MICROBIOLOGIA II INTRODUÇÃO E PROGRAMA

SAVE OFFLINE

MICROBIOLOGIA II Biomedicina UNIFOR-MG Dra. Cláudia de Oliveira Gonçalves Nogueira

Programa da Disciplina Fungos Classificação Estrutura e Fisiologia Principais patologias e Profilaxias

Vírus Classificação Estrutura e Fisiologia Principais Patologias e Profilaxias

Protozoários Principais Protozooses e suas Relações com os Animais e o Meio Ambiente

Bibliografia Básica • BLACK, J. G. Microbiologia: : fundamentos e perspectivas. 4. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2013.

• PELCKZAR, M. J. Microbiologia: conceitos e aplicações. 2. ed. São Paulo: Makron Books, 2005. v. 1. • TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R. Microbiologia. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2012.

Microbiologia II Dra. Cláudia O. G. Nogueira 4 º Período de Biomedicina- UNIFOR-MG

CARACTERÍSTICAS GERAIS •Têm vida livre. •Podem ser coloniais; • Há também parasitas. •O Glicogênio é a reserva energética. •Reproduz-se de forma assexuada ou sexuada. •Na maioria dos fungos a parede celular é de quitina; alguns fungos têm celulose e hemicelulose na parede celular. •Podem ser uni ou pluricelulares • e são heterótrofos por absorção.

Comparação entre Fungos e Bactérias Fungos

Bactérias

Tipo de célula

Eucariotos

Procariotos

Membrana celular

Esteróides presentes

Esteróides presentes, exceto Mycoplasma

Parede celular

Glicanas, mananas, quitina ( sem peptidioglicana)

Peptideoglicana

Esporos

Esporos reprodutivos sexuais e assexuais

Endósporos não para reprodução, alguns esporos assexuais reprodutivos

Metabolismo

Limitado a heterotrófico, aeróbico, anaeróbico facultativo

Heterotrófico, autotrófico, fotoautotrófico, aeróbicos, anaeróbicos facultativo, anaeróbicos

IMPORTÂNCIA DOS FUNGOS • • • • • 

São decompositores. Alguns fazem fermentação (leveduras). Produção de antibióticos (Penicilina). Alguns são comestíveis - champignon. Têm relações mutualísticas: líquens (fungos + cianobactérias ou fungos + algas clorofíceas)  micorrizas (fungos + raízes).

IMPORTÂNCIA DOS FUNGOS • São largamente usados no controle biológico de pragas (Metarrhizium, Beauveria) • Alguns causam micoses: candidiase (Candida albicans), frieiras (Tinea pedis), Dermatose pitiríase (descamação intensa da pele). • Há fungos que causam doenças em plantas. Na Bahia, o fungo Crinipellis perniciosa causa a vassoura-de-bruxa em cacaueiros. • Produção de alucinógeno (LSD).

Chytridiomycota

Zygomycota

Ascomycota

Ascocarpo

Basidiomycota

Basidiocarpo Basidiósporo

Ascósporo Zigósporo

Corpo de frutificação Perda do flagelo Reprodução por esporos Hifas Absorção de nutrientes do meio Parede celular com quitina

Identificação dos fungos • A identificação das leveduras e bactérias, envolve testes bioquímicos. • Fungos multicelulares são identificados considerando seu aspecto: características da colônia, e dos esporos reprodutivos.

