Controle Do Crescimento Microbiano

Controle do Crescimento Microbiano

Universidade Federal de Ouro Preto

Objetivos da aula:

• Terminologia do controle microbiano.

• Fatores que influenciam a efetividade dos tratamentos antimicrobianos.

• Métodos Físicos e químicos de Controle Microbiano.

• Características e controle microbiano.

Histórico

Experimentos de Pasteur.

O Controle do crescimento científico começou há cerca de 100 anos.

A vida microbiana pode ser destruída pelo calor, e que métodos podem ser elaborados para impedir o acesso dos microrganismos presentes no ar aos

ambientes nutritivos.Técnicas de Assepsia – que impedem a contaminação por microrganismos não-

desejados, prática rotineiras utilizada nos laboratórios e em muitos procedimentos médicos.

O médico húngaro Ignatz Semmelweiss e o inglês Joseph Lister utilizaram essa ideia em algumas das primeira práticas de controle microbiano para procedimentos

médicos e técnicas cirúrgicas assépticas.

Terminologia do controle microbiano

Definição Comentários

Esterilização-Calor

-Radiação-Filtração

Destruição de todas as formas de vida

microbiana, incluindo os endosporos

Normalmente feito com vapor sob pressão ou um gás esterilizante como o

óxido de etileno

Esterilização comercial

Tratamento de calor suficiente para matar os

endosporos de Clostridium botulinum nos alimentos

enlatados

Os endosporos mais resistentes das bactérias

termófilas podem sobreviver, mas não irão germinar e crescer sob condições de armazenamento normais.

Desinfecção

Destruição de microrganismos nocivos normalmente refere-se a

destruição dos patógenos vegetativos- não formadores

de endosporos

Pode fazer uso de substâncias químicas, radiação

ultravioleta, água fervente ou vapor.

Terminologia do controle microbiano

Anti-sepsiaQuando esse tratamento é dirigido ao tecido vivo.

O produto químico é denominado um anti-

séptico.

Tratamento é quase sempre por

antimicrobianos químicos

Degerminação Remoção mecânica, em vez da morte de

micróbios em uma área limitada.

Usa-se um algodão embebido em álcool.

Sanitização

Tratamento destinado a reduzir as contagens microbianas a níveis seguros de saúde pública e minimizar as chances de transmissão de doença de um usuário para o outro.

Normalmente é obtido por lavagem em altas

temperaturas ou mergulhando em um desinfetante químico.

Terminologia do controle microbiano

• Os nomes dos tratamentos que causam a morte direta dos micróbios possuem o sufixo – cida

• GERMICIDA – mata todos os microrganismos• FUNGICIDA – mata os fungos• BACTERICIDA – mata as bactérias• VIRICIDA – inativa os vírus.

A Taxa de Morte Microbiana

Fatores que influenciam a efetividade dos tratamentos

antimicrobianos1.O número de micróbios1.O número de micróbios

2. Influências ambientais:2. Influências ambientais:A presença de matéria orgânica frequentemente inibe a ação dos antimicrobianos químicos. Em hospitais, a presença da matéria orgânica como sangue, vômito ou fezes influencia a seleção de desinfetantes.Locais que apresentam gorduras e proteínas estas protegem os micróbios que terão uma taxa de sobrevivência maior.Os micróbios em biofilmes sobre superfícies, são mais difíceis de serem atingidos pelos biocidas com eficiência.

Staphylococcus aureus

3.Tempo de exposição3.Tempo de exposição: Os antimicrobianos químicos frequentemente requerem exposição prolongada para que os micróbios ou endosporos mais resistentes sejam afetados.

4. Características microbianas:4. Características microbianas: A estrutura que o micro-organismo apresenta.

Ex: Mycoplasma pneumoniae

Ações dos agentes de Controle Microbiano

Alteração na Permeabilidade da Membrana

Danos as proteínas e aos ácidos nucléicos:As enzimas são vitais para todas as atividades celulares.

