1. CONTROLE DO CRESCIMENTO
MICROBIANO
Prof. Gildemar Crispim
Microbiologia Médica
2. O bem estar da humanidade depende em grande parte da
capacidade do homem em controlar a população dos
microrganismos, visando:
- Prevenir a transmissão de doenças.
- Evitar a decomposição de alimentos.
- Evitar a contaminação da água e do ambiente.
Esse controle de microrganismos é possível pela ação de agentes
físicos e químicos, que possuem propriedades de matar a célula
microbiana, ou de impedir a sua reprodução.
POR QUE CONTROLAR O
CRESCIMENTO MICROBIANO?
4. PRINCÍPIOS DO CONTROLE MICROBIANO
• DEFINIÇÕES
1. ESTERILIZAÇÃO:
- Destruição de todas as formas de vida microbiana,
incluindo os endosporos (formas mais resistentes)
- Método mais comum: Aquecimento
- Esterilização comercial: tratamento de calor
suficiente para matar os endosporos do
Clostridium botulinum nos alimentos enlatados.
5. PRINCÍPIOS DO CONTROLE MICROBIANO
2. DESINFECÇÃO:
- Processo que promove a inibição, morte ou remoção
de vários microrganismos patogênicos e
saprófitas, sem eliminar todas as formas de vida.
(somente a destruição dos patógenos vegetativos
e não dos endosporos)
- Métodos: - substâncias químicas
- radiação ultravioleta
- água fervente
- vapor
6. PRINCÍPIOS DO CONTROLE MICROBIANO
• DESINFECÇÃO: utilização de desinfetantes (produtos
químicos) para tratar uma superfície ou substância inerte.
• ANTI-SEPSIA: quando este tratamento é para um tecido vivo.
Produto químico = anti-séptico
***Anti-Sépticos: menos tóxicos que os desinfetantes
7. PRINCÍPIOS DO CONTROLE MICROBIANO
MODIFICAÇÕES DA DESINFECÇÃO:
(A) DEGERMAÇÃO: remoção mecânica dos
microrganismos, em vez da morte, em uma área
limitada.
****mata somente os microrganismos e não os endosporos
Ex. quando a pele é esfregada com álcool antes de
receber a injeção.
8. PRINCÍPIOS DO CONTROLE MICROBIANO
MODIFICAÇÕES DA DESINFECÇÃO:
(B) SANITIZAÇÃO: Processo que leva à redução dos
microrganismos, a níveis seguros, de acordo com
os padrões de saúde pública (elimina 99,9% das
formas vegetativas).
Ex. lavagem de copos, talheres e louças com alta
temperatura ou aplicando desinfetante químico.
9. Curiosidades
-SUFIXO CIDA: Nome dos tratamentos que causam a morte direta
dos micróbios (MORTE).
germicida, fungicida
-SUFIXO STÁTICO/STASE: Inibem o crescimento e multiplicação
bacteriostase
-SEPSE: Termo grego= estragado/podre (indica contaminação)
Asséptico = sem contaminação
10. FUNGICIDA/BACTERICIDA: Quando um determinado
produto exerce uma ação específica sobre determinado
grupo de microrganismos.
FUNGISTÁTICO/BACTERIOSTÁTICO: devem ser
usados apenas quando eles inibem as atividades vitais
daquele determinado microrganismo sem matá-lo.
11. A TAXA DE MORTE MICROBIANA
• DEFINIÇÕES:
A morte microbiana ocorre na forma exponencial. Após uma
rápida redução da população, a taxa de morte torna-se mais
lenta devido à sobrevivência de células mais resistentes.
