <strong>de</strong> oxigênio livre.<br />
2. Bactérias anaeróbias: crescem na ausência <strong>de</strong> oxigênio livre.<br />
3. Bactérias anaeróbias facultativas: crescem tanto na presença como na<br />
ausência do oxigênio livre.<br />
4. Bactérias microaerófilas: crescem na presença <strong>de</strong> quantida<strong>de</strong>s<br />
pequenas <strong>de</strong> oxigênio livre.<br />
Aci<strong>de</strong>z e alcalinida<strong>de</strong> (pH): para a maioria das bactérias, o pH ótimo <strong>de</strong><br />
crescimento localiza-se entre 6,5 e 7,5. Embora poucos microrganismos possam<br />
<strong>de</strong>senvolver-se nos limites extremos <strong>de</strong> pH, as variações mínimas e máximas, para a<br />
maior parte das espécies, estão entre pH 4 e pH 9.<br />
2.3 Reprodução e Crescimento<br />
O termo crescimento, tal como é comumente aplicado às bactérias e a<br />
outros microrganismos, refere-se, usualmente, às alterações ocorridas na cultura das<br />
células e não às alterações <strong>de</strong> um organismo isolado.<br />
2.3.1 Reprodução<br />
Bactérias geralmente reproduzem-se assexuadamente por fissão binária<br />
transversa, quando ocorre a replicação do cromossomo bacteriano e a célula<br />
<strong>de</strong>senvolve uma pare<strong>de</strong> celular transversa, dividindo-se então em duas novas células<br />
(figura 15). Após a replicação do cromossomo, a pare<strong>de</strong> transversa forma como uma<br />
invaginação da membrana plasmática e da pare<strong>de</strong> celular. Quando a nova pare<strong>de</strong><br />
formada não se separa completamente em duas pare<strong>de</strong>s, po<strong>de</strong>-se formar uma ca<strong>de</strong>ia (ou<br />
filamento) <strong>de</strong> bactérias. A fissão binária não é o único método reprodutivo entre as<br />
bactérias. As espécies do gênero Streptomyces produzem muitos esporos reprodutivos
<strong>IFSC</strong> / LCE / <strong>Biologia</strong> 3 – Microbiologia<br />
22<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
por organismo, cada esporo dando origem a um novo indivíduo. Bactérias do gênero<br />
Nocardia produzem extenso crescimento filamentoso, seguido pela fragmentação dos<br />
filamentos em pequenas células bacilares ou cocói<strong>de</strong>s. Espécies do gênero<br />
Hyphomicrobium po<strong>de</strong>m reproduzir-se por brotamento: <strong>de</strong>senvolve-se um broto, a partir<br />
da célula-mãe e, <strong>de</strong>pois <strong>de</strong> um período <strong>de</strong> aumento <strong>de</strong> tamanho, o broto se separa da<br />
célula original, formando um novo indivíduo.<br />
Embora não ocorra uma reprodução sexuada complexa nos moneras, algumas<br />
vezes as bactérias realizam troca <strong>de</strong> material genético. Tal recombinação genética po<strong>de</strong><br />
ocorrer por transformação, conjugação ou transdução.<br />
Na transformação, a célula bacteriana "pega" fragmentos <strong>de</strong> DNA perdidos por<br />
outra bactéria que se rompeu. Este mecanismo tem sido usado experimentalmente para<br />
mostrar que os genes po<strong>de</strong>m ser transferidos <strong>de</strong> uma bactéria para outra e que o DNA é<br />
a base química da hereditarieda<strong>de</strong>.<br />
Na conjugação, duas células bacterianas geneticamente diferentes trocam<br />
DNA diretamente. Este processo tem sido extensivamente estudado na bactéria<br />
Escherichia coli, que tem linhagens F- e F+. As células F+ são cobertas com pêlos e<br />
contêm um plasmí<strong>de</strong>o conhecido como fator F, ou fator da fertilida<strong>de</strong>. Quando uma<br />
célula F+ entra em contato com uma célula F-, os pêlos organizam um tubo <strong>de</strong><br />
conjugação, chamado <strong>de</strong> pêlo sexual ou pêlo F, que conecta a célula F+ à célula F-. O<br />
pêlo F é "oco", permitindo que o DNA pase <strong>de</strong> uma bactéria para outra.<br />
Na transdução, genes bacterianos são carregados <strong>de</strong> uma bactéria para outra,<br />
<strong>de</strong>ntro <strong>de</strong> um bacteriófago (vírus bacteriano). Quando o bacteriófago entra numa célula<br />
bacteriana, o DNA do vírus mistura-se com uma parte do DNA bacteriano, <strong>de</strong> modo que<br />
o vírus agora carrega esta parte do DNA. Se o vírus infecta uma segunda bactéria, o<br />
DNA da primeira bactéria po<strong>de</strong> misturar-se com o DNA da segunda bactéria. Esta nova<br />
informação genética é então replicada a cada nova divisão.
<strong>IFSC</strong> / LCE / <strong>Biologia</strong> 3 – Microbiologia<br />
23<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
Figura 15: Multiplicação bacteriana pela fissão binária transversa (fonte: Pelczar et al., 1996).<br />
2.3.2 Crescimento<br />
Como já foi mencionado, o processo <strong>de</strong> reprodução prevalecente entre as<br />
bactérias é a fissão binária; uma célula se divi<strong>de</strong>, formando duas células. Assim sendo,<br />
partindo <strong>de</strong> uma única bactéria, o aumento populacional se faz em progressão<br />
geométrica:<br />
1 - 2 1 - 2 2 - 2 3 - 2 4 - 2 5 ... 2 n<br />
O tempo necessário para que uma célula se divida - ou para que a<br />
população duplique - é conhecido como tempo <strong>de</strong> geração, que não é o mesmo para<br />
todas as bactérias. Para algumas, como a Escherichia coli, po<strong>de</strong> ser <strong>de</strong> 15 a 20 minutos;<br />
para outras po<strong>de</strong> ser <strong>de</strong> muitas horas. O tempo <strong>de</strong> geração está na forte <strong>de</strong>pendência dos<br />
nutrientes existentes no meio e das condições físicas <strong>de</strong> incubação.<br />
A figura 16 mostra a curva <strong>de</strong> crescimento típica das bactérias em um<br />
sistema fechado. Na curva, observa-se que há um período inicial no qual não parece<br />
haver crescimento (fase lag ou <strong>de</strong> latência), seguido por um rápido aumento da<br />
população (fase logarítmica), que se nivela posteriormente (fase estacionária) e <strong>de</strong>clina<br />
quanto ao número <strong>de</strong> células viáveis (fase <strong>de</strong> morte ou <strong>de</strong>clínio).
<strong>IFSC</strong> / LCE / <strong>Biologia</strong> 3 – Microbiologia<br />
24<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
Figura 16: Curva <strong>de</strong> crescimento típica <strong>de</strong> uma população bacteriana. A <strong>de</strong>nsida<strong>de</strong> óptica é uma medida<br />
da turbi<strong>de</strong>z da cultura bacteriana e é obtida através da análise da cultura em espectrofotômetro (fonte:<br />
modificado <strong>de</strong> Brock et al., 1994).<br />
2.4 Principais Grupos <strong>de</strong> Bactérias<br />
A referência padrão para a classificação e taxonomia bacterianas é o<br />
Bergey's manual of <strong>de</strong>terminative bacteriology (Holt et al., 1993). Este manual divi<strong>de</strong> as<br />
bactérias em 19 grupos.<br />
Grupo 1: Bactérias fototróficas Grupo 2: Bactérias <strong>de</strong>slizantes<br />
Grupo 3: Bactérias com bainha Grupo 4: Bactérias gemulantes e/ou pedunculadas<br />
Grupo 5: Espiroquetas Grupo 6: Bactérias espiraladas e encurvadas<br />
Grupo 7: Coco e bacilos gram-negativos aeróbios Grupo 8: Bacilos gram-negativos facultativos<br />
Grupo 9: Bactérias gram-negativas anaeróbias Grupo 10: Cocos e cocobacilos gram-negativos<br />
Grupo 11: Cocos gram-negativos anaeróbios Grupo 12: Bactérias gram-negativas<br />
quimiolitotróficas<br />
Grupo 13: Bactérias produtoras <strong>de</strong> metano Grupo 14: Cocos gram-positivos<br />
Grupo 15: Bacilos e cocos esporulados Grupo 16: Bacilos gram-positivos não-esporulados<br />
Grupo 17: Actinomicetos e microrganismos afins Grupo 18: Rickettsias<br />
Grupo 19: Micoplasmas<br />
Recentemente, Lynn Margulis e Karlene Schwartz (citado por Davis et al., 1990)<br />
propuseram um sistema <strong>de</strong> classificação útil que divi<strong>de</strong> as bactérias em 16 filos <strong>de</strong><br />
acordo com algumas <strong>de</strong> suas características mais significantes. A tabela 5 mostra<br />
algumas características <strong>de</strong> 11 <strong>de</strong>stes grupos.
<strong>IFSC</strong> / LCE / <strong>Biologia</strong> 3 – Microbiologia<br />
25<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
Tabela 5: Características <strong>de</strong> alguns grupos <strong>de</strong> bactérias (Raven & Johnson, 1986).<br />
NOME DO GRUPO<br />
FORMA<br />
(a)<br />
MOTILIDADE<br />
(b)<br />
METABOLISMO<br />
(c)<br />
Metanogênicas B, E, C N, F Q, F<br />
Omnibactérias ou<br />
Eubactérias<br />
B N, F H<br />
Cianobactérias B, C, M D,N F<br />
PAPEL ECOLÓGICO<br />
Algumas digerem celulose;<br />
outras utilizam metano;<br />
outras reduzem enxofre<br />
Saprófitas, patógenas,<br />
<strong>de</strong>compositoras<br />
Fixadoras <strong>de</strong> carbono e<br />
nitrogênio<br />
Cloroxibactérias C N F Simbiose com tunicados<br />
Micoplasmas,<br />
espiroplasmas<br />
sem pare<strong>de</strong><br />
(d)<br />
Espiroquetas E<br />
N H<br />
F<br />
(e)<br />
Pseudomonadáceas B F H, Q<br />
Actinomicetos M, B N H<br />
Patógenos <strong>de</strong> plantas e<br />
animais<br />
H Decompositores e patógenos<br />
Decompositores e patógenos<br />
<strong>de</strong> plantas<br />
Solo, plantas,<br />
<strong>de</strong>compositores e fixadores<br />
<strong>de</strong> nitrogênio<br />
Mixobactérias B D H Solo, animais<br />
Aeróbias fixadoras<br />
<strong>de</strong> nitrogênio<br />
B N, F H<br />
Quimioautotróficas B, C N, F Q<br />
(a) B = bacilo, C = coco, E = espirilo, M = filamentos ou agregados<br />
(b) F = flagelada, N = não-móvel, D = <strong>de</strong>slizante<br />
(c) H = heterotróficas, Q = quimiossintéticas, F = fotossintéticas<br />
(d) Mais ou menos esféricas ou alongadas e retorcidas<br />
(e) Flagelo inserido abaixo da membrana lipoproteica mais externa da pare<strong>de</strong> celular<br />
Vida livre e em nódulos ou<br />
raízes <strong>de</strong> plantas<br />
Estágios no ciclo do<br />
nitrogênio; oxidam<br />
compostos do enxofre;<br />
oxidam metano ou metanol<br />
2.4.1 Bactérias Patogênicas<br />
Muitas doenças <strong>de</strong> plantas estão associadas com bactérias; quase todos<br />
tipos <strong>de</strong> plantas são suscetíveis a um ou mais tipos <strong>de</strong> doenças bacterianas. Os sintomas<br />
<strong>de</strong>stas doenças variam, mas elas geralmente se manifestam como manchas <strong>de</strong> vários<br />
tamanhos nos caules, folhas, flores ou frutos; murchidão, <strong>de</strong>finhamento e raízes moles;<br />
necrose, ferrugem e cancros também são sintomas observados. Os gêneros <strong>de</strong>scritos a<br />
seguir compreen<strong>de</strong>m as bactérias fitopatogênicas:<br />
Pseudomonas - causa manchas e estrias nas folhas, <strong>de</strong>finhamento e doenças<br />
similares.
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26<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
Xanthomonas - as espécies <strong>de</strong>ste gênero são principalmente fitopatogênicas,<br />
responsáveis por processos <strong>de</strong> necrose. Produzem colônias amarelas, ao lado <strong>de</strong> outras<br />
espécies esbranquiçadas ou <strong>de</strong> coloração creme.<br />
Agrobacterium ssp. - suas espécies vivem no solo ou nas raízes ou caules <strong>de</strong><br />
plantas, on<strong>de</strong> <strong>de</strong>senvolvem galhas.<br />
Corynebacterium - é um gênero que compreen<strong>de</strong> espécies parasitas do homem e<br />
dos vegetais. As espécies fitopatogênicas são encontradas no solo e nos vegetais<br />
doentes, sendo responsáveis por doenças vasculares da alfafa, pela podridão das batatas,<br />
dos pastos, dos tomates e doenças <strong>de</strong> muitas outras plantas.<br />
Erwinia - as espécies <strong>de</strong>ste gênero inva<strong>de</strong>m os tecidos das plantas vivas e<br />
provocam necroses, galhas, <strong>de</strong>finhamentos e apodrecimentos.<br />
Streptomyces - encontram-se espécies responsáveis pela escara da batata e por<br />
uma doença das raízes e radicelas da batata-doce.<br />
Xilella fastidiosa – responsável pela clorose variegada dos cítricos (ou<br />
“Amarelinho”, como a doença é conhecida popularmente no Brasil), que afeta os tecidos<br />
vasculares <strong>de</strong> plantas cítricas, especialmente as laranjeiras, danificando folhas e frutos.<br />
Bactérias também causam muitas doenças humanas, incluindo cólera, lepra,<br />
tétano, pneumonia bacteriana, coqueluche e difteria.<br />
Vários gêneros <strong>de</strong> bactérias patogênicas são <strong>de</strong> importância particular para o<br />
homem. Espécies do gênero Streptococcus estão associadas com a escarlatina, febre<br />
reumática e outras infecções. A bactéria da escarlatina produz seus sintomas e toxinas<br />
fatais somente se ela estiver infectada com o bacteriófago apropriado. O gênero<br />
Staphylococcus é um dos principais responsáveis pela infecções hospitalares.<br />
A síndrome do choque tóxico é causada por algumas linhagens <strong>de</strong><br />
Staphylococcus aureus. Esta doença caracteriza-se por febre, erupções cutâneas, que<br />
aparecem primeiro nas palmas das mãos e nas solas dos pés e <strong>de</strong>pois espalham-se para<br />
outras partes do corpo, e queda brusca <strong>de</strong> pressão. Aproximadamente 85% dos casos <strong>de</strong><br />
síndrome do choque tóxico registrados nos Estados Unidos ocorreram em mulheres<br />
menstruadas, que estavam usando absorventes internos na época em que apareceram os<br />
sintomas. No entanto, homens e mulheres po<strong>de</strong>m contrair esta doença.<br />
Muitas doenças bacterianas são dispersas pelo alimento ou água, como por<br />
exemplo a disenteria bacilar, e as febres tifói<strong>de</strong> e paratifói<strong>de</strong>. A disenteria bacilar é<br />
causada por algumas espécies do gênero Shigella. As febres tifói<strong>de</strong> e paratifói<strong>de</strong> são<br />
doenças intestinais infecciosas agudas causadas pelas bactérias Salmonella typhi e<br />
Salmonella enteridis, respectivamente.<br />
A bactéria Brucella abortus causa a doença chamada brucelose, também<br />
conhecida como febre ondulante, no homem, e aborto contagioso, no gado. O contágio<br />
se dá através da ingestão <strong>de</strong> leite oriundo <strong>de</strong> gado contaminado. Como as bactérias são<br />
<strong>de</strong>struídas pelo processo <strong>de</strong> pateurização do leite, esta doença está se tornando rara.<br />
O cólera é uma gastroenterite causada pela bactéria Vibrio cholerae, que é<br />
transmitida pelo contato com águas ou alimentos contaminados pelas excreções <strong>de</strong><br />
pacientes ou <strong>de</strong> portadores convalescentes. Os sintomas compreen<strong>de</strong>m vômitos e fezes
<strong>IFSC</strong> / LCE / <strong>Biologia</strong> 3 – Microbiologia<br />
27<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
diarréicas profusas (aspecto <strong>de</strong> água <strong>de</strong> arroz), os quais dão lugar a uma severa<br />
<strong>de</strong>sidratação, com perdas <strong>de</strong> eletrólitos e acidose, muitas vezes fatais.<br />
A legionelose (ou doença dos Legionários) é uma das doenças bacterianas mais<br />
recentemente <strong>de</strong>tectadas, afetando um gran<strong>de</strong> número <strong>de</strong> pessoas nos Estados Unidos. É<br />
causada pela bactéria Legionella pneumophyla e <strong>de</strong>senvolve-se como uma forma severa<br />
<strong>de</strong> pneumonia.<br />
A bactéria Clostridium botulinum é a causadora do botulismo, uma intoxicação<br />
alimentar grave, e às vezes fatal. A doença é contraída pela ingestão <strong>de</strong> alimentos<br />
contendo a toxina botulínica (principalmente enlatados, em conserva ou <strong>de</strong>fumados).<br />
A cárie <strong>de</strong>ntária é provocada por bactérias, principalmente pela espécie<br />
Streptococcus mutans. As lesões cariosas se <strong>de</strong>senvolvem sob <strong>de</strong>nsas massas <strong>de</strong><br />
bactérias, conhecidas como placas <strong>de</strong>ntais, a<strong>de</strong>rentes à superfície do <strong>de</strong>nte.<br />
Algumas doenças bacterianas são sexualmente transmitidas e são chamadas <strong>de</strong><br />
doenças venéreas. Entre as mais comuns estão a gonorréia, causada pela bactéria<br />
Neisseria gonorrhoeae, e a sífilis, causada pela Treponema pallidum, uma espiroqueta.<br />
Ambas doenças são facilmente controladas com penicilina. A gonorréia é muito mais<br />
comum e menos séria que a sífilis, que po<strong>de</strong> ser fatal.