A lesão aos ácidos nucléicos pelo calor, radiação ou substâncias químicas é frequentemente letal para a célula; essa não pode mais se replicar, nem realizar as funções metabólicas normais como a síntese de enzimas.

Métodos Físicos de Controle Microbiano

CalorCausa a morte microbiana através da desnaturação das

proteínas (úmido) ou oxidação (seco).

Ex: Muitos meios, vidrarias de laboratórios e instrumentos hospitalares.

A resistência ao calor varia entre diferentes micróbios.

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

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

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

Métodos Físicos de Controle Microbiano

• O CALOR USADO NA ESTERILIZAÇÃO PODE SER APLICADO EM DUAS DIFERENTES

FORMAS:CALOR ÚMIDO: Mata os microrganismos principalmente pela

coagulação das proteínas, que é causada pela desnaturação destas. Ex: fervura, vapor de fluxo livre, autoclave, pasteurização.

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

Métodos Físicos de Controle Microbiano

CALOR ÚMIDO

- FERVURA

(100ºC – ao nível do mar)

Mata as formas vegetativas de

bactérias, quase todos

os vírus, fungos e seus

esporos em 10 minutos.

Normalmente muito mais rápido.

Métodos Físicos de Controle Microbiano

CALOR ÚMIDO

-VAPOR DE FLUXO LIVRE - não pressurizado

(temperatura semelhante à fervura =100ºC ao nível do mar)

Os endósporos bacterianos e alguns vírus não são destruídos tão rapidamente.

Obs: Alguns tipos de vírus da hepatite, podem sobreviver a até 30 minutos de fervura, e alguns endosporos bacterianos podem resistir á fervura por mais de 20 horas.

Métodos Físicos de Controle Microbiano

CALOR ÚMIDO- AUTOCLAVEMétodo preferencial deesterilização, usada amenos que o materialpossa ser danificado pelocalor ou umidade.Aumenta a pressão interna,e consequentemente atemperatura: 1 atm e121ºC.

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

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

Métodos Físicos de Controle Microbiano

CALOR ÚMIDO- Pasteurização: é o processo utilizado em alimentos para

destruir microrganismos patogênicos ali existentes. Foi criado em 1864, levando o nome do químico francês que o criou: Louis Pasteur.

Produtos como leite, iogurte, sorvete e cerveja apresentam seus próprios tempos e temperaturas de pasteurização. Uma vez que o aquecimento é menos eficiente em alimentos mais viscosos, e as gorduras podem ter um efeito protetor para os microrganismos nos alimentos.

As indústrias de laticínios realizam o teste da fosfatase.

Métodos Físicos de Controle Microbiano

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

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

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

Métodos Físicos de Controle Microbiano

Esterilização por calor seco:

O calor seco mata por efeitos da oxidação.

*Chama direta ou incineração - utilizado para esterilizar alças de inoculação. Método efetivo para esterilizar e eliminar papel, copos, sacos contaminadas, material hospitalar.

Métodos Físicos de Controle Microbiano

Esterilização por calor seco:

* Em ar quente: Os itens a serem esterilizados por esse procedimento são colocados em um forno, geralmente á uma temperatura de cerca de 170°C mantida aproximadamente 2 horas

Métodos Físicos de Controle MicrobianoFILTRAÇÃO

Passagem de líquido ou gás através de um material semelhante a uma tela com poros pequenos o suficiente para reter os microrganismos.

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

Métodos Físicos de Controle Microbiano

Nos dias atuais utilizam-se os filtros de membrana – compostos de substâncias como ésteres de celulose ou polímeros plásticos em uso industrial e laboratorial.

Apresentam 0,1mm de espessura

Os poros de filtro de membrana:

0,22 µm e 0,45 µm –Bactérias

0,01 µm – Bactérias como

os espiroquetas e os vírus

Métodos Físicos de Controle MicrobianoBaixas temperaturas:

O efeito depende do microrganismo e da intensidade da aplicação.

Temperaturas de 0 a 7ºC a taxa metabólica da maioria dos microrganismos é reduzida.

