Resumo Bactérias Gram-Negativas: definição, classificação e patologias

Saiba através desse artigo um resumo completo sobre as bactérias gram-negativas, incluindo definição, classificação e patologias.

As bactérias gram-negativas são de grande importância clínica, pois estão associadas a uma série de patologias muito comuns como infecções intestinais e urinárias, meningite e infecções sexualmente transmissíveis (IST’s).

Essas bactérias classificam-se como negativas devido ao fato de se corarem em rosa no método coloração de Gram (vista a diante). Isso ocorre devido a suas características que são morfologicamente distintas das bactérias gram-positivas.

Desse modo, o objetivo deste texto é trazer uma introdução sobre as bactérias gram negativas, abordando como elas se diferenciam, sua classificação e outras informações fundamentais.

Morfologia e estrutura das bactérias

As bactérias são organismos formados por uma única célula, podendo ser encontradas isoladamente ou em grupos. Além disso, são seres procariontes, ou seja, não apresentam núcleo definido e também não possuem organelas envoltas por membranas.

Morfologia das bactérias

As bactérias variam tanto em tamanho quanto em forma. Mede-se esses organismos em micrômetros (µm), sendo que 1 micrômetro equivale a 10^-6 metros. Portanto, o comprimento das bactérias geralmente varia entre 2 e 6 µm, com largura de 1 a 2 µm e o seu tamanho pode variar de 0,1 a 0,2µ.

Formas e arranjos bacterianos

Apesar de existirem milhares de espécies bacterianas, elas classificam-se em três tipos morfológicos principais: cocos, bacilos e espiralados.

Os cocos são as bactérias que apresentam tamanho mais uniforme. Eles recebem diferentes nomes conforme seu arranjo:

• Micrococos – Cocos isolados.
• Diplococos – Cocos agrupados em pares.
• Tétrades – Quatro cocos agrupados.
• Sarcina – Oito cocos dispostos em forma cúbica.
• Estreptococos – Cocos dispostos em cadeias.
• Estafilococos – Cocos dispostos em grupos irregulares, semelhantes a cachos de uva.

As bactérias em forma de bacilo (bastonetes), por sua vez, são células com formato cilíndrico. Os bacilos podem apresentar-se de forma isolada, em pares (diplobacilos) ou em cadeias (estreptobacilos). Em alguns casos, esses arranjos não são padrões morfológicos fixos, mas são resultados das fases de crescimento ou das condições de cultivo.

Já as formas espiraladas são bactérias em espiral, dividindo-se em:

• Espirilos – Bactérias rígidas que movem-se por meio de flagelos externos, como o gênero Aquaspirillium.
• Espiroquetas – Bactérias flexíveis que movem-se por contração do citoplasma, podendo dar várias voltas completas ao redor de seu eixo, como no gênero Treponema.

Além dessas três formas principais, existem formas intermediárias, como:

• Cocobacilos – Bacilos muito curtos.
• Vibriões – Células com formato semelhante a uma vírgula.

Estrutura das bactérias

Estruturas externas das bactérias

A parede celular é uma estrutura rígida presente na maioria das bactérias, que localiza-se acima da membrana citoplasmática. Ela contém peptidioglicanos, polímeros complexos responsáveis pela rigidez da célula.

A parede celular protege a célula de rupturas devido ao aumento da pressão interna e age como uma barreira contra agentes químicos e físicos. Além disso, também serve como suporte para os antígenos somáticos bacterianos.

Nas bactérias Gram-positivas, a parede celular forma-se por uma espessa camada de peptidioglicano. Já nas Gram-negativas, por sua vez, essa camada é mais fina e situa-se sob uma membrana externa composta por lipoproteínas, fosfolipídios, proteínas e lipopolissacarídeos.