<strong>IFSC</strong> / LCE / <strong>Biologia</strong> 3 – Microbiologia<br />
28<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
3 FUNGOS<br />
3.1 Introdução<br />
Os fungos são tão distintos das algas, briófitas e plantas vasculares, quanto o são<br />
dos animais. Tradicionalmente são agrupados com as plantas, mas pertencem a um<br />
Reino distinto, Fungi, constituindo um dos cinco principais grupos <strong>de</strong> organismos vivos,<br />
como já foi falado.<br />
Juntamente com as bactérias, os fungos vêm a ser os seres encarregados da<br />
<strong>de</strong>composição na biosfera, sendo suas ativida<strong>de</strong>s tão necessárias à existência<br />
permanente do mundo que conhecemos quanto as dos seres produtores <strong>de</strong> alimento. A<br />
<strong>de</strong>composição libera gás carbônico na atmosfera e <strong>de</strong>volve ao solo compostos<br />
nitrogenados e outros materiais, que po<strong>de</strong>rão ser novamente usados por vegetais e<br />
eventualmente por animais. Foi estimado que os 20 cm superiores da terra fértil possam<br />
conter perto <strong>de</strong> 5 toneladas <strong>de</strong> fungos e bactérias por hectare.<br />
Os fungos constituem um grupo <strong>de</strong> microrganismos que tem gran<strong>de</strong> interesse<br />
prático e científico para os microbiologistas. Suas manifestações são familiares:<br />
crescimentos azuis e ver<strong>de</strong>s em laranjas, limões e queijos; as colônias cotonosas<br />
(aspecto <strong>de</strong> algodão), brancas ou acinzentadas, no pão e no presunto; os cogumelos dos<br />
campos e os comestíveis, entre tantos. Todas representam vários organismos fúngicos,<br />
morfologicamente muito diversificados. De um modo geral, os fungos incluem os<br />
bolores e as leveduras. A palavra bolor tem emprego pouco nítido, sendo usada para<br />
<strong>de</strong>signar os mofos, as ferrugens e o carvão (doença <strong>de</strong> gramíneas). As leveduras se<br />
diferenciam dos bolores por se apresentarem sob a forma unicelular.<br />
Os fungos po<strong>de</strong>m viver como saprófagos, quando obtêm seus alimentos<br />
<strong>de</strong>compondo organismos mortos; como parasitas, quando se alimentam <strong>de</strong> substâncias<br />
que retiram dos organismos vivos nos quais se instalam, prejudicando-os; ou po<strong>de</strong>m<br />
estabelecer associações mutualísticas com outros organismos, em que ambos se<br />
beneficiam. Em todos os casos, no entanto, os fungos liberam enzimas digestivas para<br />
fora <strong>de</strong> seus corpos e estas atuam diretamente no meio orgânico no qual eles se instalam,<br />
<strong>de</strong>gradando moléculas simples, que são então absorvidas pelo fungo. Os fungos<br />
saprófagos são responsáveis por gran<strong>de</strong> parte da <strong>de</strong>gradação da matéria orgânica,<br />
propiciando a reciclagem <strong>de</strong> nutrientes, como já foi comentado.<br />
Os fungos são importantes nas fermentações industriais, tais como na fabricação<br />
da cerveja, do vinho e na produção <strong>de</strong> antibióticos (penicilina), <strong>de</strong> vitaminas e ácidos<br />
orgânicos (ácido cítrico). A fabricação <strong>de</strong> pães e o amadurecimento <strong>de</strong> queijos também<br />
<strong>de</strong>pen<strong>de</strong>m da ativida<strong>de</strong> saprofítica dos fungos.<br />
Como parasitas, os fungos causam doenças vegetais, humanas e animais, embora<br />
a maior parte das micoses seja menos severa que as bacterioses ou as viroses.<br />
A ciência que estuda os fungos recebe o nome <strong>de</strong> Micologia.<br />
3.2 Características próprias dos fungos<br />
Os fungos são microrganismos eucarióticos quimiorganotróficos. Reproduzemse,<br />
naturalmente, por meio <strong>de</strong> esporos, com poucas exceções. Além disso, a maioria das<br />
partes <strong>de</strong> um fungo é potencialmente capaz <strong>de</strong> crescimento; um minúsculo fragmento é
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29<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
suficiente para originar um novo indivíduo. Os fungos não têm clorofila, são<br />
filamentosos em geral e comumente ramificados. Os filamentos apresentam pare<strong>de</strong>s<br />
celulares constituídas por quitina ou celulose, ou ambas. São imóveis, em sua maioria,<br />
embora possam <strong>de</strong>monstrar células vegetativas móveis.<br />
A maior parte entre todas as classes <strong>de</strong> fungos produz esporos <strong>de</strong> dois modos:<br />
sexuada e assexuadamente. Os esporos produzidos sexuadamente têm núcleos <strong>de</strong>rivados<br />
das células parentais e estas, como os esporos, são, geralmente, haplói<strong>de</strong>s. Dois núcleos<br />
<strong>de</strong> células parentais se fun<strong>de</strong>m para formar um núcleo diplói<strong>de</strong> zigótico, do qual, por<br />
divisão celular redutora (meiose zigótica), originam-se os núcleos dos esporos<br />
haplói<strong>de</strong>s. Os esporos sexuados e as estruturas que os contém são usualmente<br />
distinguíveis, sob o ponto <strong>de</strong> vista morfológico, dos esporos assexuados, os quais são<br />
formados por simples diferenciação do talo em <strong>de</strong>senvolvimento (o talo é o fungo<br />
individual completo, incluindo as porções vegetativas ou não-sexuadas e todas as<br />
estruturas especializadas). Os esporos são muito importantes na classificação dos<br />
fungos, sendo as classes diferenciadas pelas características morfológicas dos estágios<br />
sexuados e dos esporos. A figura 17 mostra alguns tipos <strong>de</strong> esporos fúngicos.<br />
Morfologia dos fungos filamentosos: O talo <strong>de</strong> um fungo é tipicamente<br />
composto por filamentos tubulares microscópicos, chamados hifas. O conjunto <strong>de</strong> hifas<br />
tem o nome <strong>de</strong> micélio. A pare<strong>de</strong> das hifas é semi-rígida, e os fungos po<strong>de</strong>m apresentar<br />
três tipos morfológicos <strong>de</strong> hifas (figura 18). O micélio po<strong>de</strong> formar uma re<strong>de</strong> frouxa ou<br />
um tecido compacto, como nos cogumelos. Além disso, os micélios po<strong>de</strong>m ser<br />
vegetativos ou <strong>de</strong> reprodução, sendo estes responsáveis pela produção <strong>de</strong> esporos. As<br />
hifas dos micélios <strong>de</strong> reprodução são, em geral, aéreas, enquanto algumas hifas do<br />
micélio vegetativo po<strong>de</strong>m penetrar no meio, em busca <strong>de</strong> nutrientes.<br />
Figura 17: Diferentes tipos <strong>de</strong> esporos fúngicos (fonte: Pelczar et al.., 1980).
<strong>IFSC</strong> / LCE / <strong>Biologia</strong> 3 – Microbiologia<br />
30<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
Figura 18: Tipos morfológicos <strong>de</strong> hifas nos fungos.<br />
A hifa conocítica não apresenta septos transversais.<br />
As hifas septadas po<strong>de</strong>m apresentar células<br />
mononucleadas (um núcleo por célula) ou<br />
multinucleadas (dois ou mais núcleos por célula); os<br />
septos transversais apresentam um poro central,<br />
através do qual o citoplasma e os nucléolos po<strong>de</strong>m<br />
migrar <strong>de</strong> um compartimento para outro (modificado<br />
<strong>de</strong> Davis et al.., 1990).<br />
3.2.1 Reprodução nos Fungos<br />
As leveduras (fungos unicelulares) reproduzem-se assexuadamente por<br />
gemulação ou brotamento, no qual uma pequena protuberância (broto) cresce e<br />
eventualmente separa-se da célula-mãe. Cada broto que separa-se, po<strong>de</strong> tornar-se uma<br />
nova levedura (figura 19). Leveduras também po<strong>de</strong>m reproduzir-se assexuadamente por<br />
fissão e sexuadamente, através da formação <strong>de</strong> esporos. As leveduras não são<br />
classificadas como um grupo taxonômico único pois muitos fungos diferentes po<strong>de</strong>m<br />
ser induzidos a formar um estágio <strong>de</strong> levedura.<br />
Os esporos dos fungos terrestres são células reprodutivas não-móveis, dispersas<br />
através do vento ou por animais e, geralmente, produzidos nas hifas aéreas (que se<br />
projetam no ar). Este arranjo permite que os esporos sejam "arrastados" por correntes <strong>de</strong><br />
ar e distribuídos a novas áreas. Em alguns fungos, as hifas aéreas formam estruturas<br />
gran<strong>de</strong>s e complexas, on<strong>de</strong> os esporos são produzidos. Estas estruturas são chamadas<br />
esporocarpos ou corpos <strong>de</strong> frutificação. A parte familiar <strong>de</strong> um cogumelo, por<br />
exemplo, é um gran<strong>de</strong> esporocarpo. Nós normalmente não vemos a maior parte do<br />
organismo, uma re<strong>de</strong> quase invisível <strong>de</strong> hifas enterradas sobre o material na qual ele<br />
cresce. Ao contrário <strong>de</strong> células animais e vegetais, os fungos normalmente contêm<br />
núcleos haplói<strong>de</strong>s. Na reprodução sexuada, os fungos freqüentemente realizam um tipo<br />
<strong>de</strong> conjugação no qual duas hifas geneticamente diferentes juntam-se e seus núcleos<br />
fun<strong>de</strong>m-se. Em certos fungos, os núcleos geneticamente diferentes não se fun<strong>de</strong>m<br />
imediatamente, mas permanecem separados <strong>de</strong>ntro do citoplasma do fungo pela maior<br />
parte <strong>de</strong> sua vida. Hifas que contêm dois núcleos distintos geneticamente <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong> cada<br />
célula são chamadas dicarióticas. Hifas que contêm somente um núcleo por célula são<br />
monocarióticas.<br />
Quando um esporo fúngico "cai" num substrato apropriado, por exemplo, um<br />
pêssego muito amadurecido, o esporo germina e começa a crescer (figura 20). Uma hifa<br />
parecida com um fio emerge do pequeno esporo. Assim que uma camada <strong>de</strong> hifas<br />
emaranhadas infiltra-se no pêssego, uma outra hifa esten<strong>de</strong>-se em direção ao ar. Células<br />
das hifas secretam enzimas digestivas <strong>de</strong>ntro do pêssego, <strong>de</strong>gradando seus compostos<br />
orgânicos em pequenas moléculas que serão absorvidas pelos fungos.
<strong>IFSC</strong> / LCE / <strong>Biologia</strong> 3 – Microbiologia<br />
31<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
Figura 19: a) Célula <strong>de</strong> uma levedura comum, mostrando a reprodução por brotamento. b)<br />
Fotomicrografia <strong>de</strong> células da levedura Saccharomyces cerevisiae, utilizado como fermento <strong>de</strong> pão. Note<br />
que muitas das células estão brotando (fonte: Davis, 1990).<br />
Figura 20: Germinação <strong>de</strong> um esporo e crescimento <strong>de</strong> um fungo terrestre (fonte: Davis et al..,<br />
1990).<br />
3.2.2 Fisiologia e Nutrição dos Fungos<br />
Fungos crescem melhor em habitats úmidos e escuros, porém são encontrados<br />
universalmente on<strong>de</strong> quer que exista matéria orgânica disponível. Eles necessitam <strong>de</strong><br />
umida<strong>de</strong> para crescer e po<strong>de</strong>m obter água da atmosfera, bem como do meio sobre o qual<br />
vivem. Quando o ambiente torna-se muito seco, os fungos sobrevivem entrando num<br />
estado <strong>de</strong> repouso ou produzindo esporos, que são resistentes à ari<strong>de</strong>z. Embora o pH<br />
ótimo para a maioria das espécies seja ± 5,6, alguns fungos po<strong>de</strong>m tolerar e crescer em
<strong>IFSC</strong> / LCE / <strong>Biologia</strong> 3 – Microbiologia<br />
32<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
ambientes on<strong>de</strong> o pH varia <strong>de</strong> 2 a 9. Muitos fungos são menos sensíveis à altas pressões<br />
osmóticas que as bactérias, e po<strong>de</strong>m crescer em soluções <strong>de</strong> sais concentradas ou<br />
soluções <strong>de</strong> açúcares, que inibem ou previnem o crescimento bacteriano. Os fungos<br />
também crescem num amplo intervalo <strong>de</strong> temperatura (0 o a 62 o C, estando a temperatura<br />
ótima entre 22 o e 30 o C).<br />
3.3 Classificação dos Fungos<br />
A classificação dos fungos é baseada principalmente nas características dos<br />
esporos sexuais e dos corpos <strong>de</strong> frutificação, na natureza <strong>de</strong> seus ciclos <strong>de</strong> vida e nas<br />
características morfológicas <strong>de</strong> seus micélios vegetativos ou <strong>de</strong> suas células.<br />
Entretanto, muitos fungos produzem esporos sexuais sob certas condições<br />
ambientais. Aqueles que possuem todos os estágios sexuais conhecidos são<br />
<strong>de</strong>nominados fungos perfeitos e os que não possuem, fungos imperfeitos. Os fungos<br />
imperfeitos são classificados arbitrariamente, num primeiro momento, e são colocados<br />
provisoriamente em uma classe especial <strong>de</strong>nominada Deuteromycetes. Quando o seu<br />
ciclo sexual é <strong>de</strong>scoberto posteriormente, são então reclassificados entre outras classes e<br />
recebem novos nomes.<br />
Os micologistas divi<strong>de</strong>m o Reino Fungi em 3 principais grupos: os fungos<br />
limosos, os fungos inferiores flagelados e os fungos terrestres.<br />
Os fungo limosos são consi<strong>de</strong>rados um enigma biológico e taxonômico porque<br />
não são nem um fungo típico, nem um protozoário típico. Durante uma <strong>de</strong> suas etapas<br />
<strong>de</strong> crescimento, assemelham-se aos protozoários porque não possuem pare<strong>de</strong> celular,<br />
possuem movimentos amebói<strong>de</strong>s e ingerem nutrientes particulados. Durante a etapa <strong>de</strong><br />
propagação, formam corpos <strong>de</strong> frutificação e esporângios apresentando esporos com<br />
pare<strong>de</strong>s, como nos fungos típicos. Vivem em água doce, em solo úmido e em vegetais<br />
em <strong>de</strong>composição.<br />
Os fungos inferiores flagelados incluem todos os fungos, com exceção dos<br />
limosos, que produzem células flageladas em alguma fase do seu ciclo <strong>de</strong> vida.<br />
Alimentam-se pela absorção dos alimentos. A gran<strong>de</strong> maioria é filamentosa, produzindo<br />
um micélio cenocítico. Muitos são unicelulares ou unicelulares com rizói<strong>de</strong>s. A<br />
reprodução sexuada po<strong>de</strong> ocorrer por vários meios; a reprodução assexuada ocorre<br />
mediante a produção <strong>de</strong> zoósporos. Po<strong>de</strong>m ser parasitas ou saprófitas, que vivem no<br />
solo ou água doce.<br />
Os fungos terrestres são as espécies mais conhecidas entre os fungos. Este<br />
grupo inclui as leveduras, bolores, orelhas-<strong>de</strong>-pau, mofo, fungos em forma <strong>de</strong> taça,<br />
ferrugem, carvão, bufa-<strong>de</strong>-lobo e cogumelos. Todos caracterizam-se pela nutrição<br />
através da absorção e, com exceção das leveduras, a maioria produz um micélio bem<br />
<strong>de</strong>senvolvido constituído <strong>de</strong> hifas septadas ou cenocíticas. As células móveis não são<br />
encontradas nos fungos terrestres. A reprodução assexuada ocorre através <strong>de</strong><br />
brotamento, fragmentação e produção <strong>de</strong> esporangióforos ou conídios. A reprodução<br />
sexuada envolve a produção <strong>de</strong> zigósporos, ascósporos ou basidiósporos.<br />
Existem 4 principais grupos <strong>de</strong> fungos terrestres: Zygomycetes, Ascomycetes,<br />
Basidiomycetes e Deuteromycetes. A tabela 6 resume esta classificação.