12. TAXA DE MORTE MICROBIANA
Tempo (min.) Mortes/min. nº de cél. vivas
0 0 1.000.000
1 900.000 100.000
2 90.000 10.000
3 9.000 1.000
4 900 100
5 90 10
6 9 1
Taxa de Morte é normalmente constante (Para cada 1 min. – 90 % da pop. morre)
13. FATORES QUE INFLUENCIAM O
TRATAMENTO MICROBIANO
1. TAMANHO DA POPULAÇÃO
2. NATUREZA DA POPULAÇÃO
3. CONCENTRAÇÃO DOS AGENTES
4. TEMPO DE EXPOSIÇÃO
5. TEMPERATURA
6. CONDIÇÕES AMBIENTAIS
14. FATORES QUE INFLUENCIAM O
TRATAMENTO MICROBIANO
1. TAMANHO DA POPULAÇÃO
Quanto > a população microbiana > o tempo de tratamento
2. NATUREZA DA POPULAÇÃO
- Presença de Endosporos: mais resistentes
- Diferentes estágios de crescimento:
células jovens mais suscetíveis (do que as na fase
estacionária)
- Presença de Mycobacterium (mais resistentes)
15. FATORES QUE INFLUENCIAM O
TRATAMENTO MICROBIANO
3. CONCENTRAÇÃO DO AGENTES
Quanto + concentrado o agente > a eficiência
Exceção: álcool
**** relação não linear
4. TEMPO DE EXPOSIÇÃO
De acordo com a OMS (Organização Mundial da Saúde) o tempo
mínimo de exposição = 30 min. (chance de haver sobreviventes
de 1 em 106 indivíduos)
16. FATORES QUE INFLUENCIAM O
TRATAMENTO MICROBIANO
5. TEMPERATURA
- Temperaturas mais altas: mais eficiência no tratamento
- 1º C aumenta 10 x a eficiência (potencializa o controle e em
conjunto com o agente pode-se diminuir sua concentração)
6. CONDIÇÕES AMBIENTAIS
- Presença de material orgânico: inibe a ação dos
antimicrobianos químicos
- pH do meio e calor: ácido (potencializa o resultado)
17. AÇÕES DOS AGENTES DE CONTROLE
MICROBIANO
1. ALTERAÇÃO DA PERMEABILIDADE DA MEMBRANA
Membrana Plasmática:
- localizada imediatamente no interior da parede celular
- regula ativamente a passagem de nutrientes para dentro
da célula e a eliminação de dejetos da mesma
Lesão na membrana: causa o vazamento do conteúdo celular
no meio (agentes químicos e antibióticos).
18. AÇÕES DOS AGENTES DE CONTROLE
MICROBIANO
2. DANOS ÀS PROTEÍNAS E AOS ÁCIDOS NUCLÉICOS
Proteínas:
- Enzimas = vitais para o desenvolvimento celular (ligações
covalentes e pontes de hidrogênio são rompidas por certos
produtos químicos e calor).
DNA, RNA:
- Fonte de informação genética (lesão por calor, radiação ou
substâncias químicas são letais para a célula).
21. MÉTODO FÍSICO
1. CALOR:
- MATA OS MICRORGANISMO DESNATURANDO SUAS ENZIMAS
- A RESISTÊNCIA AO CALOR VARIA DE ACORDO COM O MICRÓBIO:
- Ponto de Morte Térmica (PMT): < temperatura em que todos os
microrganismos em uma suspensão líquida serão mortos por
calor em 10 min.
- Tempo de Morte Térmica (TMT): período mínimo de tempo em
que todos os microrganismos serão mortos.
- Tempo de Redução Decimal (TRD ou D): o tempo, em min, em
que 90 % de uma população microbiana em uma determinada
temperatura serão mortas.
22. MÉTODO FÍSICO
1. CALOR:
A) CALOR SECO:
- Incineração: processo drástico de eliminação dos
microrganismos e que destroem o produto.
- Flambagem: processo onde o material é levado diretamente ao
fogo, seja seco ou embebido em álcool (utilizado na
desinfecção de alças de vidro).
- Estufa esterilizante: amplamente utilizada para as vidrarias e
outros materiais (160 ºC/2 h ou 180 ºC/1 h).