Psicótrofos-crescem lentamente em temperaturas de refrigerador alteram o aspecto e sabor dos alimentos.

Patogênicos não crescem em temperaturas de refrigerador.Temperaturas baixas (abaixo do ponto de congelamento) obtidas

RAPIDAMENTE tendem a tornar os micróbios dormentes – não

necessariamente os mata.O congelamento LENTO é mais nocivo – os cristais de gelo que

se formam e crescem rompem a estrutura celular e molecular dos microrganismos.

Métodos Físicos de Controle Microbiano

Alta pressão:

É um método muito utilizado no Japão e nos Estados Unidos na conservação de sucos de fruta.

É aplicado uma pressão em suspensões líquidas e esta é transferida instantaneamente e uniformemente para a amostra, alterando as estruturas

moleculares das proteínas e dos carboidratos- inativação das células bacterianas vegetativas.

É aplicado uma pressão em suspensões líquidas e esta é transferida instantaneamente e uniformemente para a amostra, alterando as estruturas

moleculares das proteínas e dos carboidratos- inativação das células bacterianas vegetativas.

Métodos Físicos de Controle Microbiano

Dessecação:Na ausência de água, os microrganismos não podem crescer ou

ser reproduzir, mas podem permanecer viáveis por anos.

A resistência das células vegetativas ao ressecamento varia com a espécie e o ambiente do organismo.

Ex: Neisseria gonorrhoeae Mycobacterium tuberculosis

Métodos Físicos de Controle Microbiano

PRESSÃO OSMÓTICAUso de altas concentrações de sais e açúcares.

Criam um ambiente hipertônico que ocasiona a

saída da água da célula microbiana

Métodos Físicos de Controle Microbiano

RadiaçãoTem vários efeitos sobre as células, dependendo de seu

comprimento de onda, intensidade e duração.

Há dois tipos de radiação:

- Ionizante: raios gama, raio X e feixes de elétrons

de alta energia

- Não ionizante: luz ultravioleta (UV)

Métodos Físicos de Controle Microbiano

RADIAÇÃO IONIZANTE

Comprimento de onda curto (menos de 1 nm)

altamente energético.

O principal efeito é a ionização da água, que forma

radicais hidroxila altamente reativos - estes radicais

reagem com os componentes orgânicos celulares,

especialmente DNA.

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

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

Métodos Físicos de Controle Microbiano

• RADIAÇÃO NÃO IONIZANTE (UV)

Métodos químicos de Controle Microbiano

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

Infelizmente poucos agentes químicos obtêm a esterilidade; a maioria deles meramente reduz as populações microbianas em níveis seguros ou removem as formas vegetativas.

O grande problema é a seleção de um agente, pois nenhum desinfetante isolado é apropriado para todos as circuntâncias.

Princípios da desinfecção efetiva:

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

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

Contato microrganismo X desinfetante;

Temperatura de ação (quanto maior melhor a ação).

Métodos químicos de Controle Microbiano Tipos de desinfetantes: Fenol e compostos fenólicosFenol e compostos fenólicos

Agente QuímicoAgente Químico Mecanismo de AçãoMecanismo de Ação Uso PreferencialUso Preferencial ComentárioComentário

1- Fenol1- FenolRuptura da m. plásmática e

desnaturação das enzimas

Raramente utilizado Usa-se pouco devido à possibilidade de

causar irritação e odor desagradável.

2- Compostos 2- Compostos FenólicosFenólicos

Ruptura da m. plásmática e

desnaturação das enzimas

Superfícies ambientais,

instrumentos, superfícies cutâneas

São reativos mesmo em presença de

material orgânico

3- Bifenóis3- BifenóisProvável ruptura da

m. plásmática Sabonetes para as

mãos e loções hidratantes

Ampla utilização, porém mais eficaz

contra gram- positivos

Métodos químicos de Controle Microbiano

Agente QuímicoAgente Químico Mecanismo de AçãoMecanismo de Ação Uso PreferencialUso Preferencial ComentárioComentário

1-Biguanidas1-Biguanidas Ruptura da m. plásmática

Desinfecção da pele Bactericida contra Gram- positiva e

negativa

2-Halogênios2-Halogênios o iodo inibi a

função das proteínas, o cloro

altera os componentes

celulares

Utilizado para desinfectar

equipamentos de laticínios (Cloro)

3- Álcoois 3- Álcoois Desnaturação das

proteínas e dissolução dos

lipídios

Limpeza da pele antes das injeções e

de superfícies

Bactericida e fungicida, mas ineficaz contra

endosporos ou vírus não- envelopado.