<strong>IFSC</strong> / LCE / <strong>Biologia</strong> 3 – Microbiologia<br />
33<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
Tabela 6: Classes <strong>de</strong> Fungos Terrestres (modificado <strong>de</strong> Davis et al.., 1990).<br />
Classes TIPOS COMUNS REPR. ASSEXUADA REPR. SEXUADA<br />
Zygomycetes bolor preto do pão esporos não-móveis zigósporos<br />
Ascomycetes<br />
Basidiomycetes<br />
Deuteromycetes<br />
(fungos<br />
imperfeitos)<br />
3.3.1 Zygomycetes<br />
leveduras, fungos em forma<br />
<strong>de</strong> taça, trufas.<br />
cogumelos, fungos da<br />
ferrugem e do carvão, bufa<strong>de</strong>-lobo,<br />
orelha-<strong>de</strong>-pau<br />
Candida albicans, algumas<br />
espécies <strong>de</strong> Penicillium e<br />
Aspergillus<br />
conídios <strong>de</strong>spren<strong>de</strong>mse<br />
dos conidióforos<br />
ascósporos<br />
incomum basidiósporos<br />
conídios<br />
estágio sexual<br />
<strong>de</strong>sconhecido<br />
Os membros <strong>de</strong>sta classe são chamados <strong>de</strong> zigomicetos e há cerca <strong>de</strong> 600<br />
espécies encontradas em todo mundo. Eles produzem esporos sexuais chamados<br />
zigósporos, que permanecem dormentes por um tempo. Suas hifas são cenocíticas (não<br />
têm septo). Muitos zigomicetos vivem no solo sobre matéria orgânica animal ou vegetal<br />
em <strong>de</strong>composição; alguns são parasitas <strong>de</strong> plantas e animais. Alguns zigomicetos são<br />
utilizados na elaboração <strong>de</strong> produtos comercialmente valiosos, como molho <strong>de</strong> soja,<br />
ácidos orgânicos esterói<strong>de</strong>s para drogas contraceptivas e antiinflamatórias. Um<br />
zigomiceto comum é o bolor preto do pão, Rhizopus stolonifer. O pão torna-se<br />
embolorado quando o esporo do bolor cai sobre ele, germinando e crescendo como uma<br />
massa <strong>de</strong> fios, o micélio. As hifas penetram no pão e absorvem nutrientes. Algumas<br />
hifas, chamadas estolões, crescem horizontalmente; outras, chamadas rizói<strong>de</strong>s, ancoram<br />
os estolões no pão. Eventualmente, certas hifas crescem para cima e <strong>de</strong>senvolvem um<br />
esporângio, ou saco <strong>de</strong> esporos, na extremida<strong>de</strong>. Agregados <strong>de</strong> esporos esféricos pretos<br />
<strong>de</strong>senvolvem-se <strong>de</strong>ntro do esporângio e são liberados quando este se rompe. A<br />
reprodução sexual po<strong>de</strong> ocorrer quando hifas <strong>de</strong> dois tipos diferentes (+ e -) crescem em<br />
contato uma com a outra (figura 21). Não há diferenciação sexual morfológica, <strong>de</strong> modo<br />
que não é próprio referir-se a linhagens feminina e masculina. Quando as hifas <strong>de</strong> dois<br />
tipos encontram-se, hormônios são produzidos, fazendo com que suas extremida<strong>de</strong>s<br />
cresçam juntas. Os núcleos + e - fun<strong>de</strong>m-se e formam um núcleo diplói<strong>de</strong>, o zigoto,<br />
chamado <strong>de</strong> zigósporo. O zigósporo po<strong>de</strong> permanecer dormente por vários meses. A<br />
meiose provavelmente ocorre no momento ou um pouco antes da germinação do<br />
zigósporo. Quando este germina, uma hifa aérea <strong>de</strong>senvolve-se com um esporângio na<br />
extremida<strong>de</strong>. Cada esporo formado é capaz <strong>de</strong> tornar-se um novo micélio.
<strong>IFSC</strong> / LCE / <strong>Biologia</strong> 3 – Microbiologia<br />
34<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
Figura 21: O ciclo <strong>de</strong> vida do bolor preto do pão, Rhizopus stolonifer. Após ruptura da pare<strong>de</strong> do<br />
esporângio, os esporangiósporos são liberados. Um esporangiósporo germina para <strong>de</strong>senolver um talo<br />
micelial, os rizói<strong>de</strong>s penetram no meio e os esporangiósporos dão origem ao esporângio, completando a<br />
fase assexuada do ciclo <strong>de</strong> vida. A reprodução sexuada requer dois mating types (+ e -) sexualmente<br />
compatíveis. Quando entram em contato, são formadas ramificações <strong>de</strong> copulação <strong>de</strong>nominadas<br />
progametângio. Eles logo se fun<strong>de</strong>m, os protoplasmas misturam-se (através da plasmogamia) e os núcleos<br />
+ e – também se fun<strong>de</strong>m (através da cariogamia) para formar muitos núcleos zigotos. A estrutura contendo<br />
o núcleo torna-se corada em preto e com aspecto verrugoso, formando o zigósporo diplói<strong>de</strong> maduro, que<br />
repousa em estado dormente por 1 a 3 meses ou mais. O zigósporo germina para formar um novo<br />
organismo haplói<strong>de</strong> e a meiose ocorre durante o processo <strong>de</strong> germinação (fonte: Pelczar et al.., 1996).<br />
3.3.2 Ascomycetes<br />
Os ascomicetos constituem um gran<strong>de</strong> grupo <strong>de</strong> mais ou menos 30.000 espécies<br />
<strong>de</strong>scritas. Recebem também o nome <strong>de</strong> fungos <strong>de</strong> saco pois seus esporos sexuais são<br />
produzidos em pequenos sacos chamados ascos. Suas hifas geralmente têm septos,<br />
porém as pare<strong>de</strong>s transversais são perfuradas, permitindo o movimento do citoplasma.<br />
Os ascomicetos variam na complexida<strong>de</strong>, <strong>de</strong>s<strong>de</strong> leveduras unicelulares até mofos<br />
multicelulares e fungos em forma <strong>de</strong> taça. Eles incluem a maioria dos bolores<br />
esver<strong>de</strong>ados, rosas e marrons que estragam os alimentos e as trufas comestíveis. Os<br />
ascomicetos <strong>de</strong>sempenham um papel ecológico importante na <strong>de</strong>gradação <strong>de</strong> moléculas<br />
animais e vegetais resistentes como a celulose, lignina e o colágeno.<br />
Na maioria dos ascomicetos, a reprodução assexuada envolve a produção <strong>de</strong><br />
esporos, chamados conídios. Estes esporos <strong>de</strong>spren<strong>de</strong>m-se das extremida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> certas<br />
hifas conhecidas como conidióforos (que contêm os esporos). Algumas vezes chamados
<strong>IFSC</strong> / LCE / <strong>Biologia</strong> 3 – Microbiologia<br />
35<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
<strong>de</strong> "esporos <strong>de</strong> verão", os conídios são um meio <strong>de</strong> rápida propagação do novo micélio.<br />
Eles variam na forma, tamanho e cor, nas diferentes espécies; a cor do conídio é que dá<br />
a característica preta, azul, ver<strong>de</strong>, rosa ou outra, a muitos <strong>de</strong>stes bolores.<br />
A reprodução sexual ocorre após duas hifas crescerem juntas e unirem seus<br />
citoplasmas. Dentro <strong>de</strong>sta estrutura fundida, os dois núcleos ficam juntos, porém não se<br />
fun<strong>de</strong>m. Novas hifas <strong>de</strong>senvolvem-se a partir <strong>de</strong>sta estrutura; as células <strong>de</strong>stas hifas são<br />
dicarióticas (2 núcleos). Estas hifas formam o corpo <strong>de</strong> frutificação conhecido como<br />
ascocarpo, on<strong>de</strong> o asco se <strong>de</strong>senvolve. Dentro <strong>de</strong> cada célula que irá se <strong>de</strong>senvolver<br />
num asco, os dois núcleos fun<strong>de</strong>m-se e formam um núcleo diplói<strong>de</strong>, o zigoto. Cada<br />
zigoto sofre meiose e origina 4 núcleos haplói<strong>de</strong>s. Cada um <strong>de</strong>stes passa por uma<br />
mitose, resultando na formação <strong>de</strong> 8 núcleos. Estes, quando separados, formam os<br />
ascósporos. Assim, <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong> um asco, há 4 ascósporos, que são liberados quando este<br />
se rompe. A figura 22 mostra o ciclo <strong>de</strong> vida do ascomiceto Neurospora sp.<br />
Figura 22: Ciclo <strong>de</strong> vida <strong>de</strong> Neurospora sp. O elemento feminino é representado pelo protoperitécio. Os<br />
elementos masculinos são os coní<strong>de</strong>os, que po<strong>de</strong>m fornecer núcleo para um protoperitécio. Isto resulta na<br />
formação <strong>de</strong> ascos que produzem ascósporos haplói<strong>de</strong>s gerados por fusão sexual do núcleo <strong>de</strong> duas<br />
diferentes cepas. A Neurospora po<strong>de</strong> também reproduzir-se assexuadamente através <strong>de</strong> conídios (fonte:<br />
Pelczar et al..,1996).<br />
3.3.2.1 Leveduras<br />
As leveduras, que são unicelulares, formam um dos grupos mais importantes e<br />
interessantes dos ascomicetos microscópicos. Estão reunidas em torno <strong>de</strong> 40 gêneros,<br />
com aproximadamente 350 espécies.<br />
As leveduras possuem a capacida<strong>de</strong> <strong>de</strong> fermentar carboidratos, quebrando a<br />
glicose para produzir etanol e dióxido <strong>de</strong> carbono. Este processo é <strong>de</strong> fundamental<br />
importância na produção <strong>de</strong> pão, cerveja e vinho. Através dos anos, muitas linhagens
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36<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
diferentes <strong>de</strong> leveduras têm sido selecionadas para este processo. A levedura <strong>de</strong> maior<br />
importância econômica é espécie Saccharomyces cerevisiae.<br />
Outras leveduras são importantes patógenos e causam doenças tais como o<br />
"sapinho" e a criptococose, infecção que po<strong>de</strong> atacar os pulmões, entre outras partes do<br />
organismo humano.<br />
3.3.3 Basidiomycetes<br />
Esta divisão tem mais <strong>de</strong> 25.000 espécies e inclui os fungos mais familiares,<br />
como os cogumelos, as orelhas-<strong>de</strong>-pau, além <strong>de</strong> importantes parasitas <strong>de</strong> plantas, como<br />
os fungos do carvão e da ferrugem.<br />
Os basidiomicetos formam seus esporos sexuais <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong> estruturas chamadas<br />
basídios. Na extremida<strong>de</strong> <strong>de</strong> cada um <strong>de</strong>stes são formados 4 basidiósporos. Quando<br />
são liberados e encontram ambiente apropriado, <strong>de</strong>senvolvem-se num novo micélio. O<br />
corpo vegetativo <strong>de</strong> um basidiomiceto, tal como o do cogumelo comestível Agaricus<br />
campestris, consiste em uma massa <strong>de</strong> hifas brancas, tipo fios, ramificadas, que fica<br />
geralmente abaixo da terra. Massas compactas <strong>de</strong> hifas, chamadas botões, <strong>de</strong>senvolvemse<br />
ao longo do micélio. Os botões <strong>de</strong>senvolvem-se numa estrutura que popularmente<br />
chamamos <strong>de</strong> cogumelo, que consiste <strong>de</strong> uma haste (estipe) e um "chapéu", e que na<br />
verda<strong>de</strong> é o basidiocarpo (figura 23).<br />
Os basídios estão localizados em lamelas que existem na superfície inferior dos<br />
chapéus. Cada fungo individual produz milhões <strong>de</strong> basidiósporos, e cada um po<strong>de</strong><br />
formar, potencialmente, um novo micélio primário. As hifas <strong>de</strong>ste micélio têm células<br />
monocarióticas. Quando duas hifas <strong>de</strong> tipos diferentes se juntam, elas se fun<strong>de</strong>m, porém<br />
seus núcleos não. Assim é formado o micélio secundário, com hifas dicarióticas. Estas<br />
hifas po<strong>de</strong>m crescer e formar massas compactas, que são os basidiocarpos ou<br />
cogumelos. Nas nervuras <strong>de</strong>stes, os núcleos se fun<strong>de</strong>m, formando zigotos diplói<strong>de</strong>s.<br />
Estes sofrem meiose e originam 4 núcleos haplói<strong>de</strong>s, que se localizam na superfície do<br />
basídio, como <strong>de</strong>dos, e vão formar os basidiósporos (figura 24).<br />
Figura 23: O cogumelo é um corpo <strong>de</strong> frutificação, ou basidiocarpo, que é uma massa <strong>de</strong> hifas compactas<br />
(fonte: Davis et al.., 1990).
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37<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
Figura 24: Ciclo <strong>de</strong> vida <strong>de</strong> um cogumelo, um basidiomiceto típico. Um basidiocarpo <strong>de</strong>senvolve-se a<br />
partir do micélio, uma massa <strong>de</strong> "fios" entrelaçados, que fica abaixo da terra. Na superfície inferior do<br />
"chapéu" estão as lamelas, on<strong>de</strong> se <strong>de</strong>senvolvem-se os basídios, que irão produzir os basidiósporos.<br />
Quando os esporos alcançam um ambiente propício, po<strong>de</strong>m se <strong>de</strong>senvolver e originar um novo micélio<br />
(fonte: Davis et al.., 1990).<br />
3.3.4 Deuteromycetes<br />
Em torno <strong>de</strong> 25.000 fungos são classificados como <strong>de</strong>uteromicetos, que também<br />
são conhecidos como "fungos imperfeitos". Assim são chamados porque não observa-se<br />
o estágio sexuado em seu ciclo <strong>de</strong> vida. A maioria dos <strong>de</strong>uteromicetos reproduzem-se<br />
somente por esporos assexuais ou conídios (figura 25). Neste aspecto, lembram os<br />
estágios assexuais <strong>de</strong> ascomicetos e basidiomicetos, que também produzem esporos<br />
assexuais. Desta forma, acredita-se que alguns <strong>de</strong>uteromicetos possam ser ascomicetos<br />
ou basidiomicetos que per<strong>de</strong>ram a capacida<strong>de</strong> <strong>de</strong> formar ascos ou basídios.<br />
Entre os gêneros economicamente importantes <strong>de</strong>sta divisão estão o Penicillium<br />
e o Aspergillus. Algumas espécies <strong>de</strong> Penicillium produzem o conhecido antibiótico<br />
penicilina, enquanto outras espécies dão sabor e aroma a queijos com Roquefort e<br />
Camembert. Espécies <strong>de</strong> Aspergillus são usadas para fermentar pastas e molhos <strong>de</strong> soja,<br />
além <strong>de</strong> produzir ácido cítrico comercialmente.<br />
Outros fungos imperfeitos são causadores <strong>de</strong> certas doenças, como Candida<br />
albicans, que causa a candidíase, uma doença da mucosa da boca, vagina e trato<br />
alimentar.
