As bactérias são organismos procarióticos, tem uma estrutura relativamente simples, sem membrana nuclear, possui organelas. Sua parede celular é rígida, formada de peptideoglicana, e uma membrana citoplasmática, composta basicamente de fosfolipídeos e proteínas. O DNA se encontra no citoplasma, formando a região conhecida como nucleóide. Algumas espécies apresentam flagelo de locomoção, e outras, ainda, podem possuir fímbrias de adesão e pili, esta última responsável pela transferência de material genético no mecanismo de conjugação. A presença de esporos em algumas espécies fornece a elas um mecanismo de resistência, principalmente ao calor, mas também à radiação, à falta de nutrientes e à falta de umidade. Algumas bactérias que apresentam plasmídios, que são DNAs extracromossômicos, pequenos e circulares, mais comumente encontradas em bactérias Gram-negativas, apesar de não ser necessário para a sobrevivência celular ele é responsável por proporcionar uma vantagem seletiva: muitos conferem resistência a um ou mais antibiótico.
O processo mais comum de reprodução das bactérias é o de fissão binária, no qual uma célula se divide em duas. Quanto à sua nutrição, são capazes de utilizar compostos orgânicos ou inorgânicos como fonte de carbono e energia, como também, a energia luminosa, ao invés da energia química.
As bactérias podem ser encontradas no solo, água doce e nos mares, no corpo humano, nos animais, nas plantas e nos alimentos, dentre outros. Dentre os principais grupos de bactérias existentes podemos citar as mais comuns: bactérias Gram-positivas, bactérias Gram-negativas, espiroquetas, riquétsias, clamídias, micoplasmas, micobactérias, nocárdias, actinomicetos, bactérias verdes, bactérias púrpuras, e cianobactérias (fotossintéticas).
As bactérias podem ser distinguidas umas das outras por sua morfologia (tamanho, forma e característica de coloração) e por características metabólicas, antigênicas e genéticas. Apesar de ser difícil distinguir as bactérias pelo tamanho, elas tem formatos diferentes.
Uma bactéria esférica é um coco, uma bactéria em forma de bastão é um bacilo, e o treponema parecido com uma cobra é um espirilo. Além disso, espécies de Nocardia e Actinomyces tem uma aparência filamentosa ramificada. Algumas espécies formam agrupamentos parecidos com cachos de uva, como no Staphylococcus, ou como diplococos (duas células juntas) observados nas espécies de Streptococcus e Neisseria.
A coloração de Gram é um teste fácil e poderoso que permite distinguir entre os dois principais grupos de bactérias para direcionar um diagnóstico e terapia. As bactérias fixadas pelo calor ou, ao contrário, desidratas numa lâmina, coram com cristal violeta, um corante que forma um precipitado com o iodo; o corante não retido e em excesso é removido lavando-se com um diferenciador à base de acetona ou álcool. Um corante de contraste vermelho, a safranina, é adicionada para corar qualquer célula descorada. Este processo leva menos de 10 minutos.
Para bactérias Gram-positivas, que se tornam um azul violeta, o corante fica confinado numa estrutura grossa, entrecruzada e com aspecto de uma malha, a camada de peptidoglicano que circunda a célula. As bactérias Gram-negativas possuem uma fina camada de peptideoglicano que não retém o corante cristal violeta: por isso a célula deve ser contratada com a safranina, tornando-se vermelha.
As bactérias que não podem ser classificadas pela coloração de Gram incluem as micobactérias, que possuem um envoltório externo céreo e são diferenciadas com um corante álcool-ácido-resistente, e o micoplasmas, que não possuem peptidoglicano.
MORFOLOGIA BACTERIANA
COLORAÇÃO DE GRAM
DIFERENÇAS DAS BACTÉRIAS GRAM-POSITIVAS DAS GRAM-NEGATIVAS.
A estrutura, os componentes e as funções da parede celular distinguem as bactérias Gram-positivas das Gram-negativas. Os componentes da parede celular também são únicos para as bactérias, e sua estrutura repetitivas desencadeia as respostas imunes inatas protetoras dos seres humanos.
As bactérias Gram-positivas possuem uma parede células grossa e de múltiplas camadas consistindo principalmente de peptideoglicano envolvendo a membrana citoplasmática. O peptideoglicano é um exoesqueleto em forma de malha funcionalmente, é poroso e permite a difusão dos metabólitos para a membrana plasmática. O peptideoglicano é essencial para a estrutura, a replicação e a sobrevivência em condições normalmente hostis nas quais as bactérias crescem. Durante a infecção, o peptidoglicano pode interferir na fagocitose e estimular respostas inatas, incluindo a atividade pirogênica.