23. MÉTODO FÍSICO
1. CALOR:
B) CALOR ÚMIDO:
- mata os microrganismos pela coagulação das proteínas (ruptura
das pontes de h – estrutura tridimensional)
- ESTERILIZAÇÃO POR CALOR ÚMIDO:
- Fervura (100 ºC)
- Vapor de fluxo livre
- Autoclave
24. MÉTODO FÍSICO
FERVURA:
Mata as formas vegetativas dos patógenos bacterianos, quase
todos os vírus e os fungos e seus esporos (~ 10 min.)
VAPOR DE FLUXO LIVRE (NÃO PRESSURIZADO)
Equivalente a água fervente
Não mata os endosporos bacterianos e alguns vírus
Um tipo do vírus da hepatite pode sobreviver a até 30 min de fervura
e alguns endosporos bacterianos resistem à fervura por mais de 20 h.
25. MÉTODO FÍSICO
AUTOCLAVE:
Esterilização mais confiável: temperatura acima da água fervente
(através do vapor sob pressão)
Quanto maior a pressão na autoclave > a temperatura
100 ºC sob pressão de 1 atm (15 libras de pressão por polegada
quadrada – psi) aumentará para 121 ºC
121 ºC – suficiente para matar todos os organismos e seus
endosporos por 15 min.
26. Figura 1. Autoclave
27. MÉTODO FÍSICO
PASTEURIZAÇÃO:
Louis Pasteur: descobriu um método prático de prevenir a
deterioração da cerveja e vinho através de um aquecimento leve
(suficiente para matar microrganismos que causavam a
deterioração sem alterar o sabor do produto).
- Principalmente utilizado na Indústria de Laticínios
- Teste de eficiência: atividade da fosfatase (enzima presente no
leite que após a pasteurização deve estar inativada).
28. MÉTODO FÍSICO
PASTEURIZAÇÃO:
Tratamento Clássico: 63 ºC por 30 min
Pasteurização de Alta Temperatura e Curto Tempo (HTST – high –
temperature short-time):
72 ºC por 15 s
Leite
Pasteurização - submetido a temperatura (72 ºC) enquanto flui continuamente
por uma serpentina. Conserva-se bem sob refrigeração
Esterilização – submetido a altas temperaturas (UHT – ultra-high temperature)
para que possa ser armazenado sem refrigeração (a temperatura vai de 74 ºC
para 140 ºC e depois retorna para a temperatura inicial)
29. MÉTODO FÍSICO
Tratamentos Equivalentes:
À medida que a temperatura é aumentada, muito menos tempo é
necessário para matar o mesmo nº. de micróbios.
Ex. Endosporos
- 115º C – 70 min.
-125 ºC – 7 min.
63 ºC – 30 min. (pasteurização)
72 ºC – 15 s (HTST)
140 ºC - < 1 s (UHT)
Resultados similares
30. MÉTODO FÍSICO
2. FILTRAÇÃO:
Passagem de um líquido ou gás através de um material
semelhante
a uma tela, com poros pequenos o suficiente para reter os
microrganismos.
- Filtro de Partículas de Ar de Alta Eficiência (HEPA – high
efficiency particulate air). Ex: salas de hospitais com pacientes
queimados (0,3 µm).
- Filtro de Membrana – compostos por ésteres de celulose ou
polímeros plásticos (normalmente usa-se filtro de 0,2 µm).
31. Bactérias retidas na superfície de um filtro do tipo Isopore®
(Adaptado de Prescott et al., Microbiology, 1997)
OBS: Filtro tipo Isoporo: filmes de policarbonato tratados com radiação nuclear
seguido de cauterização química.
32. MÉTODO FÍSICO
3. BAIXAS TEMPERATURAS:
- Depende do tipo de microrganismo e da intensidade de
aplicação.
- Diminuição/interrupção do metabolismo celular.
Refrigeradores comuns (0 – 7 ºC): efeito bacteriostático (a
temperatura afeta a reprodução e o metabolismo celular).
Psicótrofos: crescem em baixas temperaturas.
Mesófilos: patógenos humanos (temperatura ambiente).
33. MÉTODO FÍSICO
4. RESSECAMENTO:
Na ausência de água, os microrganismos não podem crescer ou se
reproduzir mas podem permanecer viáveis por anos através das
formas de resistência (endosporos/esporos).