<strong>IFSC</strong> / LCE / <strong>Biologia</strong> 3 – Microbiologia<br />
38<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
conidióforos<br />
conídios<br />
Figura 25: Fotomicrografia<br />
eletrônica <strong>de</strong> varredura <strong>de</strong><br />
conidióforos <strong>de</strong> Penicillium. O<br />
arranjo dos conídios (esporos<br />
assexuais) nos conidióforos varia <strong>de</strong><br />
espécie para espécie e é usado na<br />
i<strong>de</strong>ntificação dos fungos (fonte:<br />
Solomon & Berg, 1995).<br />
3.4 Fungos e suas associações com outros organismos<br />
Os fungos po<strong>de</strong>m se associar a organismos <strong>de</strong> diversas formas. Em algumas<br />
<strong>de</strong>stas associações os parceiros são mutuamente <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>ntes e não po<strong>de</strong>m viver<br />
isoladamente. Em outras, os indivíduos po<strong>de</strong>m sobreviver por si mesmos.<br />
3.4.1 Liquens<br />
É uma relação simbiótica entre uma alga (ou uma cianobactéria) e um fungo. O<br />
fungo geralmente é um ascomiceto. As algas ou cianobactérias encontradas nos liquens<br />
também são encontradas livremente na natureza, enquanto que o parceiro fúngico tem<br />
sido encontrado somente como parte do líquen. As algas fabricam alimentos pela<br />
fotossíntese, usando a água e os minerais obtidos pelos fungos, enquanto estes<br />
<strong>de</strong>pen<strong>de</strong>m das algas quanto ao fornecimento <strong>de</strong> carbono orgânico. Liquens normalmente<br />
se reproduzem por simples fragmentação, ou pela produção <strong>de</strong> propágulos pulvurulentos<br />
especiais <strong>de</strong>nominados sorédios, ou por pequenas projeções do talo conhecidas como<br />
isídios. Fragmentos, sorédios e isídios contêm tanto hifas do fungo como algas ou<br />
cianobactérias; eles atuam como unida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> dispersão que têm a função <strong>de</strong> estabelecer<br />
o liquen em novas localida<strong>de</strong>s. A figura 26 mostra um esquema <strong>de</strong> uma secção<br />
transversal <strong>de</strong> um liquen.<br />
Existem mais ou menos 20.000 espécies <strong>de</strong> liquens. Eles toleram ambientes<br />
extremos <strong>de</strong> temperatura e umida<strong>de</strong> e crescem em quase todos os lugares exceto em<br />
ambientes muito poluídos, como cida<strong>de</strong>s industriais, por exemplo. Por isso muitas<br />
espécies são utilizadas como bioindicadoras <strong>de</strong> poluição. Os liquens po<strong>de</strong>m crescer<br />
sobre troncos <strong>de</strong> árvore, picos <strong>de</strong> montanhas e rochas lisas. As cores dos liquens variam<br />
do branco ao negro, passando por tonalida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> vermelho, laranja, marrom, amarelo e<br />
ver<strong>de</strong>. Esses organismos contêm muitos compostos químicos incomuns. Muitos liquens<br />
são utilizados como fontes <strong>de</strong> corantes e também como medicamentos, bases fixadoras<br />
<strong>de</strong> perfumes ou fontes <strong>de</strong> alimento <strong>de</strong> menor importância.
<strong>IFSC</strong> / LCE / <strong>Biologia</strong> 3 – Microbiologia<br />
39<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
Figura 26: Uma secção transversal do liquen Lobaria verrucosa. Os liquens mais complexos consistem<br />
apenas em uma crosta <strong>de</strong> hifas entrelaçadas envolvendo colônias <strong>de</strong> algas. Contudo, nos liquens mais complexos, as<br />
hifas e as células <strong>de</strong> algas estão organizadas em um talo com crescimento e forma <strong>de</strong>finidos e uma estrutura interna<br />
característica. O liquen mostrado tem 4 camadas distintas: (1) o córtex superior, uma camada protetora constituída <strong>de</strong><br />
hifas <strong>de</strong> pare<strong>de</strong>s muito espessadas; (2) a camada <strong>de</strong> algas, constituída por células <strong>de</strong> algas e hifas, estas <strong>de</strong> pare<strong>de</strong>s<br />
finas frouxamente entrelaçadas; (3) a medula, que é uma camada espessa <strong>de</strong> hifas frouxas e <strong>de</strong> pare<strong>de</strong>s menos<br />
espessas. Esta camada, que constitui cerca <strong>de</strong> dois terços da espessura do talo, parece servir como área <strong>de</strong><br />
armazenagem, com as células do fungo aumentadas; e (4) o córtex inferior, que é mais fino que o superior e coberto<br />
por finas projeções (rizinas) que pren<strong>de</strong>m o liquen ao substrato (fonte: Raven et al., 1996).<br />
3.4.2 Micorrizas<br />
A micorriza é uma associação benéfica entre um fungo e uma raiz <strong>de</strong> planta.<br />
Este termo é <strong>de</strong>rivado do grego, significando "raiz fúngica". Estas associações são<br />
usualmente benéficas para a planta hospe<strong>de</strong>ira, assim como para o simbionte e, algumas<br />
vezes, o hospe<strong>de</strong>iro não po<strong>de</strong> prosperar sem os benefícios oriundos do fungo, como o<br />
caso <strong>de</strong> certas orquí<strong>de</strong>as, que são incapazes <strong>de</strong> germinar e se <strong>de</strong>senvolver a menos que<br />
sejam infectadas por fungos. As micorrizas melhoram a absorção mineral pelas plantas<br />
ver<strong>de</strong>s que possuem, geralmente, um sistema <strong>de</strong> proteção, para impedir que o fungo<br />
cause dano às radicelas. As micorrizas ajudam na transferência direta do fósforo, zinco,<br />
cobre e outros nutrientes do solo para as raízes. Por outro lado, a planta fornece carbono<br />
orgânico ao fungo simbionte. Os parceiros fúngicos são geralmente os zigomicetos e os<br />
basidiomicetos.<br />
3.4.3 Trufas<br />
As trufas são corpos frutificantes subterrâneos <strong>de</strong> certos Ascomycetes que<br />
crescem em associação com algumas árvores, entre as quais o carvalho e a faia, que são<br />
os parceiros mais comuns. O fungo proporciona certos nutrientes à arvore, a qual, por<br />
sua vez, fornece substâncias essenciais para o crescimento do fungo. As trufas<br />
consistem em uma massa <strong>de</strong> ascósporos e micélios, coberta com uma casca espessa e<br />
protuberante do micélio. Possuem odor, gosto e textura agradáveis, o que as torna<br />
apreciáveis pelos gourmets.<br />
3.5 Fungos economicamente importantes<br />
A capacida<strong>de</strong> das leveduras <strong>de</strong> produzirem etanol e dióxido <strong>de</strong> carbono a partir<br />
da glicose é <strong>de</strong> gran<strong>de</strong> importância econômica. O vinho é produzido a partir da
<strong>IFSC</strong> / LCE / <strong>Biologia</strong> 3 – Microbiologia<br />
40<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
fermentação do açúcar <strong>de</strong> frutas. A cerveja, a partir da fermentação da cevada. O pão<br />
cresce através das bolhas <strong>de</strong> CO2 formadas a partir da fermentação.<br />
Entre os basidiomicetos existem cerca <strong>de</strong> 200 tipos <strong>de</strong> cogumelos comestíveis e<br />
cerca <strong>de</strong> 70 espécies <strong>de</strong> cogumelos venenosos. Os cogumelos comestíveis e venenosos<br />
po<strong>de</strong>m ser muito parecidos e até mesmo pertencerem ao mesmo gênero. Não há um<br />
modo fácil para distinguí-los; somente um especialista o <strong>de</strong>ve fazer.<br />
Alguns dos cogumelos venenosos pertencem ao gênero Amanita. As espécies<br />
mais conhecidas são A. virosa ("anjo <strong>de</strong>struidor") e A. phalloi<strong>de</strong>s ("anjo da morte"). A<br />
ingestão <strong>de</strong> um único cogumelo po<strong>de</strong> matar um homem <strong>de</strong> 68 kg.<br />
A ingestão <strong>de</strong> certas espécies <strong>de</strong> cogumelos po<strong>de</strong> causar intoxicação e<br />
alucinação. Os cogumelos sagrados dos Astecas, Conocybe e Psilocybe , são ainda<br />
usados em cerimônias religiosas por índios da América Central e outros, por suas<br />
proprieda<strong>de</strong>s alucinógenas. A substância química psilocibina, quimicamente relacionada<br />
ao ácido lisérgico (LSD), é responsável pelo estado <strong>de</strong> transe e visões coloridas<br />
experimentadas por aqueles que comem estes cogumelos.<br />
3.5.1 Fungos Patogênicos<br />
Os fungos são responsáveis por várias doenças sérias <strong>de</strong> plantas, incluindo<br />
doenças epidêmicas que se espalham rapidamente por plantações, causando gran<strong>de</strong>s<br />
prejuízos econômicos. Todas as plantas são aparentemente suscetíveis a infecções<br />
fúngicas. Uma planta po<strong>de</strong> tornar-se infectada após as hifas entrarem pelos estômatos da<br />
folha ou do caule ou através <strong>de</strong> feridas na planta. A tabela 7 mostra alguns efeitos<br />
patológicos das micoses <strong>de</strong> plantas.<br />
Alguns fungos po<strong>de</strong>m causar doenças em humanos e outros animais. Po<strong>de</strong>m<br />
causar infecções superficiais que atingem somente a pele, cabelos ou unhas. Outros<br />
causam infecções sistêmicas, nas quais o fungo infecta tecidos profundos e órgãos<br />
internos.<br />
Sapinho e pé-<strong>de</strong>-atleta são exemplos <strong>de</strong> infecções fúngicas superficiais.<br />
Candidíase é uma infecção <strong>de</strong> membranas mucosas da boca e vagina e está entre as<br />
infecções fúngicas mais comuns. Histoplasmose é uma séria infecção fúngica sistêmica<br />
que é causada por um fungo que esporula abundantemente em solo que contém fezes <strong>de</strong><br />
aves; uma pessoa que inala os esporos po<strong>de</strong>m <strong>de</strong>senvolver a infecção. A tabela 8<br />
relaciona os <strong>de</strong>rmatófitos mais comuns.
<strong>IFSC</strong> / LCE / <strong>Biologia</strong> 3 – Microbiologia<br />
41<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
Tabela 7: Alguns efeitos patológicos das micoses <strong>de</strong> plantas (fonte: Pelczar, 1980).<br />
NECROSE:<br />
Podridão da raiz<br />
Desintegração ou <strong>de</strong>composição <strong>de</strong> parte ou <strong>de</strong> todo o<br />
sistema e raízes <strong>de</strong> uma planta<br />
Podridão basal do caule Desintegração da parte interior do caule<br />
Apodrecimento (damping-off)<br />
Cancro<br />
Antracnose<br />
Manchas da folha<br />
Escara<br />
Mangra<br />
HIPERTROFIA:<br />
Podridão mole e podridão seca<br />
Rápido colapso e morte <strong>de</strong> mudas muito jovens no leito<br />
<strong>de</strong> sementeira ou no campo<br />
Ferida localizada ou lesão necrótica, muitas vezes<br />
escavada na superfície do caule <strong>de</strong> uma planta lenhosa<br />
Lesão semelhante a uma úlcera, necrótica e escavada no<br />
caule, na folha ou na flor<br />
Lesões localizadas nas folhas do hospe<strong>de</strong>iro, formadas<br />
por células mortas<br />
Lesões localizadas nos frutos do hospe<strong>de</strong>iro, nas folhas,<br />
nos tubérculos, etc., usualmente com leve elevação ou<br />
escavação, com aspecto <strong>de</strong> uma escara<br />
Coloração marrom, geral e extremamente rápida das<br />
folhas, dos ramos, dos brotos e dos órgãos florais,<br />
resultando em sua morte<br />
Maceração e <strong>de</strong>sintegração <strong>de</strong> frutos, raízes, bulbos,<br />
tubérculos e folhas carnosas<br />
Raiz em clava Raízes intumescidas, com aspecto <strong>de</strong> fusos ou clavas<br />
Galhas<br />
Verrugas<br />
OUTROS SINTOMAS:<br />
Porções aumentadas <strong>de</strong> tamanho, geralmente<br />
preenchidas com micélio fúngico<br />
Protuberâncias similares a verrugas nos tubérculos e<br />
caules<br />
Vassouras <strong>de</strong> bruxa Ramificação profusa dos brotos<br />
Encrespamento das folhas Distorção, espessamento e encrespamento das folhas<br />
Murcha<br />
Ferrugem<br />
Míldio<br />
Tabela 8: Os <strong>de</strong>rmatófitos (fonte: Pelczar, 1980).<br />
Usualmente um sintoma secundário generalizado, no<br />
qual as folhas per<strong>de</strong>m seu turgor e caem por causa <strong>de</strong><br />
um distúrbio no sistema vascular da raiz ou do caule<br />
Muitas lesões pequenas, sobre as folhas ou o caule, com<br />
típica coloração ferruginosa<br />
Áreas cloróticas ou necróticas das folhas, dos caules e<br />
frutos, usualmente recobertas <strong>de</strong> micélio e frutificações<br />
fúngicas
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42<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
GRUPO MICRORGANISMOS OCORRÊNCIA E DOENÇA<br />
Epi<strong>de</strong>mophyton E. floccosum Causa infecções da pele e das unhas das mãos e dos pés<br />
Microsporum M. audouini<br />
M. canis<br />
M. gypseum<br />
Trichophyton Subgrupo gypseum:<br />
T. mentagrophytes<br />
T. rubrum<br />
T. tonsurans<br />
Subgrupo faviforme:<br />
T. schoenleini<br />
T. violaceum<br />
T.ferrugineum<br />
T. concentricum<br />
T. verrucossum<br />
Subgrupo rosaceum:<br />
T. megnini<br />
T. gallinae<br />
Miscelânea Piedraia hortai<br />
Trichosporon beigelii<br />
Nocardia minutissima<br />
Malassezia furfur<br />
Nocardia<br />
Aspergillus<br />
Penicillium<br />
Mucor<br />
Rhizopus<br />
Causa tinha epidêmica do couro cabeludo em crianças<br />
Causa comum <strong>de</strong> infecções da pele e dos pêlos em gatos, cães<br />
e outros animais; causa a tinea capitis em crianças<br />
Ocorre como saprófita no solo e como parasita em animais;<br />
ocasionalmente encontrado na tinha do couro cabeludo em<br />
crianças<br />
Primariamente parasita dos cabelos<br />
Causa tinhas em muitas partes do corpo; infecta os cabelos e o<br />
couro cabeludo<br />
Infecta os cabelos e o couro cabeludo<br />
Estes cinco fungos causam tinhas na pele, no couro cabeludo e<br />
na pele glabra do homem; o Trichophyton verrucossum<br />
também causa infecções no gado<br />
Causa tinhas do couro cabeludo humano<br />
Causa infecção em frangos<br />
Causa uma infecção do cabelo e do couro cabeludo,<br />
caracterizada pela formação <strong>de</strong> nódulos duros e negros; piedra<br />
negra<br />
Causa infecção similar à anterior, mas com nódulos brancos;<br />
piedra branca<br />
Causa do eritrasma, uma infecção crônica das axilas e áreas<br />
gênito-crurais<br />
Causa a ptiriase versicolor, uma infecção fúngica generalizada<br />
da pele que recobre o tronco e , às vezes, outras áreas do<br />
corpo<br />
Causa da doença dos pêlos púbicos e axilares, chamada<br />
trichomycosis axillaris<br />
Estes quatro fungos, comumente saprófitas, po<strong>de</strong>m ocasionar<br />
otomicoses e produzir, eventualmente, lesões em outras áreas<br />
do organismo
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43<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
4 VÍRUS<br />
4.1 Introdução<br />
Os vírus constituem um grupo gran<strong>de</strong> e heterogêneo <strong>de</strong> agentes infecciosos,<br />
semelhantes pelo fato <strong>de</strong> serem parasitas intracelulares obrigatórios para as células <strong>de</strong><br />
seus hospe<strong>de</strong>iros específicos. São tão pequenos que passam através dos filtros cujos<br />
poros não permitem a passagem das bactérias. O maior vírus tem menos do que a quarta<br />
parte das dimensões <strong>de</strong> uma salmonela e milhares dos <strong>de</strong> menor tamanho po<strong>de</strong>riam ser<br />
colocados <strong>de</strong>ntro da pare<strong>de</strong> celular vazia <strong>de</strong> um estafilococo. Os vírus causam doenças<br />
ou infecções em insetos, peixes, microrganismos, plantas, homens e outros animais.<br />
Muitas vezes não produzem prejuízos particulares aos seus hospe<strong>de</strong>iros, embora<br />
<strong>de</strong>monstrem efeitos visíveis; por exemplo, os vírus que infectam as tulipas causam suas<br />
cores variegadas, pois as tulipas "sadias" são solidamente monocoradas.<br />
Os vírus são "pedaços" <strong>de</strong> DNA ou RNA protegidos por uma capa proteica; eles<br />