O peptideoglicano pode ser degradado pelo tratamento com lisozimas. A lisozima degrada a espinha dorsal de glicano do peptidoglicano. Sem o peptideoglicano, a bactéria sucumbe à grande diferença de pressão osmótica na membrana citoplasmática e se rompe. A remoção da parede celular produz um protoplasto que se rompe a menos que seja estabilizado osmoticamente.
A parede celular das bactérias Gram-positivas pode conter outros compostos tais como os ácidos teicóicos (essencial para a viabilidade da célula) e lipoteicóicos (são moléculas antígenos comuns de superfície que distinguem os sorotipos bacterianos e promovem a agregação a outras bactérias e a receptores específicos nas superfícies celulares dos mamíferos, importantes na virulência bacteriana) e complexos polissacarídios.
As bactérias Gram-negativas possuem uma parede celular com uma fina camada de peptideoglicano, e externamente à camada de peptideoglicanos está à membrana externa, presente somente em bactérias Gram-negativas. A área externa da membrana citoplasmática e a superfície interna da membrana externa é a chamada de espaço periplasmático. Neste espaço existe um compartilhamento contendo uma variedade de enzimas hidrolíticas que são importantes para a célula na quebra de grandes moléculas para o metabolismo. Essas enzimas incluem as proteases, fosfatases, lípases, nucleases e enzimas de degradação de carboidratos. As espécies Gram-negativas patogênicas, muitos dos fatores líticos de virulência, como as colagenases, hialuronidases, proteases e β-lactamases estão no espaço periplasmático. Neste espaço contém componentes do sistema de transporte de açúcares e outras proteínas de ligação para facilitar a obtenção de diferentes metabólitos e outros compostos.
A membrana externa das bactérias Gram-negativas é como um firme saco de lona em torno da bactéria. Ela é responsável de manter a estrutura bacteriana e é uma barreira de permeabilidade para moléculas grandes e moléculas hidrofóbicas. Ela também confere a proteção contra condições ambientais adversas como do sistema digestivo do hospedeiro. A membrana externa possui uma estrutura assimétrica com duas camadas, com um folheto interno e externo. O folheto interno contém fosfolipídios e o folheto externo é composto de uma molécula anfipática (possui ambas as terminações hidrofóbica e hidrofílica) chamada de lipopolissacarídio (LPS).
O LPS é também chamado de endotoxina, um poderoso estimulador de respostas naturais e imunes. O LPS ativa as linfócitos B e induzem macrófagos, células dendríticas e outras células para a liberação de interleucinas 1 e 6, o fator de necrose tumoral e outros fatores. O LPS provoca febre e pode causar choque. A reação de Shwartzman (coagulação intravascular disseminada) segue a liberação de grandes quantidades de endotoxina na corrente sanguínea. O LPS é liberado das bactérias para o meio e para o hospedeiro.
ESTRUTURAS EXTERNAS
Algumas bactérias (Gram-positivas ou Gram-negativas) são envolvidas por camadas frouxas de polissacarídios ou proteínas chamadas cápsulas. Quando são pouco aderentes e de densidade ou espessura não uniforme, são chamadas de camada viscosa. As cápsulas e as camadas viscosas também são chamadas de glicocálice.
Cápsula e camadas viscosas são desnecessárias para o crescimento das bactérias, mas são muito importantes para a sobrevivência no hospedeiro. A cápsula é fracamente antigênica e antifagocítica e é um fator de virulência de grande importância. A cápsula também pode agir como uma barreira para moléculas hidrofóbicas tóxicas, tais como os detergentes, e podem promover a aderência a outras bactérias ou aos tecidos superficiais do hospedeiro.
Algumas bactérias produzem um biofilme de polissacarídios sob certas situações adversas, o qual estabelece uma comunidade de bactérias e a protege dos antibióticos e das defesas do hospedeiro.
Os flagelos são propulsores do tipo trança compostos por subunidades protéicas acopladas na forma helicoidal que ficam ancoradas nas membranas das bacterianas por estruturas chamadas de corpo basal em forma de gancho, e são direcionadas pelo potencial de membrana. As espécies bacterianas podem ter um ou vários flagelos em suas superfícies, e estes podem estar ancorados em diferentes partes da células. Os flagelos proporcionam mobilidade à bactéria, permitindo à célula nadar (quimiotaxia) em busca de alimento e para longe dos “venenos”.
As fímbrias são estruturas que parecem cabelos no lado de for da bactéria, e estão arranjadas uniformemente sobre toda a superfície da células bacteriana. As fímbrias promovem aderência a outras bactérias ou ao hospedeiro.
BIBLIOGRAFIA:
MURRAY, Patrick R. Microbiologia Médica. 5ª Edição. Editora: Elsevier. Rio de Janeiro, 2006.
VERMELHO, Alane B, [et al]. Práticas de Microbiologia. 1ª Edição. Editora: Guanabara Koogan. Rio de Janeiro, 2006.
Acadêmica
Karen Quevedo