• Estruturas vegetativas: são estruturas envolvidas catabolismo e no crescimento (hifas vegetativas)

no

• Fungos filamentosos e carnosos: O talo (corpo) são filamentos longos de células conectadas denominados: hifas que podem se estender a Kms

Tipos de hifas

Na maioria dos fungos filamentosos as hifas tem paredes denominadas septos, que dividem as hifas em distintas unidades celulares uninucleadas: hifas septadas. Algumas poucas classes de fungos possuem hifas que não contém septos e se apresentam como células longas e com vários núcleos: hifa cenocítica

Crescimento de hifas As hifas crescem por alongamento das extremidades. A porção da hifa envolvida com reprodução é chamada hifa aérea ou hifa reprodutiva e sustenta os esporos reprodutivos. A porção da hifa que obtém nutrientes é chamada hifa vegetativa

Em condições ambientais favoráveis as hifas formam micélios. Aspergillus niger

Leveduras • • • • • •

Fungos unicelulares; Esféricos ou ovais; Encontrada como um pó branco cobrindo frutas e folhas; Reprodução por brotamento; Pseudo-hifa (Candida albicans); Leveduras de fissão (Schizosaccharomices)

No brotamento a célula parental forma uma protuberância (broto) em sua superfície externa. À medida que o broto se alonga, o núcleo da célula parental divide-se, e um dos núcleos migra para o broto. O material da parede celular é, então, sintetizado entre o broto e a célula parental e, por fim, o broto acaba se separando.

Metabolismo de Leveduras • Anaeróbico facultativo: O2 ou composto orgânico como aceptor de elétrons.  Com O2: metabolizam carboidratos e formam CO2 e H2O  Sem O2: Fermentam carboidratos e produzem etanol e CO2  (Saccharomyces)

Fungos Dimórficos • Duas formas de crescimento: filamentosa e leveduriforme • Espécies patogênicas principalmente; • A concentração de CO2 e a temperatura influenciam o dimorfismo em fungos.

TIPOS DE ESPOROS • Aplanósporo: esporo assexuado sem locomoção própria, produzido em esporângios. São transportados pelo vento. • Zoósporo: esporo assexuado que têm flagelos, encontrados em fungos aquáticos. • Conidiósporo: esporo assexuado muito pequeno, como partículas de poeira. Produzidos em esporângios de ascomicetos. • Basidiósporo: esporo sexuado formado em basídios, em grupos de 4 esporos. • Ascósporo: esporo sexuado formado em ascos, em grupos de 4 ou 8 esporos

Esporos assexuados característicos

Esporos assexuais • Produzidos por mitose; • Não há fusão de núcleos • São os conidiósporos (conídio) produzidos nos conidióforo (ex: Aspergillus); • Esporangiosporos produzido nos esporângios de uma hifa aérea chamada esporangióforo. (ex: Rhizopus) • Blastoconidio (Candida albicans; Cryptococcus) • Clamidoconidio (Candida albicans)

Esporangiosporos

Esporos sexuais • Resultado da reprodução sexuada: • Plasmogamia: um núcleo haploide de uma célula doadora(+) penetra no citoplasma de uma célula receptora (-). • Cariogamia: os núcleos (+) e (-) se fundem para formar um núcleo zigoto diploide.

• Meiose: o núcleo diploide origina um núcleo haploide, esporos sexuais, dos quais podem ser recombinantes geneticamente. • Os esporos sexuais caracterizam os filos!

Adaptações Nutricionais • • • • • • • •

Quimioheterotróficos por absorção; Crescem em pH 5; Maioria aeróbicos; Leveduras anaeróbicas facultativas; Mais resistentes a pressão osmótica; Toleram altas concentrações de sal e açúcar; Necessitam menos N para crescimento; Metabolizam carboidratos complexos (lignina).

Filos de Fungos de importância médica • Zigomicetos: mais simples, de hifas cenocíticas, cujo micélio se espalha sobre o substrato, produzindo ocasionais esporângios na extremidade de algumas hifas que se elevam verticalmente. Quando os esporângios se rompem, os esporos se dispersam no ambiente e germinam sobre novos substratos. • Ascomicetos: O micélio desse grupo também é constituído por hifas septadas. Ciclo de vida marcado pela alternância de gerações e pela formação de corpos de frutificação, nesse caso chamados de ascocarpos, que apresentam formas e dimensões bastante variadas. •

Basidiomicetos: Grande grupo, encontram-se os fungos mais comumente conhecidos, tais como os champignons e outros cogumelos e as orelhas de pau. O micélio desses organismos é constituídos por hifas septadas, geralmente dispersas subterraneamente ou no interior de madeira apodrecida.