não têm capacida<strong>de</strong> <strong>de</strong> movimentação nem <strong>de</strong> metabolismo autônomo. Reproduzem-se<br />
por replicação numa célula hospe<strong>de</strong>ira (anima, vegetal ou <strong>de</strong> um microrganismo),<br />
po<strong>de</strong>ndo sofrer mutações.<br />
4.2 Histórico<br />
Algumas viroses foram clinicamente conhecidas durante séculos. Na verda<strong>de</strong>, a<br />
primeira doença infecciosa para a qual se <strong>de</strong>senvolveu um método prático e efetivo <strong>de</strong><br />
prevenção foi uma enfermida<strong>de</strong> causada por vírus. Em 1796, Edward Jenner, um médico<br />
inglês, vacinou, pela primeira vez, um menino <strong>de</strong> 8 anos <strong>de</strong> ida<strong>de</strong>, com material<br />
removido <strong>de</strong> uma lesão <strong>de</strong> varíola bovina da mão <strong>de</strong> um leiteiro. A prova <strong>de</strong> que a<br />
inoculação havia conferido proteção contra a varíola foi obtida seis semanas mais tar<strong>de</strong>,<br />
quando o rapaz foi inoculado com pus <strong>de</strong> um varioloso e não <strong>de</strong>senvolveu a doença.<br />
Jenner observou que as pessoas inoculadas intra<strong>de</strong>rmicamente com vírus<br />
isolados <strong>de</strong> lesões da varíola bovina <strong>de</strong>senvolviam, como reação positiva, uma pequena<br />
crosta no local da aplicação, a qual caía após cerca <strong>de</strong> duas semanas, <strong>de</strong>ixando apenas<br />
uma pequena escara. Como o material usado era <strong>de</strong> origem bovina (latim = vaca), o<br />
termo empregado passou a ser vacinação, para referir-se a este método. Jenner apren<strong>de</strong>u<br />
a realizar este processo, <strong>de</strong>sconhecendo a natureza dos anticorpos e dos vírus.<br />
As primeiras observações indiretas dos vírus foram feitas quase no final do<br />
século 19. Na época, vários grupos <strong>de</strong> cientistas europeus, trabalhando<br />
in<strong>de</strong>pen<strong>de</strong>ntemente, concluíram que os agentes infecciosos associados com uma doença<br />
<strong>de</strong> planta conhecida como mosaico do tabaco e aqueles associados com a doença do<br />
casco e boca <strong>de</strong> gado não eram bactérias. Eles chegaram a esta conclusão pois as<br />
unida<strong>de</strong>s infecciosas não eram retidas nos filtros <strong>de</strong> porcelana, usados para remover<br />
bactérias <strong>de</strong> vários meios.<br />
Baseados nestas observações e nas proprieda<strong>de</strong>s do material filtrado, Martinus<br />
Beijerinck na Holanda, e na mesma época, Friedrich Loeffler e Hans Frosch na<br />
Alemanha, concluíram que os vírus não só eram muito menores que qualquer bactéria
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44<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
como também eram diferentes na estrutura. Os vírus podiam reproduzir-se somente em<br />
células vivas <strong>de</strong> seus hospe<strong>de</strong>iro e portanto, faltaria algo crítico na sua maquinaria.<br />
O próximo e mais importante avanço feito a este respeito ocorreu em 1933.<br />
Wen<strong>de</strong>ll Stanley do Instituto Rockefeller, preparou um extrato do vírus do mosaico do<br />
tabaco e purificou-o, <strong>de</strong>scobrindo que o vírus precipitou na forma <strong>de</strong> cristais.<br />
Alguns anos <strong>de</strong>pois, alguns cientistas <strong>de</strong>monstraram que o vírus do mosaico do<br />
tabaco era constituído <strong>de</strong> RNA, protegido por uma capa <strong>de</strong> proteína. Muitos vírus <strong>de</strong><br />
plantas têm constituição similar, mas a maioria dos outros vírus tem DNA, ao invés <strong>de</strong><br />
RNA.<br />
4.3 Estrutura dos Vírus<br />
Os menores vírus têm somente 17 nm <strong>de</strong> diâmetro e os maiores chegam a 1000<br />
nm (1 micrômetro). Mesmo os maiores têm uma pobre visibilida<strong>de</strong> ao microscópio<br />
óptico. A maioria dos vírus só po<strong>de</strong> ser <strong>de</strong>tectada usando microscopia eletrônica <strong>de</strong> alta<br />
resolução.<br />
Cada partícula viral (ou vírion) po<strong>de</strong> ter as seguintes estruturas:<br />
Capsídio e Envelope: o capsídio é uma capa protéica que circunda o ácido<br />
nucleico, e é composto <strong>de</strong> subunida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> proteína, os capsômeros, que são<br />
responsáveis pela especificida<strong>de</strong> viral. Todos os vírions possuem uma simetria <strong>de</strong><br />
estrutura (figura 27), po<strong>de</strong>ndo ou não apresentar um envoltório (envelope) contendo<br />
lipí<strong>de</strong>os ou lipoproteínas. Assim, os vírions com envelope são sensíveis aos solventes <strong>de</strong><br />
lipí<strong>de</strong>os, tais como o éter, o clorofórmio e agentes emulsificantes (sais biliares e<br />
<strong>de</strong>tergentes).<br />
Ácidos Nucleicos: Os vírus po<strong>de</strong>m ter DNA ou RNA, mas nunca são<br />
encontrados os dois juntos no mesmo vírion. A estrutura dos ácidos nucleicos nos<br />
vírions po<strong>de</strong> ser linear ou circular.<br />
Quanto à forma, os vírions po<strong>de</strong>m ser (figura 28):<br />
Icosaédricos: poliedro regular com 20 faces triangulares e 12 ângulos; esta<br />
forma é <strong>de</strong>terminada pelo capsídio. O poliovírus e os a<strong>de</strong>novírus são alguns exemplos.<br />
Helicoidais: lembrando longos bastonetes, seus capsídios são cilindros ocos,<br />
com estrutura helicoidal . O vírus do mosaico do tabaco é um exemplo.<br />
Vírus envelopados: o nucleocapsídio interno <strong>de</strong>sse vírus, que po<strong>de</strong> ser<br />
icosaédrico ou helicoidal, é circundado por uma membrana envoltória. Tais vírions são<br />
pleomórficos (têm formas variadas), já que os envoltórios não são rígidos. O vírus do<br />
herpes é um vírion icosaédrico envelopado.<br />
Vírus complexos: alguns vírions têm uma estrutura muito complicada; o vírus<br />
da vacínia (grupo poxvirus), por exemplo, não possui capsídio claramente i<strong>de</strong>ntificado,<br />
mas apresenta várias camadas em torno do ácido nucleico.
<strong>IFSC</strong> / LCE / <strong>Biologia</strong> 3 – Microbiologia<br />
45<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
Figura 27: Estrutura geral <strong>de</strong> um vírion. Desenhos<br />
mostram todos os principais componentes que po<strong>de</strong>m<br />
fazer parte <strong>de</strong> um vírion. Um vírion tem um cerne <strong>de</strong><br />
ácido nucléico envolvido por um capsí<strong>de</strong>o protéico;<br />
esta combinação é <strong>de</strong>nominada nucleocapsí<strong>de</strong>o. Um<br />
vírion po<strong>de</strong> ter um envelope membranoso<br />
(lipoproteína) envolvendo o nucleocapsí<strong>de</strong>o. O<br />
envelope po<strong>de</strong> ter projeções na sua superfície<br />
<strong>de</strong>nominadas espículas (fonte: Pelczar et al.., 1996).<br />
Figura 28: Morfologia <strong>de</strong> alguns vírus bem conhecidos. Simetria icosaédrica: [A] pólio, verruga, a<strong>de</strong>no,<br />
rota; [B] herpes. Simetria helicoidal: [C] mosaico do tabaco; [D] influenza; [E] sarampo, caxumba,<br />
parainfluenza; [F] raiva. Simetria incerta ou complexa: [G] poxvírus; [H] fagos T-pares (fonte: Pelczar et<br />
al., 1996).<br />
4.4 Classificação dos vírus animais e <strong>de</strong> plantas
<strong>IFSC</strong> / LCE / <strong>Biologia</strong> 3 – Microbiologia<br />
46<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
Os vírus têm sido agrupados ou classificados <strong>de</strong> várias maneiras. Um dos<br />
primeiros sistemas, que ainda tem uso limitado, estabelecia subgrupos <strong>de</strong> acordo com a<br />
espécie do hospe<strong>de</strong>iro normalmente infectado pelo vírus (animais, vegetais ou<br />
microrganismos). Outro método <strong>de</strong> classificação dos vírus se baseava-se na afinida<strong>de</strong><br />
tissular <strong>de</strong>ssas partículas infectantes, por exemplo, os vírus que se fixam às células<br />
nervosas eram <strong>de</strong>nominados vírus neurotrópicos. <strong>À</strong> medida que se foi <strong>de</strong>senvolvendo a<br />
análise das características físicas, químicas e biológicas dos vírus, acumulou-se uma<br />
informação sobre a qual era possível construir uma classificação <strong>de</strong> acordo com esses<br />
conhecimentos. A tabela 9 resume tais proprieda<strong>de</strong>s.<br />
A tabela 10 mostra a classificação dos vírus que infectam os animais, agrupados<br />
<strong>de</strong> acordo com a simetria e a or<strong>de</strong>m <strong>de</strong>crescente <strong>de</strong> tamanho.<br />
Tabela 9: Proprieda<strong>de</strong>s utilizadas para a classificação dos vírus (fonte: Pelczar et al., 1996).<br />
CARACTERÍSTICAS PRIMÁRIAS CARACTERÍSTICAS SECUNDÁRIAS<br />
Natureza química do ácido nucleíco:<br />
Hospe<strong>de</strong>iro:<br />
RNA ou DNA; fita dupla ou única; Espécie <strong>de</strong> hospe<strong>de</strong>iro; tecido específico<br />
genoma único ou segmentado; ca<strong>de</strong>ia (+) ou (-);<br />
peso molecular<br />
do hospe<strong>de</strong>iro ou tipos <strong>de</strong> células<br />
Estrutura do vírion:<br />
Modo <strong>de</strong> transmissão:<br />
Helicoidal, icosaédrico ou complexo; nu Por exemplo, fezes<br />
ou envelopado; complexida<strong>de</strong>; número <strong>de</strong><br />
capsômetros para vírion icosaédrico; diâmetro do<br />
nucleocapsí<strong>de</strong>o para vírions helicoidais<br />
Local <strong>de</strong> replicação:<br />
Núcleo ou citoplasma<br />
Estruturas específicas <strong>de</strong> superfície:<br />
Por exemplo, proprieda<strong>de</strong>s antigênicas<br />
Tabela 10: Classificação dos vírus que infectam o homem e outros animais (fonte: Pelczar et al., 1996).<br />
Simetria do<br />
capsí<strong>de</strong>o<br />
Icosaédrico<br />
Icosaédrico<br />
Icosaédrico<br />
Envelope<br />
(genoma)<br />
Não (DNAfd 1 )<br />
Não (RNAfd)<br />
Não (DNAfd)<br />
Cont.da tabela 10<br />
Icosaédrico<br />
Icosaédrico<br />
Não (RNAfu 2 )<br />
Não (RNAfu)<br />
Diâmetro<br />
do<br />
vírion<br />
(nm)<br />
70 – 90<br />
65 – 75<br />
45 – 55<br />
30 – 37<br />
24 – 30<br />
Família Gênero típico<br />
ou subfamílias<br />
A<strong>de</strong>noviridae<br />
Reoviridae<br />
Papovaviridae<br />
Caliciviridae<br />
Picornaviridae<br />
Masta<strong>de</strong>novirus<br />
Reovirus<br />
Rotavirus<br />
Polyomavirus<br />
Papillomavirus<br />
Calicivirus<br />
Enterovirus<br />
Vírus típicos Local <strong>de</strong> montagem<br />
(local <strong>de</strong> envelopamento)<br />
A<strong>de</strong>novírus<br />
humano 2<br />
Reovírus<br />
Rotavírus<br />
SV 40<br />
Vírus da<br />
verruga<br />
Calicivírus<br />
Poliomielite<br />
Núcleo<br />
Citoplasma<br />
Núcleo<br />
Citoplasma<br />
Citoplasma
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47<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
Icosaédrico Não (DNAfu) 18 – 26 Parvoviridae<br />
Icosaédrico<br />
Icosaédrico<br />
Icosaédrico<br />
Icosaédrico<br />
Helicoidal<br />
Helicoidal<br />
Helicoidal<br />
Helicoidal<br />
Helicoidal<br />
Complexo<br />
ou incerto<br />
Complexo<br />
ou incerto<br />
1 fd = fita dupla<br />
Sim (DNAfd)<br />
Sim (RNAfu)<br />
Sim (RNAfu)<br />
Sim (DNAfd)<br />
Sim (RNAfu)<br />
Sim (RNAfu)<br />
Sim (RNAfu)<br />
Sim (RNAfu)<br />
Sim (RNAfu)<br />
Sim (DNAfd)<br />
Sim (RNAfu)<br />
120–200<br />
80 – 140<br />
40 – 70<br />
42<br />
4.5 Replicação do Vírus<br />
130–300<br />
x50-100<br />
100–150<br />
80 – 120<br />
75 – 160<br />
90 – 120<br />
200–350<br />
x115-<br />
260<br />
50 – 300<br />
2 fu = fita única<br />
Herpesviridae<br />
Retroviridae<br />
Togaviridae<br />
Hepadnaviridae<br />
Rhabdoviridae<br />
Paramyxoviridae<br />
Orthomyxoviri<br />
dae<br />
Coronaviridae<br />
Bunyaviridae<br />
Poxviridae<br />
Arenaviridae<br />
Rhinovirus<br />
Parvovirus<br />
Alphaherpesvirinae<br />
Oncovirinae<br />
Rubivirus<br />
Vesiculovirus<br />
Lyssavirus<br />
Paramyxovirus<br />
Influenzavirus<br />
Coronavirus<br />
Bunyavirus<br />
Orthopoxvirus<br />
Arenavirus<br />
Coxsackievírus<br />
Resfriado<br />
comum<br />
Vírus do rato<br />
<strong>de</strong> Kilham<br />
Herpes<br />
simples<br />
Tumor RNA<br />
Rubéola<br />
Hepatite B<br />
Estomatite<br />
vesicular<br />
Raiva<br />
Caxumba<br />
Influenza<br />
(Gripe)<br />
Coronavirus<br />
Bunyamwera<br />
Varíola<br />
Lassa<br />
Núcleo<br />
Núcleo (membrana<br />
nuclear<br />
plasma)<br />
e/ou cito-<br />
Citoplasma (membrana<br />
citoplasmática<br />
e/ou citoplasma)<br />
Citoplasma (membrana<br />
citoplasmática<br />
e/ou citoplasma<br />
Núcleo (citoplasma)<br />
Citoplasma (membrana<br />
citoplasmática<br />
e/ou citoplasma)<br />
Citoplasma (membranacitoplasmática)<br />
Citoplasma (membranacitoplasmática)<br />
Citoplasma<br />
(citoplasma)<br />
Citoplasma<br />
(citoplasma)<br />
Citoplasma<br />
(citoplasma)<br />
Citoplasma (membramacitoplasmática<br />
e/ou citoplasma)
<strong>IFSC</strong> / LCE / <strong>Biologia</strong> 3 – Microbiologia<br />
48<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
Antes que qualquer vírus possa infectar uma célula animal, ele primeiro <strong>de</strong>ve<br />
ligar-se a um receptor específico na membrana celular, provavelmente uma<br />
glicoproteína. Como já foi dito, muitos vírus po<strong>de</strong>m ter um envelope rico em lipí<strong>de</strong>o<br />
envolvendo o capsídio. Do envelope <strong>de</strong> muitos vírus projetam-se "pontas" que po<strong>de</strong>m<br />
conter glicoproteínas e lipí<strong>de</strong>os. As proprieda<strong>de</strong>s das moléculas que constituem o<br />
envelope estão relacionadas com a a<strong>de</strong>são do vírus à vários substratos. Se o envelope<br />
não está presente, as proprieda<strong>de</strong>s do capsídio <strong>de</strong>terminam as características a<strong>de</strong>sivas do<br />
vírus.<br />
A multiplicação dos vírus se faz por replicação, no qual as porções protéica e<br />
nucleica aumentam no interior das células hospe<strong>de</strong>iras sensíveis. Este processo po<strong>de</strong> ser<br />
dividido em etapas, que são comuns a todas as infecções virais:<br />
1. Adsorção: envolve a participação <strong>de</strong> receptores específicos na superfície da<br />
célula hospe<strong>de</strong>ira e das macromoléculas do vírion.<br />
2. Penetração e <strong>de</strong>snudamento: os vírus com envelope unem-se às células<br />
hospe<strong>de</strong>iras, levando à fusão do envoltório lipoproteico dos vírus com a membrana<br />
citoplasmática da célula, que resulta na liberação do material nucleocapsídico no<br />
citoplasma celular. Os vírus nús (sem envelope) parecem penetrar pelo mecanismo <strong>de</strong><br />
fagocitose.<br />
3. Replicação bioquímica: a replicação ativa do ácido nucleico e a síntese <strong>de</strong><br />
proteínas virais começam após a dissociação do capsídio e do genoma. Além do ATP<br />
celular, os vírus requerem o uso dos ribossomas da célula, do RNA <strong>de</strong> transferência, <strong>de</strong><br />
enzimas e <strong>de</strong> certos processos biossintéticos para sua replicação.<br />
4. Acoplamento ou maturação: os vírus são capazes <strong>de</strong> dirigir a síntese dos<br />
componentes essenciais para sua progênie e <strong>de</strong> acoplar estes materiais sob a forma <strong>de</strong><br />
vírions maduros, no núcleo e/ou no citoplasma da célula infectada.<br />
5. Liberação: este processo varia com o agente viral. Em alguns casos, a lise<br />
celular resulta na liberação concomitante das partículas virais. Em outros, a maturação e<br />
a liberação são relativamente lentas e os vírions são liberados sem a <strong>de</strong>struição da célula<br />
hospe<strong>de</strong>ira.<br />
Como exemplo do processo replicativo dos vírus em células eucarióticas, a<br />
figura 29 mostra o que ocorre com o vírus do herpes simples.