4- Metais pesados e 4- Metais pesados e seus componentesseus componentes

Desnaturação das enzimas e de outras

proteínas

O nitrato de prata pode ser usado para prevenir oftalmia

gonorréica neonatal;

O mercúrio desinfeta a pele e as

membranas mucosas.

Cloreto de zincoAnti-séptico bucal

Mercúrio-biocida

Métodos químicos de Controle Microbiano

Agente QuímicoAgente Químico Mecanismo de AçãoMecanismo de Ação Uso PreferencialUso Preferencial ComentárioComentário

1- sabões e 1- sabões e detergentedetergente

Remoção mecânica dos micróbios

através da escovação

Limpeza da peleE remoção de

resíduos

Muitos sabões antibacterianos

contém antimicrobianos

2-Detergentes 2-Detergentes ácidos-aniônicosácidos-aniônicos

Incerto-Pode envolver a inativação

ou ruptura das enzimas

Sanitização em industrias de

processamento de laticínios e alimentos

São de ação rápida

3- Detergentes 3- Detergentes catiônicos catiônicos

(compostoss de (compostoss de amônio quaternário)amônio quaternário)

Inibição de enzimas, desnaturação das

protéinas e ruptura das membranas

plasmáticas

Anti-séptico para pele, instrumentos,

utensílios, objetos de borracha

Bactericidas, fungicidas e viricidas

contra vírus envelopados.

Agentes de superfície:

Métodos químicos de Controle Microbiano

Agente QuímicoAgente Químico Mecanismo de AçãoMecanismo de Ação Uso PreferencialUso Preferencial ComentárioComentário

Ácidos orgânicosÁcidos orgânicos Inibição metabólica, afetando

principalmente os bolores

Muito utilizado para controlar bolores e algumas bactérias

Aldeídos Aldeídos Desnaturação de

proteínasUtilizado para desinfecção de equipamentos

médicos

Antimicrobiano muito efetivo

Esterilizantes Esterilizantes gasososgasosos

Desnaturação de proteínas

Excelente esterilizante

especialmente para objetos que seriam danificados pelo

calor

PeroxigêniosPeroxigênios(agentes oxidantes(agentes oxidantes

Oxidação Ferimentos profundos

O peróxido de hidrogênio é um anti-séptico fraco,ma um

bom desinfetante.

Métodos químicos de Controle Microbiano

ANTIBIÓTICOS

Compostos químicos produzidos por microrganismos que inibem ou matam outros microrganismos.

Características e controle microbiano

Aula Prática

Vamos realizar a prática do “dedo sujo”

1°álcool;

2° hipoclorito de sódio

3° iodo

4° Lavar com sabão

5° nada

Exercícios

1) Qual dos seguintes não pode ser usado para esterilizar uma solução ao calor armazenado em um recipiente plástico?

a) Radiação gamab) óxidos de etilenoc) Radiação não –ionizanted) Autoclave

2) Quais são os principais modos de ação dos antibióticos sobre as bactérias?

Referências Bibliográficas

• Gerard J. Tortora ; Berbell R. Funke ; Christine L. Case. – Microbiologia. 8° edição-2005

• Michael T. Madigan, John M. Martinko, Jack Parker ; tradução e revisão técnica Cynthia Maria Kyaw. - Microbiologia de Brock .10° Edição- 2004

• Patrick R. Murray et al. ; traduzido por Eiler Fritsch Toros. - Microbiologia médica 4° Edição- 2004.

Obrigada