O ciclo de vida de Rhizopus, sapróbio comum e parasita facultativo de frutos e vegetais maduros- zigomiceto

Microsporídios • Os microsporídios são eucariotos incomuns, uma vez que não possuem mitocôndrias. • Não têm microtúbulos e são parasitos intracelulares obrigatórios. • A reprodução sexuada não observada, mas provavelmente ocorre no interior do hospedeiro • Os microsporídios foram associados a várias doenças humanas, incluindo diarreia crônica e ceratoconjuntivite (inflamação da conjuntiva próxima à córnea), particularmente em pacientes com AIDS.

Ciclo de vida de Encephalitozoon, um microsporídio.

Hifas (+) Reprodução sexuada por fusão de gametângios (+) e (-)

Esporângio Aplanósporos (n)

Reprodução assexuada

Reprodução assexuada

Esporângio Aplanósporos (n)

Hifas (-)

Gametângios (+) e (-)

Zigósporo (2n)

Hifas especiais com função de absorção de alimento

Esporos (n) Germinação

Pão

Germinação

4 basiodiósporos haplóides

Hifa (+)

(n)

Plasmogamia (fusão das hifas)

(n)

(n)

Hifa (-) Meiose (2n)

(n)

(n)

Basídio com núcleo zigótico Basídio jovem com 2 núcleos

Cariogamia (fusão dos núcleos)

(n) (n)

Basidiocarpo (n) (n)

Hifas dicarióticas

Ascocarpo

Asco dicariótico

Asco com ascósporos Hifas reprodutoras dicarióticas (n + n) Esporo (+) germinando

Núcleo 2n (zigoto)

Cariogamia Hifa dicariótica

4 núcleos haplóides

Meiose

Esporo (-) germinando Hifas estéreis (n), mononucleadas

Germinação

Hifa + e Hifa -

8 ascósporos (n)

Mitose Ascósporos (n)

Doenças causadas por fungos • Micose; • Longa duração - fungos crescem lentamente. • Classificadas de acordo com o grau de acometimento no tecido e o modo de entrada no organismo. • Em função da relação dos fungos com os animais, drogas que afetam células dos fungos também afetam animais. • Dificuldade no tratamento das micoses.

Classificação das micoses! • • • • •

Sistêmica; Subcutânea; Cutânea; Superficial; oportunista

Micoses sistêmicas! • Infecções fungicas profundas no interior do corpo sem restrição de local. • Fungos de solo; • Rota de transmissão:Inalação de esporos; • Inicio no pulmão e difusão para outros tecidos do corpo; • Mais frequentes em indivíduos do sexo masculino, e não são transmissíveis de homem a homem e do animal ao homem; • Brasil: paracoccidioidomicose, coccidioidomicose, blastomicose e histoplasmose.

Principais agentes - dimórficos • •

•

•

Blastomicose norte americana Blastomyces dermatitidis Coccidioidomicose Coccidioides immitis Coccidioides posadasii Histoplasmose Histoplasma capsulatum var. capsulatum Histoplasma capsulatum var. duboisii Paracoccidioidomicose Paracoccidioides brasiliensis

Histoplasmose Histoplasma capsulatum var. capsulatum Histoplasma capsulatum var. duboisii

Outros agentes de micoses sistêmicas • • • • • • •

Candidíase Candida spp Criptococose Cryptococcus neoformans var. neoformans (A, D e AD) Cryptococcus neoformans var. gattii (B e C) Aspergilose – Membros do gênero Aspergilos Zigomicose – Membros da classe Zygomycetes – Ordem: mucorales e entomophthorales

Candidíase Candida spp

Micoses subcutâneas • São infecções fungicas localizadas abaixo da pele- Fungos saprofíticos de solo e de vegetação. • Esporotricose- Sporothrix schenckii (esporos ou fragmentos de micélio).