<strong>IFSC</strong> / LCE / <strong>Biologia</strong> 3 – Microbiologia<br />
49<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
Figura 29: Replicação do vírus herpes simples. Glicoproteínas específicas presentes no envelope viral<br />
são essenciais para a adsorção nos receptores presentes na membrana citoplasmática da células<br />
hospe<strong>de</strong>iras. O envelope viral e a membrana celular fun<strong>de</strong>m-se e o nucleocapsí<strong>de</strong>o do vírion é liberado no<br />
citoplasma. O vírion é <strong>de</strong>snudado e o DNA liberado é transportado para o núcleo. A transcrição precoce e<br />
o processamento do mRNA são aparentemente catalisados pelas enzimas da célula hospe<strong>de</strong>ira. As<br />
enzimas resultantes (proteínas precoces) são utilizadas na replicação do DNA viral. Os RNAs transcritos<br />
no núcleo e sintetizados após a replicação do DNA são responsáveis pela síntese <strong>de</strong> proteínas estruturais<br />
que vão formar o capsí<strong>de</strong>o e o envelope assim como as glicoproteínas da membrana nuclear. As proteínas<br />
estruturais entram no núcleo para participar da montagem dos vírions. Os nucleocapsí<strong>de</strong>os adquirem o<br />
envelope durante o processo <strong>de</strong> brotamento através da membrana nuclear. O vírus é liberado da célula por<br />
mecanismos não conhecidos (fonte: Pelczar et al., 1996).
<strong>IFSC</strong> / LCE / <strong>Biologia</strong> 3 – Microbiologia<br />
50<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
4.6 Bacteriófagos<br />
Bacteriófagos são vírus que infectam bactérias e foram <strong>de</strong>scobertos<br />
in<strong>de</strong>pen<strong>de</strong>ntemente por Fre<strong>de</strong>rick W. Twort, na Inglaterra, em 1915, e por Felix<br />
d’Herelle, no Instituto Pasteur, em Paris, em 1917. Os pesquisadores observaram que<br />
colônias bacterianas algumas vezes dissolviam-se e <strong>de</strong>sapareciam <strong>de</strong>vido a uma lise que<br />
ocorria nas células; este efeito lítico podia ser transmitido <strong>de</strong> colônia a colônia. Este<br />
agente lítico seria um agente infeccioso filtrável, que parasitava as bactérias e foi<br />
<strong>de</strong>nominado <strong>de</strong> bacteriófago.<br />
Os bacteriófagos têm o cerne <strong>de</strong> ácido nucléico envolvido por um capsí<strong>de</strong>o <strong>de</strong><br />
natureza proteica, como os outros vírus. Existem 3 formas básicas <strong>de</strong> bacteriófagos:<br />
cabeça icosaédrica sem cauda, cabeça icosaédrica com cauda (figura 30) e filamentosa.<br />
Com relação ao ciclo <strong>de</strong> vida, os bacteriófagos po<strong>de</strong>m ser líticos (ou virulentos)<br />
e temperados (ou avirulentos).<br />
No ciclo lítico, os fagos líticos <strong>de</strong>stroem as células hospe<strong>de</strong>iras bacterianas. No<br />
processo infeccioso lítico, após a replicação do vírion, a célula hospe<strong>de</strong>ira rompe-se,<br />
liberando nova progênie <strong>de</strong> fagos para infectar outras células hospe<strong>de</strong>iras.<br />
Os fagos temperados não <strong>de</strong>stroem suas células hospe<strong>de</strong>iras. Em vez disso, o<br />
ácido nucléico viral é integrado ao genoma da célula hospe<strong>de</strong>ira e replica-se na célula<br />
bacteriana hospe<strong>de</strong>ira <strong>de</strong> uma geração a outra, sem que haja lise celular. Este processo é<br />
<strong>de</strong>nominado lisogenia e é realizado somente pelos fagos que possuem DNA <strong>de</strong> fita<br />
dupla.<br />
O processo <strong>de</strong> a<strong>de</strong>são <strong>de</strong> um bacteriófago a uma célula bacteriana é o mesmo nos<br />
2 tipos <strong>de</strong> ciclos e é mostrado na figura 31.<br />
Figura 30: Estrutura <strong>de</strong> um bacteriófago com cabeça icosaédrica e cauda (fonte: Pelczar et al., 1996).
<strong>IFSC</strong> / LCE / <strong>Biologia</strong> 3 – Microbiologia<br />
51<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
Figura 31: Adsorção <strong>de</strong> um bacteriófago T4 à pare<strong>de</strong> celular da batéria Escherichia coli e injeção do DNA. (a) fago<br />
livre. (b) adsorção à pare<strong>de</strong> celular através das fibras da cauda. (c) fixação pela extremida<strong>de</strong> da cauda. (d) contração<br />
da bainha da cauda e injeção do DNA (fonte: Brock et al., 1994).<br />
4.7 Isolamento e i<strong>de</strong>ntificação do vírus<br />
O isolamento e a i<strong>de</strong>ntificação dos vírus, a partir <strong>de</strong> espécimes clínicos ou <strong>de</strong><br />
materiais <strong>de</strong> pesquisa, po<strong>de</strong>m ser <strong>de</strong>senvolvidos por meio <strong>de</strong> numerosos métodos, não<br />
havendo contudo, uma técnica única que seja satisfatória para o estudo <strong>de</strong> todos os<br />
vírus. A primeira fase <strong>de</strong> i<strong>de</strong>ntificação laboratorial <strong>de</strong> um vírus é a coleta e manutenção<br />
a<strong>de</strong>quadas dos espécimes, até que se possam inocular animais sensíveis, culturas <strong>de</strong><br />
tecidos, ovos embrionados ou outro tipo a<strong>de</strong>quado <strong>de</strong> meio. Esta fase inclui a<br />
eliminação <strong>de</strong> bactérias dos produtos em exame, através da filtração, da centrifugação<br />
diferencial ou do uso <strong>de</strong> drogas antimicrobianas. Havendo a presença <strong>de</strong> vírus, po<strong>de</strong>m<br />
ser produzidos e pesquisados anticorpos específicos.<br />
4.8 Agentes infecciosos semelhantes a vírus<br />
Os virói<strong>de</strong>s e os prions são consi<strong>de</strong>rados como formas mais simples <strong>de</strong> vida, em<br />
relação aos vírus.<br />
Os virói<strong>de</strong>s, os menores agentes infecciosos conhecidos, são constituídos <strong>de</strong><br />
RNA circular <strong>de</strong> fita única ou <strong>de</strong> RNA linear <strong>de</strong> fita dupla, não possuindo qualquer tipo<br />
<strong>de</strong> capa protéica. Até hoje, os virói<strong>de</strong>s só foram encontrados em infecções <strong>de</strong> plantas,<br />
<strong>de</strong>ntre elas a doença do afilamento do tubérculo da batata e da fruta pálida do pepino. Os<br />
virói<strong>de</strong>s replicam-se em células <strong>de</strong> espécies <strong>de</strong> plantas susceptíveis, mas não são capazes<br />
<strong>de</strong> codificar suas próprias proteínas, mostrando serem <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>ntes da ativida<strong>de</strong><br />
metabólica do hospe<strong>de</strong>iro para replicação.
<strong>IFSC</strong> / LCE / <strong>Biologia</strong> 3 – Microbiologia<br />
52<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
Um outro agente causador <strong>de</strong> doenças é o prion ou partícula protéica infecciosa,<br />
já que a proteína parece ser seu único componente, não possuindo nenhum ácido<br />
nucléico <strong>de</strong>tectável. Possui proprieda<strong>de</strong>s incomuns, como a alta resistência à radiação<br />
ultra-violeta e ao calor, ao contrário dos vírus convencionais; no entanto, são inativados<br />
pelo hipoclorito e autoclave. Assim como os vírus, reproduz-se <strong>de</strong>ntro das células. É<br />
possível que as proteínas dos prions sejam codificadas por um gene encontrado no DNA<br />
<strong>de</strong> um hospe<strong>de</strong>iro normal. Existem várias doenças clássicas causadas por prions, todas<br />
doenças neurológicas, e ditas “lentas”, pois possuem um longo período <strong>de</strong> latência, um<br />
estabelecimento gradual e uma evolução progressiva e invariavelmente fatal. Das<br />
doenças que afetam o homem, <strong>de</strong>stacam-se o kuru (que acontece somente em tribos da<br />
Nova Guiné) e a doença <strong>de</strong> Creutzfeldt-Jacob (encontrada mundialmente), cujos<br />
cérebros <strong>de</strong> pacientes infectados apresentam a aparência espongiforme; esta última<br />
doença é rara, caracterizada por <strong>de</strong>mência pré-senil, não é altamente transmissível e,<br />
<strong>de</strong>ntre a maioria dos casos, 10% são hereditários. Tem sido sugerido por alguns<br />
pesquisadores que a doença <strong>de</strong> Alzheimer po<strong>de</strong> ser causada por prion. No animais, os<br />
tipos <strong>de</strong> doença <strong>de</strong> evolução lenta observados são o scrapie e a visna, doenças <strong>de</strong><br />
ovinos, e a encefalopatia espongiforme bovina, também conhecida como “doença da<br />
vaca louca”. Nesta última o gado é infectado pela ingestão <strong>de</strong> ração preparada com<br />
órgãos <strong>de</strong> ovinos, por exemplo o cérebro, infectados com o prion do scrapie; é endêmica<br />
na Grã-Bretanha e diversos casos da doença <strong>de</strong> Creutzfeldt-Jacob foram atribuídos à<br />
ingestão <strong>de</strong> carne bovina.
<strong>IFSC</strong> / LCE / <strong>Biologia</strong> 3 – Microbiologia<br />
53<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
5 CONTROLE DOS MICRORGANISMOS<br />
5.1 Fundamentos<br />
A condição sanitária <strong>de</strong> uma dada população humana é <strong>de</strong>terminada, em larga<br />
escala, por sua capacida<strong>de</strong> <strong>de</strong> controlar eficazmente as populações microbianas. Os<br />
processos po<strong>de</strong>m ser muito específicos, como o fornecimento <strong>de</strong> medicação eficaz na<br />
eliminação dos microrganismos infectantes, ou po<strong>de</strong>m ser mais gerais, como as práticas<br />
sanitárias utilizadas no lar e nos hospitais. Cuidados diários, tais como a purificação da<br />
água, a pasteurização do leite e a preservação dos alimentos concorrem para o controle<br />
das populações microbianas. Não somente torna-se o produto <strong>de</strong> consumo seguro sob o<br />
ponto <strong>de</strong> vista <strong>de</strong> saú<strong>de</strong> pública, como também o processo traz muitos benefícios para o<br />
bem-estar da comunida<strong>de</strong>.<br />
As principais razões para <strong>de</strong>senvolver o controle <strong>de</strong> microrganismos po<strong>de</strong>m, em<br />
resumo, ser: 1) prevenir a transmissão <strong>de</strong> doenças e infecções; 2) prevenir a<br />
contaminação ou crescimento <strong>de</strong> microrganismos nocivos e 3) prevenir a <strong>de</strong>terioração e<br />
dano <strong>de</strong> materiais por microrganismos.<br />
Os microrganismos po<strong>de</strong>m ser removidos, inibidos ou mortos por agentes físicos<br />
ou químicos. Uma gran<strong>de</strong> varieda<strong>de</strong> <strong>de</strong> técnicas e <strong>de</strong> agentes po<strong>de</strong> ser utilizada, agindo<br />
<strong>de</strong> modos diferentes e tendo seu próprio limite <strong>de</strong> aplicação prática.<br />
Os termos a seguir são usados para <strong>de</strong>screver os processos físicos e os agentes<br />
químicos <strong>de</strong>stinados ao controle dos microrganismos:<br />
Esterilização: processo <strong>de</strong> <strong>de</strong>struição ou remoção <strong>de</strong> todas as formas <strong>de</strong> vida<br />
microscópica <strong>de</strong> um objeto ou espécime. Um objeto estéril, no sentido microbiológico,<br />
está completamente livre <strong>de</strong> microrganismos vivos. Este termo refere-se à ausência total<br />
ou à <strong>de</strong>struição <strong>de</strong> todos os microrganismos.<br />
Desinfetante: é um agente, normalmente químico, que mata as formas<br />
vegetativas, mas não necessariamente, as formas esporuladas, <strong>de</strong> microrganismos<br />
patogênicos. O termo normalmente refere-se às substâncias utilizadas em objetos<br />
inanimados.<br />
Anti-séptico: é uma substância que previne o crescimento ou ação <strong>de</strong><br />
microrganismos, pela <strong>de</strong>struição dos mesmos ou pela inibição <strong>de</strong> seu crescimento ou<br />
ativida<strong>de</strong>. Usualmente está associado com substâncias aplicadas ao corpo do homem.<br />
Bactericida: é um agente que mata as bactérias. De modo similar, os termos<br />
fungicida, viricida e esporocida se referem aos agentes que matam os fungos, vírus e<br />
esporos, respectivamente. As formas esporulada não são necessariamente eliminadas por<br />
estes agentes.