A resistência ao ressecamento varia de acordo com o
microrganismos.
34. MÉTODO FÍSICO
5. PRESSÃO OSMÓTICA:
Concentrações de sais – Plasmólise
Processo semelhante ao ressecamento
Bastante utilizado na conservação de alimentos. Ex: curar
carnes (sal) e conservar frutas (açúcar).
Fungos – mais resistentes em crescer em baixas concentrações
de água e altas concentrações de sais.
35. MÉTODO FÍSICO
6. RADIAÇÃO:
Radiação tem vários efeitos sobre as células, dependendo do seu
comprimento de onda, intensidade e duração.
Dois tipos de radiação que mata microrganismos:
- Radiação Ionizante
- Radiação não-ionizante
36. RADIAÇÃO IONIZANTE:
- Radiações de pequeno comprimento de onda e portanto de
alta energia e penetrabilidade.
- Raios Gama, raios X ou feixes de elétrons de alta Energia.
(1) Raios Gama: emitidos pelo Cobalto radioativo.
(2) Feixes de Elétrons: são produzidos acelerando elétrons até
energias elevadas em máquinas especiais.
(3) Raios X: são produzidos por máquinas similares as dos
feixes de elétrons e são de natureza similar aos raios gama.
MÉTODO FÍSICO
37. RADIAÇÃO IONIZANTE:
Principal efeito da Radiação Ionizante:
É através da ionização da água, que forma radicais hidroxila
altamente reativos. Estes radicais reagem com componentes
orgânicos, especialmente o DNA (destroem as pontes de H,
duplas ligações) .
Radical Hidroxila (OH) é outra forma intermediária do O2 sendo provavelmente o
mais reativo. É gerado no citoplasma da célula por meio do efeito de radiações
ionizantes. Estes radicais hidroxila são produzidos durante a respiração aeróbica
na maioria dos microrganismos.
MÉTODO FÍSICO
38. RADIAÇÃO NÃO - IONIZANTE:
- Possui um comprimento de onda > que da Radiação
Ionizante (normalmente acima de 1 nm).
- Luz Ultra Violeta (UV): comprimento de onda de 4 a 400
nm, sendo o comprimento de 260 nm o mais eficiente.
Desvantagem - apresenta baixa penetrabilidade (não atravessa
vidros, filmes escuros e outros materiais).
MÉTODO FÍSICO
39. RADIAÇÃO NÃO - IONIZANTE:
A luz UV danifica o DNA das células expostas, produzindo
ligações entre as timinas adjacentes nas cadeias de DNA.
Estes
dímeros de T = T inibem a replicação correta do DNA.
260 nm = mais efetivo para o controle microbiano
(comprimento de onda é absorvido especialmente pelo DNA
celular).
MÉTODO FÍSICO
40. MÉTODOS DE CONTROLE
MICROBIANO
2. MÉTODO QUÍMICO:
Os agentes químicos são usados para controlar o crescimento de
microrganismos em ambos os tecidos vivos e os objetos
inanimados (DESINFETANTES).
AGENTES QUÍMICOS: dificilmente se obtém a esterilidade
PROBLEMA: ação dos agentes é diferente para cada micróbio.
41. - Alta toxicidade para os microrganismos
- Solúvel em água
- Estabilidade elevada
- Inócuo para o homem e animais
- Ausência de afinidade por matéria orgânica estranha
- Toxicidade para os microrganismos em temperatura
ambiente
- Capacidade de penetração
- Não ser corrosivo e nem manchar
- Desodorante
- Detergente
CARACTERÍSTICAS
DOS AGENTES
QUÍMICOS
42. MÉTODO QUÍMICO
TIPOS DE DESINFETANTES:
1. Compostos Orgânicos (Fenol e Compostos Fenólicos,
Álcoois, Compostos de Amônio Quaternário -Quats)
2. Halogênios
3. Metais Pesados e seus compostos
4. Outros (Peroxigênios, Quimioesterilizantes Gasosos,
Agentes de superfície, Biguanidas, Antibióticos)
43. MÉTODOS QUÍMICOS MAIS USADOS
FENOL (ácido carbólico) E COMPOSTOS FENÓLICOS
- Pastilhas de Garganta: apresenta fenol que tem um
efeito analgésico mas baixo efeito antimicrobiano. Em
conc. > 1% (sprays para garganta), > efeito
antibacteriano.