Micoses cutâneas Dermatófitos: infectam epiderme, cabelo e unhas (dermatomicoses) • Secretam queratinase; • Infecção transmitida entre animais e humanos por contato direto. • Infecções prevalentes em climas tropicais.

Esporotricose: forma cutâneo-linfática Sporothrix schenckii

Caracteristicas de fungos patogênicos • Filo Zigomiceto: • Hifas não septadas, esporos assexuais, micose sistêmica, patógeno oportunista, habitat ubíquo. • Ex: Rhizopus e Mucor

Filo Ascomiceto: • Dimórficos, hifas septadas, com afinidade por queratina, esporos conídios e artroconidios, habitat ubíquo, solo, micose sistêmica por Aspergilus, Histoplasma, Blastomyces e cutânea por Microsporum e Trychophiton . • Contaminação por inalação e oportunista. Aspectos Gerais e Morfológicos do A.niger. A e B: Estrutura e inserção do Aspergillus niger na planta. C: Célula conidiogenica (cc), e Esporos (es). D: Conídios (con). E: Conidióforo (cf).

Filo Basidiomiceto: • Hifas septadas, inclui as ferrugens e os patógenos de plantas, células leveduriformes, solo e fezes de aves, micose sistêmica e cutânea, inalação e pele. • Ex: Cryptococcus neoformans (Filobasidiella), Malassezia

Filo Anamórfico: São fungos em que a reprodução sexual é ausente ou ocorre raramente. • Hifas septadas, dimórfico, leveduriforme, peseudohifa e unicelular, micose cutânea, sistêmica e subcutânea, solo, animais, microbiota humana, ubíquo... • Ex: Epidermophiton (tinea crural), Sporotrix schenckii (subcutânea), Candida albicans, Pneumocystis ...

Propriedades Patogênicas de Fungos! • Tricotecenos - toxinas fúngicas que inibem a síntese proteica em eucariotos (Fusarium e Stachybotrys); • Proteases - enzimas que modificam a membrana celular permitindo a aderência do fungo (Candida albicans e Trychopyton); • Cápsula - auxilio na resistência a fagocitose (Cryptococcus neoformans) • Resistência - à drogas antifúngicas ao reduzirem a síntese de receptores para elas. • Ergot (ergotismo)–alcaloide(substâncias orgânicas nitrogenadas) capaz de causar alucinações (Claviceps purpurea) • Aflotoxina- carcinogênica (Aspergillus flavus) • Faloidina e amanitina - (Amanita phalloides)

Doenças fúngicas da pele e das unhas Micose cutânea : • Tinea da cabeça, Tinea crural, Tinea pedis, Tinea ungueal: Trychopyton (pelos, pele, unha), Microsporum (pelos ou pele), Epidermophytom (pele e unhas) Micose Subcutânea: Esporotricose, Candidiase: Sporothrix schenkii, Candida albicans, Candida tropicalis, Candida Krusei

Doenças fúngicas do sistema nervoso • Meningite- Cryptococcus neoformans, Cryptococcus grubii

Doenças fúngicas do trato respiratório Inferior Histoplasmose- Histoplasma capsulatum

Coccidioidomicose- Coccidioides immitis Pneumonia - Pneumocystis jirovecci Blastomicose- Blastomyces dermatitidis Aspergilose- Aspergillus fumigatus, Infecções pulmonares- Rhizopus, Mucor

Doenças fúngicas do sistema digestório • Intoxicação por ergot: Claviceps purpurea (cereais) • Aflotoxina: Aspergillus flavus (amendoim)

Doenças fúngicas do sistema urinário e reprodutivo. Candidiase vulvovaginal- Candida albicans, Candida glabatra

Liquens • Os liquens são seres vivos considerados especiais, pois são formados por uma simbiose entre uma alga e um fungo. • Os principais tipos de liquens são: encrustantes, escamosos, fruticosos, filamentosos e fofabiliosos.