<strong>IFSC</strong> / LCE / <strong>Biologia</strong> 3 – Microbiologia<br />
54<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
5.2 Condições que influenciam a ação antimicrobiana<br />
Na aplicação <strong>de</strong> qualquer agente físico ou químico <strong>de</strong>stinado a inibir ou <strong>de</strong>struir<br />
populações microbianas, <strong>de</strong>vem ser consi<strong>de</strong>rados fatores como:<br />
Temperatura: o aumento da temperatura, quando usado em combinação com<br />
outro agente, como uma substância química, apressa a <strong>de</strong>struição dos microrganismos.<br />
Tipo <strong>de</strong> microrganismo: as espécies <strong>de</strong> microrganismos diferem em sua<br />
susceptibilida<strong>de</strong> aos agentes físicos e químicos. Nas espécies esporuladas, as formas<br />
vegetativas são muito mais sensíveis que as formas esporuladas, sendo estas<br />
extremamente resistentes.<br />
Estado fisiológico das células: células jovens, metabolicamente ativas, são mais<br />
facilmente <strong>de</strong>struídas que as células velhas ou em latência, no caso <strong>de</strong> o agente nocivo<br />
agir através <strong>de</strong> uma interferência sobre o metabolismo (as células que não estão<br />
crescendo não seriam afetadas).<br />
Condições ambientais: as proprieda<strong>de</strong>s físicas e químicas do meio ou das<br />
substâncias que sustentam os microrganismos têm profunda influência sobre o ritmo,<br />
assim como sobre a eficácia da <strong>de</strong>struição microbiana. A eficiência do calor, por<br />
exemplo, é muito maior nos meios ácidos do que nos alcalinos. A consistência do<br />
material (aquosa ou viscosa) também influi na penetração do agente, e as altas<br />
concentrações <strong>de</strong> carboidratos aumentam, em geral, a resistência térmica dos<br />
microrganismos. A presença da matéria orgânica estranha po<strong>de</strong> reduzir,<br />
significativamente, a eficácia <strong>de</strong> uma droga antimicrobiana, inativando-a ou protegendo<br />
o microrganismo.<br />
5.3 Modo <strong>de</strong> ação dos agentes antimicrobianos<br />
A revisão <strong>de</strong> certas características da célula microbiana po<strong>de</strong> apontar os<br />
possíveis locais <strong>de</strong> ação <strong>de</strong> um agente antimicrobiano. Eles po<strong>de</strong>m agir causando lesões<br />
na pare<strong>de</strong> celular, alterações na permeabilida<strong>de</strong> celular, alterações das moléculas <strong>de</strong><br />
proteínas e <strong>de</strong> ácidos nucleicos, inibição da ação enzimática, inibição da síntese <strong>de</strong><br />
ácidos nucleicos, entre outras coisas.<br />
5.4 Controle pelos agentes físicos<br />
5.4.1 Aplicação das altas temperaturas<br />
Os processos práticos, nos quais se emprega o calor, divi<strong>de</strong>m-se em duas<br />
categorias: calor úmido e calor seco.<br />
5.4.1.1 Calor úmido<br />
a) Vapor d'água sob pressão: é o agente mais prático e seguro para fins <strong>de</strong><br />
esterilização, proporcionando temperaturas mais elevadas que as obtidas por ebulição. O<br />
aparelho que usa o vapor <strong>de</strong> água sob pressão regulada chama-se autoclave. Consiste em<br />
uma câmara <strong>de</strong> vapor com pare<strong>de</strong> dupla, equipada com dispositivos que permitem o<br />
enchimento da câmara com vapor saturado e sua manutenção em <strong>de</strong>terminadas
<strong>IFSC</strong> / LCE / <strong>Biologia</strong> 3 – Microbiologia<br />
55<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
temperatura e pressão por quaisquer períodos <strong>de</strong> tempo. Geralmente, embora não<br />
sempre, ela é operada numa pressão <strong>de</strong> aproximadamente 15 libras por polegada<br />
quadrada (1 atmosfera=121°C).<br />
Esterilização fracionada, água em ebulição e pasteurização são outros processos<br />
<strong>de</strong> calor úmido, empregados no controle <strong>de</strong> microrganismos.<br />
5.4.1.2 Calor seco<br />
a) Esterilização pelo ar quente: é recomendada quando o contato direto ou<br />
completo do vapor d'água sob pressão com o material a ser esterilizado é consi<strong>de</strong>rado<br />
como in<strong>de</strong>sejável ou improvável, o que é verda<strong>de</strong>iro para certos tipos <strong>de</strong> vidraria<br />
laboratorial (placas <strong>de</strong> Petri, tubos <strong>de</strong> ensaio), óleos, pó e substâncias similares. O<br />
aparelho utilizado neste tipo <strong>de</strong> esterilização po<strong>de</strong> ser um forno elétrico especial (ou a<br />
gás) - estufa - ou mesmo um forno <strong>de</strong> cozinha, admitindo-se que, para a vidraria <strong>de</strong><br />
laboratório, uma exposição <strong>de</strong> 2 horas à temperatura <strong>de</strong> 160°C seja suficiente para a<br />
esterilização.<br />
b) Incineração: é usada para a eliminação <strong>de</strong> carcaças <strong>de</strong> animais <strong>de</strong> laboratório<br />
infectadas ou <strong>de</strong> outros materiais contaminados. A <strong>de</strong>struição <strong>de</strong> microrganismos pelo<br />
calor direto é, também, praticada rotineiramente quando a agulha <strong>de</strong> inoculação (ou alça<br />
<strong>de</strong> platina) é levada à chama <strong>de</strong> um bico <strong>de</strong> Bunsen.<br />
5.4.2 Aplicação <strong>de</strong> baixas temperaturas<br />
As temperaturas inferiores ao ponto ótimo para o crescimento diminuem o ritmo<br />
metabólico e, sendo a temperatura suficientemente baixa, cessa o metabolismo e o<br />
crescimento. As temperaturas baixas são úteis na manutenção <strong>de</strong> culturas, pois os<br />
microrganismos apresentam uma capacida<strong>de</strong> típica <strong>de</strong> sobrevivência em face do frio;<br />
culturas em ágar <strong>de</strong> algumas bactérias, leveduras e fungos, são usualmente armazenadas<br />
durante longos períodos <strong>de</strong> tempo sob temperatura <strong>de</strong> refrigerador, ou seja, entre 4° e 7°<br />
C. Além disso, muitas bactérias e vírus po<strong>de</strong>m ser mantidos em unida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> alta<br />
refrigeração, entre -20° e -70° C. O nitrogênio líquido, em temperaturas <strong>de</strong> -196° C, é<br />
empregado na preservação <strong>de</strong> culturas <strong>de</strong> muitos vírus e microrganismos, assim como as<br />
fontes <strong>de</strong> células <strong>de</strong> mamíferos usadas em virologia. A partir <strong>de</strong> exposto acima, torna-se<br />
aparente que as temperaturas baixas, embora extremas, não po<strong>de</strong>m se indicadas para a<br />
<strong>de</strong>sinfecção ou esterilização. Os microrganismos mantidos em temperatura <strong>de</strong><br />
congelamento ou mesmo inferiores po<strong>de</strong>m ser consi<strong>de</strong>rados dormentes; não efetuam<br />
ativida<strong>de</strong> metabólica aparente. Esta condição estática é a base da bem sucedida<br />
aplicação do frio na preservação dos alimentos.<br />
A tabela 11 resume os métodos que usam a temperatura no controle <strong>de</strong><br />
microrganismos.<br />
Tabela 11: O uso da temperatura no controle <strong>de</strong> microrganismos (fonte: Pelczar et al., 1996).
<strong>IFSC</strong> / LCE / <strong>Biologia</strong> 3 – Microbiologia<br />
56<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
Calor úmido<br />
Autoclave<br />
Método Temperatura Aplicações Limitações<br />
Água em ebulição<br />
Pasteurização<br />
Calor seco<br />
Forno <strong>de</strong> ar quente<br />
121,6 o C à pressão <strong>de</strong> 15<br />
lb/pol 2 , 15 – 30 min<br />
100 o C, 10 min<br />
62,8 o C por 30 min, ou<br />
71,7 o C por 15 s<br />
Esterilização <strong>de</strong><br />
instrumentos, ban<strong>de</strong>jas <strong>de</strong><br />
tratamento, tecidos,<br />
utensílios, meios e outros<br />
líquidos<br />
Destruição <strong>de</strong> células<br />
vegetativas em<br />
instrumentos, recipientes<br />
Destruição <strong>de</strong> células<br />
vegetativas <strong>de</strong><br />
microrganismos<br />
patogênicos e <strong>de</strong> muitos<br />
outros microrganismos no<br />
leite, suco <strong>de</strong> frutas e em<br />
outras bebidas<br />
170 – 180 o C por 1 – 2 h Esterilização <strong>de</strong> materiais<br />
impermeáveis ou<br />
danificáveis pela umida<strong>de</strong><br />
(óleos, vidrarias,<br />
instrumentos cortantes,<br />
metais)<br />
Incineração Centenas <strong>de</strong> o C Esterilização <strong>de</strong> alças <strong>de</strong><br />
semeadura, eliminação <strong>de</strong><br />
carcaças <strong>de</strong> animais<br />
infectados, eliminação <strong>de</strong><br />
objetos contaminados que<br />
não po<strong>de</strong>m ser reutilizados<br />
Baixas temperaturas<br />
Congelamento<br />
Nitrogênio líquido<br />
Menor que 0 o C<br />
-196 o C<br />
Preservação <strong>de</strong> alimentos e<br />
outros materiais<br />
Preservação dos<br />
microrganismos<br />
Ineficiente contra<br />
micorganismos presentes<br />
em materiais impermeáveis<br />
ao vapor; não po<strong>de</strong> ser<br />
utilizado em materiais<br />
termossensíveis<br />
Endósporos não são<br />
mortos; não po<strong>de</strong> ser<br />
utilizado como<br />
esterilizante<br />
Não é esterilizante<br />
Destrói materiais que não<br />
suportam altas<br />
temperaturas por muito<br />
tempo<br />
O tamanho do incinerador<br />
<strong>de</strong>ve ser a<strong>de</strong>quado à<br />
queima rápida e completa<br />
da maior carga; apresenta<br />
potencial <strong>de</strong> poluição do ar<br />
Principalmente<br />
microbiostático em vez <strong>de</strong><br />
microbicida<br />
Alto custo do nitrogênio<br />
líquido<br />
5.4.3 Radiações<br />
As radiações ionizantes (raios X e raios gama) têm tido aplicação na<br />
esterilização <strong>de</strong> materiais biológicos. Este método é chamado <strong>de</strong> esterilização fria,<br />
porque estas radiações produzem relativamente pouco calor no material irradiado e,<br />
assim, é possível esterilizar substâncias termossensíveis, especialmente nas indústrias<br />
alimentícia e farmacêutica.<br />
A luz ultravioleta é outro tipo <strong>de</strong> radiação empregada na esterilização <strong>de</strong><br />
materiais. A porção ultravioleta do espectro inclui todas as radiações compreendidas<br />
entre 150 e 3.900 Å, mas a eficácia bactericida mais alta situa-se em comprimentos <strong>de</strong><br />
onda ao redor <strong>de</strong> 2650 Å. Embora a energia radiante da luz solar seja parcialmente
<strong>IFSC</strong> / LCE / <strong>Biologia</strong> 3 – Microbiologia<br />
57<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
composta <strong>de</strong> luz ultravioleta, a maior parte dos comprimentos mais curtos é filtrada pela<br />
atmosfera terrestre (ozônio, nuvens e fumaça). Consequentemente, a radiação<br />
ultravioleta, na superfície da Terra, é restrita à faixa <strong>de</strong> 2.870 a 3.900 Å, do que se<br />
conclui que a luz solar, em certas condições, tem capacida<strong>de</strong> microbicida, embora em<br />
grau limitado. A luz ultravioleta é absorvida por muitas substâncias celulares, mas, <strong>de</strong><br />
modo mais significativo, pelos ácidos nucleicos, on<strong>de</strong> ocorre o maior dano. Existem<br />
muitas lâmpadas que emitem alta concentração <strong>de</strong> luz UV na região mais efetiva, 2.600<br />
a 2.700 Å. Essas lâmpadas germicidas são amplamente utilizadas para reduzir a<br />
população microbiana em salas cirúrgicas <strong>de</strong> hospitais e em câmaras assépticas <strong>de</strong><br />
indústrias farmacêuticas, on<strong>de</strong> são envasados produtos estéreis e, ainda, na indústria<br />
alimentícia para o tratamento <strong>de</strong> superfícies contaminadas. Uma importante<br />
consi<strong>de</strong>ração prática, referente ao uso <strong>de</strong>ste meio <strong>de</strong> <strong>de</strong>struição microbiana, é que a luz<br />
UV tem uma capacida<strong>de</strong> <strong>de</strong> penetração muito pequena. Mesmo uma fina camada <strong>de</strong><br />
vidro filtra uma gran<strong>de</strong> parte da luz e, assim sendo, apenas os microrganismos existentes<br />
na superfície <strong>de</strong> um objeto diretamente exposto à radiação UV são susceptíveis à<br />
<strong>de</strong>struição.<br />
5.5 Controle pelos agentes químicos<br />
Nenhum agente químico antimicrobiano único é o melhor ou o i<strong>de</strong>al para<br />
qualquer ou todas as finalida<strong>de</strong>s. Algumas especificações po<strong>de</strong>m orientar a preparação<br />
<strong>de</strong> novos compostos e <strong>de</strong>vem ser consi<strong>de</strong>radas nos métodos <strong>de</strong> avaliação dos<br />
<strong>de</strong>sinfetantes <strong>de</strong>stinados ao uso prático. São elas: a ativida<strong>de</strong> microbiana, solubilida<strong>de</strong>,<br />
estabilida<strong>de</strong>, inocuida<strong>de</strong> para o homem e os animais, homogeneida<strong>de</strong>, ausência <strong>de</strong><br />
combinação com material orgânico estranho, toxicida<strong>de</strong> para microrganismos em<br />
temperatura ambiente ou corporal, po<strong>de</strong>r <strong>de</strong> penetração, ausência <strong>de</strong> po<strong>de</strong>res corrosivos<br />
e tintoriais, po<strong>de</strong>r <strong>de</strong>sodorizante e capacida<strong>de</strong>s <strong>de</strong>tergentes.<br />
5.5.1 Escolha do agente químico antimicrobiano<br />
Os fatores que <strong>de</strong>vem ser consi<strong>de</strong>rados na escolha <strong>de</strong> um agente químico<br />
antimicrobiano são:<br />
1. Natureza do material a ser tratado: um exemplo extremo po<strong>de</strong> ser citado - um<br />
agente químico usado para <strong>de</strong>sinfetar utensílios contaminados po<strong>de</strong> ser completamente<br />
insatisfatório para aplicação na pele. Conseqüentemente, a substância escolhida <strong>de</strong>ve ser<br />
compatível com o material no qual é aplicada.<br />
2. Tipos <strong>de</strong> microrganismos: os agentes químicos são completamente eficazes<br />
sobre bactérias, vírus, fungos e outros microrganismos. Os esporos são mais resistentes<br />
que as formas vegetativas. Existem diferenças entre bactérias gram-positivas e gramnegativas,<br />
com relação à resistência aos <strong>de</strong>sinfetantes. Sendo assim, o agente escolhido<br />
<strong>de</strong>ve ser conhecidamente efetivo contra o organismo a ser <strong>de</strong>struído.<br />
3. Condições ambientais: fatores com temperatura, pH, tempo, concentração e<br />
presença <strong>de</strong> material orgânico po<strong>de</strong>m influir na taxa e na eficiência da <strong>de</strong>struição<br />
microbiana.
<strong>IFSC</strong> / LCE / <strong>Biologia</strong> 3 – Microbiologia<br />
58<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
5.5.2 Principais grupos <strong>de</strong> <strong>de</strong>sinfetantes e anti-sépticos<br />
Alguns dos principais grupos <strong>de</strong> agentes químicos <strong>de</strong>sinfetantes e anti-sépticos<br />
são listados a seguir e a tabela 12 mostra a aplicação <strong>de</strong>stes agentes no controle <strong>de</strong><br />
microrganismos.<br />
1. Fenol e compostos fenólicos<br />
2. Álcoois<br />
3. Halogênios (iodo e cloro)<br />
4. Metais pesados e seus compostos<br />
5. Detergentes<br />
Outros agentes químicos são aplicados na esterilização <strong>de</strong> materiais e são<br />
<strong>de</strong>nominados <strong>de</strong> esterilizantes químicos. São particularmente utilizados para a<br />
esterilização <strong>de</strong> materiais médicos sensíveis ao calor, como bolsas <strong>de</strong> sangue para<br />
transfusão, seringas plásticas <strong>de</strong>scartáveis e equipamentos <strong>de</strong> cateterização. Também são<br />
utilizados para esterilizar ambientes fechados, incluindo câmaras assépticas utilizadas<br />
para procedimentos que <strong>de</strong>vem ser livres <strong>de</strong> microrganismos. Os principais esterilizantes<br />
químicos utilizados são:<br />
a) Óxido <strong>de</strong> etileno: composto orgânico (C2H4O) que é líquido a temperaturas abaixo<br />
<strong>de</strong> 10,8 o C, mas acima <strong>de</strong>sta temperatura torna-se um gás. Tem gran<strong>de</strong> po<strong>de</strong>r <strong>de</strong><br />
penetração, po<strong>de</strong>ndo atravessar e esterilizar o interior <strong>de</strong> gran<strong>de</strong>s pacotes com<br />
objetos, roupas e certos plásticos. Desvantagem: é inflamável e é potencialmente<br />
explosivo em forma pura;<br />
b) β– Propiolactona: é um composta líquido incolor em temperatura ambiente.<br />
Destina-se à esterilização <strong>de</strong> instrumentos e materiais termossensíveis. Tem baixo<br />
po<strong>de</strong>r <strong>de</strong> penetração e seu uso foi restringido <strong>de</strong>vido a sua provável proprieda<strong>de</strong><br />
carcinogênica.<br />
c) Glutaral<strong>de</strong>ído: é um líquido oleoso e incolor. É utilizado em medicina para<br />
esterilizar instrumentos urológicos, lentes <strong>de</strong> instrumentos, equipamentos<br />
respiratórios e outros equipamentos específicos. Como <strong>de</strong>svantagem, tem uma<br />
estabilida<strong>de</strong> limitada.<br />
d) Formal<strong>de</strong>ído: é um gás que se mostra estável somente em altas concentrações e<br />
em temperaturas elevadas. Em temperatura ambiente, ele polimeriza-se formando<br />
uma substância sólida incolor, o paraformal<strong>de</strong>ído. O formal<strong>de</strong>ído é comercializado<br />
em solução aquosa como formalina, que contém 37 a 40% (p/v) da substância.<br />
Este é utilizado para a esterilização <strong>de</strong> instrumentos e a forma gasosa é utilizada<br />
para a <strong>de</strong>sinfecção e esterilização <strong>de</strong> áreas fechadas. Desvantagem: tem fraco<br />
po<strong>de</strong>r <strong>de</strong> penetração, é corrosivo, é extremamente tóxico e seus vapores são<br />
irritantes às mucosas.<br />
Tabela 12: Alguns <strong>de</strong>sinfetantes e anti-sépticos comumente utilizados (fonte: Pelczar et al., 1996).