- Compostos fenólicos contém uma molécula de fenol
quimicamente alterada para reduzir suas qualidades
irritantes e aumentar sua atividade antibacteriana em
combinação com o sabão ou detergente (bifenol,
hexaclorofeno).Ação: lesam a membrana plasmática, inativam as enzimas e desnaturam as
proteínas.
44. MÉTODOS QUÍMICOS MAIS USADOS
BIGUANIDAS
- Clorexidina (frequentemente utilizada no controle
microbiano da pele e mucosas).
- Efetiva para a maioria das bactérias vegetativas e fungos,
mas não é esporicida
- Únicos vírus afetados: certos tipos envelopados.
Efeito bactericida: está relacionado à lesão que este reagente causa a membrana
plasmática.
45. MÉTODOS QUÍMICOS MAIS USADOS
HALOGÊNIOS
- Particularmente Iodo e Cloro (agentes antimicrobianos
efetivos)
- I2 – efetivo contra todos os tipos de bactérias, muitos
endosporos, vários fungos e alguns vírus.
Mecanismo do I2: o iodo se combina ao aminoácido tirosina, um componente de
muitas enzimas e outras proteínas celulares, inibindo a função proteíca. Também
oxida os grupos sulfidrila (- SH) de certos aminoácidos que são importantes para
manter a estrutura das proteínas.
46. MÉTODOS QUÍMICOS MAIS USADOS
HALOGÊNIOS
- Cl2 – como gás ou em combinação com outras substâncias
químicas.
- Ação germicida é causada pelo ácido hipocloroso (HOCl)
Ácido Hipocloroso: ação ainda desconhecida.
É um forte oxidante que impede o funcionamento de boa parte do sistema
enzimático celular.
47. MÉTODOS QUÍMICOS MAIS USADOS
ÁLCOOIS
- Matam efetivamente as bactérias e fungos, mas não os
endosporos e os vírus não-envelopados.
- Os mais utilizados: Etanol (70 %) e Isopropanol
VANTAGENS: agem e depois evaporam sem deixar resíduo.
Mecanismos de ação: desnaturação das proteínas, rompimento da membrana e
dissolução de muitos lipídios.
48. MÉTODOS QUÍMICOS MAIS USADOS
METAIS PESADOS E SEUS COMPOSTOS
- Bastante utilizados como germicidas ou anti-sépticos.
- Prata, Mercúrio, Cobre e Zinco.
- Ação Oligodinâmica (oligo = pouco) = < [metais] - > atividade
antimicrobiana
- Nitrato de Prata 1 %, Cloreto de Mercúrio, Sulfato de Cobre,
Cloreto de Zinco.
Mecanismos de ação: quando os íons de metal se combinam com os grupos
sulfidrilas nas proteínas celulares ocorre a desnaturação.
49. MÉTODOS QUÍMICOS MAIS USADOS
AGENTES DE SUPERFÍCIE
Agentes de superfície (tensoativos ou surfactantes) podem
reduzir a tensão superficial entre as moléculas de um líquido.
- sabão: pouco valor anti-séptico (mais importante na
remoção mecânica através da esfregação).
- detergentes: ânion da molécula reage com a membrana
plasmática (atuam sobre um amplo espectro de micróbios e
não são tóxicos)
50. MÉTODOS QUÍMICOS MAIS USADOS
ANTIBIÓTICOS
- Controle microbiano através da ingestão ou aplicação superficial.
- Alguns antibióticos são utilizados para controle de produtos
(bacteriocina).
Nisina: adicionada ao queijo para inibir o crescimento de certas bactérias
da deterioração formadoras de endosporos
Natamicina: antibiótico antifúngico aprovado para uso em alimentos,
principalmente para queijo.