Ecto e endomicorrizas • Micorriza ou Micorrhyzum é uma simbiose, existente entre certos fungos e raízes de algumas plantas. • As micorrizas formam-se quando as hifas de um fungo invadem as raízes de uma planta. As hifas vão auxiliar as raízes da planta na função de absorção de água e sais minerais do solo, já que aumentam a superfície de absorção ou rizosfera. • Os fungos, como "pagamento" dos seus serviços, recebem da planta os fotoassimilados que necessitam para a sua sobrevivência e que não conseguem sintetizar.

Tipos de micorrizas • As micorrizas são representadas por uma grande diversidade de tipos ou grupos, sendo as categorias definidas de acordo com características morfológicas e funcionais das associações. • 1 - Endomicorrizas ou micorrizas arbusculares; • 2 - ectomicorriza; • 3 - Ectendomicorrizas; • 4 - Micorrizas Arbutóides; • 5 - Micorrizas Monotropóides; • 6 - Micorrizas Ericóides • 7 Micorrizas Orquidóides.

Endomicorrizas e Ectomicorrizas

Endomicorrizas • Essas associações, também chamadas micorrizas arbusculares, são formadas por fungos da classe dos Zigomicetos • São fungos com hifas asseptadas que colonizam as raízes de plantas de quase todos os gêneros das Gimnospermas e Angiospermas além de alguns representantes das Briófitas e pteridófitas. • O fungo coloniza as células do córtex radicular tanto internamente quanto extracelularmente, formando os chamados arbúsculos, estruturas altamente ramificadas, típicas das endomicorrizas. • Nessas micorrizas podem ser encontradas também, em algumas espécies de fungos, hifas com dilatações terminais denominadas vesículas, razão pela qual as endomicorrizas eram anteriormente denominadas micorrizas vesicularesarbusculares. •

Ectomicorrizas • São formadas na grande maioria dos casos, por fungos com hifas septadas da classe dos Basidiomicetos. • As hifas penetram apenas intercelularmente no córtex das raízes, com formação de estrutura característica chamada Rede de Hartig nos espaços intercelulares, substituindo a lamela média e também ocorrendo a formação do manto fúngico ao redor das raízes. • Nas ectomicorrizas, as hifas formam um invólucro em torno das células das raízes, nunca as penetrando, mas aumentando grandemente a área de absorção, o que, aparentemente, as torna mais resistentes às rigorosas condições de seca e baixas temperaturas, e prolonga a vida das raízes.

Ectomicorrizas • As ectomicorrizas desempenham o papel dos pelos radiculares, ausentes nestas circunstâncias. • São características de certos grupos específicos de árvores ou arbustos de zonas temperadas como por exemplo, os pinheiros. • De acordo com Moreira e Siqueira (2002), esse tipo de Micorriza caracteriza-se por promover intensas modificações morfológicas nas raízes colonizadas, sendo, juntamente com as endomicorrizas de maior frequência nos ecossistemas terrestres e, por isso, de maior importância.

Ectendomicorrizas • É um tipo intermediário entre as endomicorrizas e as ectomicorrizas. Essas associações possuem muitas das características das ectomicorrizas, apresentando rede de Hartig grossa e alto grau de penetração intracelular, especialmente nas partes mais velhas da raiz. • Ocorrem principalmente em membros das coníferas como no gênero Pinus e o fungo da classe dos Ascomicetos do gênero Tricharina. • As micorrizas arbusculares são utilizadas em várias áreas de pesquisa e no desenvolvimento de mudas em viveiros. • Em pesquisas recentes foi comprovado que elas são capazes de aumentar a solubilização de fosfato mineral no solo,cuja correção com este tipo de nutriente é extremamente problemática nos solos tropicais altamente intemperizados.