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Desinfetante ou antiséptico<br />
Compostos fenólicos<br />
Hexilresorcinol,<br />
o-Fenilfenol,<br />
cresóis<br />
Alcoóis<br />
Álcool etílico,<br />
Álcool isopropílico<br />
Álcool + iodo<br />
Iodo<br />
Iodóforo (polivinilpirrolidona)<br />
Tintura <strong>de</strong> iodo<br />
Compostos clorados<br />
Hipocloritos e<br />
cloraminas<br />
Concentração Aplicações Nível <strong>de</strong> ativida<strong>de</strong> *<br />
0,5 – 3,0 %<br />
Solução aquosa<br />
70 – 90 %<br />
70% + 0,5–2,0% <strong>de</strong> iodo<br />
1,0%<br />
iodo a 2% + io<strong>de</strong>to <strong>de</strong><br />
sódio a 2% + álcool 70%<br />
0,5 – 5,0g <strong>de</strong> cloro livre<br />
por litro<br />
Desinfecção <strong>de</strong> objetos<br />
inanimados como<br />
instrumentos, superfícies<br />
<strong>de</strong> mesa, assoalhos e<br />
termômetros retais<br />
(cresóis)<br />
Anti-sepsia da pele,<br />
<strong>de</strong>sinfecção <strong>de</strong><br />
instrumentos cirúrgicos e<br />
termômetros<br />
Anti-sepsia da pele,<br />
pequenos cortes e<br />
abrasões; utilizado também<br />
para <strong>de</strong>sinfecção <strong>de</strong> água<br />
potável e <strong>de</strong> piscinas<br />
Desinfecção <strong>de</strong> água,<br />
superfícies não metálicas,<br />
equipamentos <strong>de</strong> laticínios,<br />
utensílios <strong>de</strong> restaurantes,<br />
materiais domésticos<br />
Compostos quaternários 0,1 – 0,2% Saneamento ambiental <strong>de</strong><br />
superfícies e equipamentos<br />
Compostos mercuriais<br />
Mertiolate, Mercúrio<br />
cromo<br />
1,0%<br />
Anti-sepsia da pele,<br />
<strong>de</strong>sinfecção <strong>de</strong><br />
instrumentos; utilizado<br />
também como preservante<br />
em alguns materiais<br />
biológicos<br />
Intermediário a baixo<br />
Intermediário<br />
Intermediário<br />
Baixo<br />
Baixo<br />
Baixo<br />
* Nível <strong>de</strong> ativida<strong>de</strong> microbicida: alta = mata todas as formas <strong>de</strong> vida microbiana, inclusive os esporos<br />
bacterianos; intermediário = mata o bacilo da tuberculose, fungos e vírus mas não os esporos bacterianos;<br />
baixo = não mata esporos bacterianos, bacilo da tuberculose ou vírus não lipídicos em um tempo<br />
aceitável.<br />
5.6 Antibióticos e outros agentes quimioterápicos<br />
Os agentes quimioterápicos são substâncias empregadas no tratamento das<br />
doenças infecciosas e daquelas que são causadas pela proliferação <strong>de</strong> células malignas.<br />
Estas substâncias são preparadas em laboratórios químicos ou obtidas <strong>de</strong><br />
microrganismos, algumas plantas e animais. Em geral, as drogas naturais são<br />
diferenciadas dos compostos sintéticos pela <strong>de</strong>nominação específica <strong>de</strong> antibióticos.<br />
Alguns <strong>de</strong>stes são preparados por via sintética, mas a maioria é comercialmente<br />
produzida por biossíntese. As antitoxinas e outras substâncias formadas pelos<br />
organismos <strong>de</strong> animais infectados não são consi<strong>de</strong>radas como agentes quimioterápicos,<br />
o mesmo sendo válido para os compostos que causam a <strong>de</strong>struição ou inibição <strong>de</strong><br />
microrganismos in vitro, usualmente classificados como <strong>de</strong>sinfetantes, anti-sépticos ou<br />
germicidas.
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60<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
Um agente quimioterápico satisfatório <strong>de</strong>ve:<br />
1. Destruir ou inibir a ativida<strong>de</strong> <strong>de</strong> um parasita, sem lesar as células do<br />
hospe<strong>de</strong>iro ou, apenas, com pequenos danos sobre estas células;<br />
2. Ser capaz <strong>de</strong> entrar em contato com o parasita, atingindo concentrações<br />
efetivas nos tecidos e nas células hospe<strong>de</strong>iras;<br />
3. Deixar inalterados os mecanismos naturais <strong>de</strong> <strong>de</strong>fesa do hospe<strong>de</strong>iro, tais como<br />
a fagocitose e a síntese <strong>de</strong> anticorpos.<br />
As drogas do tipo sulfa são um dos agentes quimioterápicos sintéticos mais<br />
conhecidos e utilizados. A sulfa foi primeiramente obtida pelo químico alemão Gerhard<br />
Domagk, em 1935. O tipo mais simples <strong>de</strong> sulfa é a sulfonamida, que é estruturalmente<br />
análoga ao ácido para-aminobenzóico (PABA), que é um precursor na síntese do ácido<br />
fólico, <strong>de</strong>ntro da célula bacteriana. A sulfonamida compete com o PABA pelo sítio ativo<br />
<strong>de</strong> uma enzima envolvida na síntese do ácido fólico, provocando uma diminuição na<br />
produção do mesmo, que é essencial na síntese <strong>de</strong> importantes constituintes celulares.<br />
As sulfonamidas são particularmente úteis no tratamento <strong>de</strong> infecções causadas<br />
por meningococos e Shigella, <strong>de</strong> infecções respiratórias por estreptococos e<br />
estafilococos e das infecções urinárias <strong>de</strong>vidas a microrganismos Gram-negativos. São<br />
importantes na prevenção da febre reumática, da endocardite bacteriana, da infecção <strong>de</strong><br />
ferimentos e <strong>de</strong> infecções urinárias, após cirurgia ou cateterismo.<br />
Os antibióticos formam um tipo especial <strong>de</strong> agentes quimioterápicos,<br />
geralmente obtidos <strong>de</strong> organismos vivos. O termo antibiótico <strong>de</strong>signa um produto<br />
metabólico <strong>de</strong> um organismo que é prejudicial ou inibidor para certos microrganismos,<br />
em concentrações muito pequenas.<br />
Proprieda<strong>de</strong>s <strong>de</strong> um antibiótico útil:<br />
1. Ativida<strong>de</strong> letal ou inibitória sobre muitas espécies diferentes <strong>de</strong><br />
microrganismos patogênicos, ou seja, <strong>de</strong>vem representar o que se <strong>de</strong>nomina antibióticos<br />
<strong>de</strong> largo espectro.<br />
2. Capacida<strong>de</strong> <strong>de</strong> prevenir o <strong>de</strong>senvolvimento fácil <strong>de</strong> formas microbianas<br />
resistentes.<br />
3. Ausência <strong>de</strong> efeitos colaterais in<strong>de</strong>sejáveis, tais como reações alérgicas ou <strong>de</strong><br />
sensibilida<strong>de</strong>, lesões nervosas, irritação renal ou do trato gastrointestinal.<br />
4. Ineficácia sobre a flora microbiana normal, evitando-se assim, a perturbação<br />
do equilíbrio natural e, consequentemente, impedindo o estabelecimento <strong>de</strong> infecções<br />
por germes totalmente não-patogênicos ou, especialmente, por formas patogênicas<br />
habitualmente controladas pela flora normal.<br />
Os antibióticos po<strong>de</strong>m inibir ou <strong>de</strong>struir os microrganismos <strong>de</strong> diversos modos:<br />
1. Inibindo a formação da pare<strong>de</strong> celular.
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61<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
2. Lesando a membrana citoplasmática.<br />
3. Interferindo com a síntese protéica.<br />
4. Inibindo o metabolismo dos ácidos nucleicos.<br />
A sensibilida<strong>de</strong> dos microrganismos aos antibióticos po<strong>de</strong> variar. Bactérias<br />
Gram-positivas são geralmente mais sensíveis a antibióticos que as Gram-negativas,<br />
embora alguns antibióticos atuem somente sobre estas últimas. Um antibiótico que age<br />
sobre as bactérias Gram-positivas e Gram-negativas é dito antibiótico <strong>de</strong> largo espectro.<br />
Um antibiótico <strong>de</strong> espectro restrito age somente sobre um único grupo <strong>de</strong><br />
microrganismos. No entanto, este último po<strong>de</strong> ser valioso no controle <strong>de</strong><br />
microrganismos resistentes a outros antibióticos.<br />
Certos microrganismos, porém, são resistentes a alguns antibióticos. Esta<br />
resistência po<strong>de</strong> ser uma proprieda<strong>de</strong> inerente do microrganismo ou po<strong>de</strong> ser adquirida<br />
(através da mutação ao acaso dos genes cromossômicos). A resistência <strong>de</strong>vida à<br />
proprieda<strong>de</strong> inerente do microrganismo po<strong>de</strong> ter várias razões: (1) o organismo po<strong>de</strong> não<br />
ter a estrutura sobre a qual o antibiótico atua inibindo; por exemplo, algumas bactéria<br />
tais como os micoplasmas, não possuem uma pare<strong>de</strong> celular típica bacteriana, sendo<br />
assim resistentes à penicilina; (2) o organismo po<strong>de</strong> ser ‘impermeável’ ao antibiótico;<br />
(3) o organismo po<strong>de</strong> ser capaz <strong>de</strong> alterar o antibiótico, tornando-o inativo; (4) o<br />
organismo po<strong>de</strong> modificar o “alvo” do antibiótico; (5) o organismo po<strong>de</strong> alterar, através<br />
<strong>de</strong> modificação genética, a via metabólica que o antibiótico bloqueia; (6) o organismo<br />
po<strong>de</strong> ser capaz <strong>de</strong> eliminar o antibiótico, “jogando-o” para fora da célula (efluxo).<br />
A penicilina foi o primeiro dos antibióticos mo<strong>de</strong>rnos e ainda é um dos mais<br />
úteis. Juntamente com a sulfa, só passou a ser largamente utilizada no início dos anos<br />
40, em plena Segunda Guerra Mundial. É produzida pelo fungo Penicillium notatum,<br />
Penicillium chrysogenium e outras espécies <strong>de</strong> bolores. P. notatum foi isolado pela<br />
primeira vez pelo médico inglês Alexan<strong>de</strong>r Fleming, em 1929. A penicilina é seletiva<br />
para bactérias Gram-positivas, alguns espiroquetas e os diplococos Gram-negativos<br />
(Neisseria).<br />
A tabela 13 mostra alguns dos principais antibióticos utilizados.<br />
Embora a penicilina seja, ainda, um dos antibióticos mais valiosos, a busca da<br />
droga i<strong>de</strong>al continua. Entre os compostos aceitáveis, estão aqueles que atuam sobre os<br />
microrganismos patogênicos insensíveis ou que se tornaram resistentes à penicilina. As<br />
drogas mais importantes são produzidas por quatro gêneros <strong>de</strong> microrganismos:<br />
Bacillus, Penicilium, Streptomyces e Cephalosporium, normalmente existentes no solo.<br />
Assim sendo, o solo tem sido profundamente pesquisado na procura <strong>de</strong> micróbios<br />
capazes <strong>de</strong> produzir novos antibióticos.<br />
Tabela 13: Produtos metabólicos <strong>de</strong> bactérias e fungos, usados como antibióticos (fonte: Pelczar, 1980).
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_____________________________________________________________________________________________<br />
ANTIBIÓTICO<br />
(PRODUTO)<br />
FONTE MICROBIANA ESPECTRO PRIMÁRIO MODO DE AÇÃO<br />
Ampicilina Penicillium sp. Bactérias gram-positivas e<br />
negativas<br />
Anfotericina B Streptomyces nodosus Fungos, agentes <strong>de</strong> várias<br />
micoses<br />
Inibe a síntese da pare<strong>de</strong><br />
celular<br />
Interfere com a função da<br />
membrana citoplasmática<br />
Bacitracina Bacillus subtilis Bactérias gram-positivas Inibe a síntese da pare<strong>de</strong><br />
celular<br />
Carbomicina<br />
(Magnamicina)<br />
Streptomyces halstedii Rickettsias; bactérias grampositivas<br />
Inibe a síntese protéica<br />
Cefalosporina C Cephalosporium sp. Bactérias gram-positivas Inibe a síntese da pare<strong>de</strong><br />
celular<br />
Ciclohexamida<br />
(Actidione)<br />
Streptomyces griseus Fungos, especialmente<br />
fitopatogênicos<br />
Ciclosserina Streptomyces orchidaceous<br />
e Streptomyces lavendulae<br />
Cloranfenicol<br />
(Cloromicetina)<br />
Clortetraciclina<br />
(Aureomicina)<br />
Colistina<br />
(Colimicina)<br />
Inibe a síntese protéica<br />
Mycobacterium tuberculosis Inibe a síntese da pare<strong>de</strong><br />
celular<br />
Streptomyces venezuelae Largo espectro Interfere com a síntese<br />
protéica<br />
Streptomyces aureofaciens Largo espectro Interfere com a síntese<br />
protéica<br />
Bacilus colistinus Pseudomonas spp. Deteriora a membrana<br />
citoplasmática<br />
Dimetiltetraciclina Streptomyces aureofaciens<br />
(mutante)<br />
Eritromicina<br />
(Iloticina)<br />
Largo espectro Interfere com a síntese<br />
protéica<br />
Streptomyces erythraeus Rickettsias; bactérias grampositivas<br />
Estreptomicina Streptomyces griseus Bactérias gram-positivas e<br />
gram-negativas;<br />
Mycobacterium tuberculosis<br />
Fumagilina<br />
(Amebacilina)<br />
Interfere com a síntese<br />
protéica<br />
Induz a síntese <strong>de</strong> proteínas<br />
anormais<br />
Aspergillus fumigatus Amebas Interfere com a síntese<br />
protéica<br />
Griseofulvina Streptomyces griseus Fungos patogênicos Interfere com a pare<strong>de</strong> celular<br />
fúngica e com a síntese <strong>de</strong><br />
ácidos nucleicos<br />
Kanamicina Streptomyces<br />
kanamyceticus<br />
Mycobacterium tuberculosis Induz a síntese <strong>de</strong> proteínas<br />
anormais<br />
Lincomicina Streptomyces lincolnensis Bactérias gram-positivas Inibe a síntese protéica<br />
Meticilina Penicillium sp. Estafilococos Inibe a síntese da pare<strong>de</strong><br />
celular<br />
Neomicina Streptomyces fradiae Bactérias gram-positivas e<br />
gram-negativas;<br />
Mycobacterium tuberculosis<br />
Cont. da tabela 13<br />
Induz a síntese <strong>de</strong> proteínas<br />
anormais<br />
Nistatina Streptomyces noursei Candida intestinal; micoses Danifica a membrana<br />
citoplasmática
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63<br />
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Novobiocina<br />
(Catomicina)<br />
Streptomyces griseus;<br />
Streptomyces niveus;<br />
Streptomyces spheroi<strong>de</strong>s<br />
Oleandomicina Streptomyces antibioticus Rickettsias; bactérias grampositivas<br />
Oxitetraciclina<br />
(Terramicina)<br />
Bactérias gram-positivas Inibe a polimerização do<br />
ADN<br />
Inibe a síntese protéica<br />
Streptomyces rimosus Largo espectro Interfere com a síntese<br />
protéica<br />
Penicilina G Penicillium chrysogenum Bactérias gram-positivas Inibe a síntese da pare<strong>de</strong><br />
celular<br />
Polimixina B Bacillus polymyxa Bactérias gram-negativa Deteriora a membrana<br />
citoplasmática<br />
Tetraciclina Streptomyces aureofaciens Largo espectro Interfere com a síntese<br />
protéica<br />
Vancomicina Streptomyces orientalis Bactérias gram-positivas;<br />
Neisseria, Clostridium tetani<br />
Inibe a síntese da pare<strong>de</strong><br />
celular<br />
Viomicina Streptomyces floridae Mycobacterium tuberculosis Interfere com a síntese<br />
protéica
<strong>IFSC</strong> / LCE / <strong>Biologia</strong> 3 – Microbiologia<br />
64<br />
_____________________________________________________________________________________________<br />
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Observação: (SBI) = Livros disponíveis na Biblioteca do <strong>IFSC</strong>