Os flagelos são apêndices finos responsáveis pelo movimento das bactérias, enquanto as fímbrias são apêndices finos, retos e curtos presentes em muitas bactérias, principalmente nas Gram-negativas. Elas têm funções relacionadas à troca de material genético durante a conjugação bacteriana (fímbria sexual) e à adesão a superfícies mucosas.

Por fim, o glicocálice é uma substância viscosa ou gelatinosa que envolve a parede celular e desempenha um papel fundamental na infecção, ajudando as bactérias a se aderirem a tecidos específicos do hospedeiro. Além disso, o glicocálice protege as bactérias da desidratação.

Membrana plasmática

A membrana plasmática é uma camada fina, que separa a parede celular do citoplasma. É composta principalmente por uma bicamada de fosfolipídeos e proteínas e tem um papel essencial na permeabilidade seletiva, além de ser o local de diversas atividades enzimáticas e do transporte de moléculas.

Estruturas internas da bactéria

O citoplasma é composto por uma porção fluida que contém substâncias dissolvidas e partículas, como ribossomos, além de material nuclear ou nucleóide, que é rico em DNA.

As inclusões citoplasmáticas, por sua vez, são estruturas não vivas presentes no citoplasma, como grãos de amido e gotas de óleo, conhecidas como grânulos. Essas inclusões podem atuar como fontes de material ou energia para a célula.

Ademais, o cromossomo bacteriano é único e circular, localizando-se geralmente próximo ao centro da célula, sendo chamado de nucleóide. Algumas bactérias também possuem plasmídeos, que são moléculas de DNA extracromossômico, geralmente circulares, que frequentemente contêm genes responsáveis por características adaptativas benéficas ao microorganismo.

Método de coloração de Gram

O método de coloração de Gram foi desenvolvido pelo bacteriologista dinamarquês Hans Christian Gram em 1884, com o propósito de identificar as características morfológicas das bactérias e, portanto, facilitar o estudo microscópico das mesmas.

Desse modo, consiste nas seguintes etapas:

1. Preparação do esfregaço, que é fixado pelo calor; A lâmina é coberta com o corante cristal violeta até impregnar todas as células (coloração primária) – em média 1 minuto, após esse tempo o esfregaço é lavado;
2. O esfregaço então é recoberto por uma solução de iodo (lugol) por aproximadamente 1 minuto, e depois é lavado novamente. Ambos os grupos (gram – e gram +) se encontram corados em púrpura ou violeta escuro nesse momento;
3. A preparação é lavada com uma solução descolorante (álcool ou álcool-acetona) por cerca de 30 segundos. O esfregaço é lavado com água destilada e após essa etapa é possível observar que um grupo de bactérias estará descolorido (gram – );
4. A lâmina é coberta com fucsina ou safranina (corante vermelho) durante 30-45 segundos e depois lavado com água destilada. Por fim, o esfregaço é seco com papel filtro e é possível observar pelo microscópio a coloração final: as gram-positivas coradas em púrpura e as gram-negativas coradas em rosa.

Materiais utilizados

Alguns materiais utilizados na metodologia de descoloração de Gram são:

• Lâminas para microscopia;
• Alças de inoculação;
• Microscópio;
• Meios de cultura.

Classificação das bactérias a partir do método de coloração de Gram

Utiliza-se o método de coloração de Gram para distinguir as bactérias em Gram-positivas ou Gram-negativas, com base na capacidade de retenção do corante.

Bactérias gram-positivas

Em síntese, as bactérias gram-positivas retém o corante púrpura e o iodo. Assim, eles penetram na parede celular (que, possui uma camada espessa de peptídeoglicano) e o álcool não consegue remover o corante da mesma. Por esse motivo, não sofrem modificação ao serem contracoradas com a fucsina ou safranina.

Bactérias gram-negativas

Já nas bactérias gram-negativas, a lavagem com o álcool consegue romper a camada externa (LPS) que esse grupo possui. Desse modo, remove o corante púrpura das células (a camada de peptídeoglicano das gram negativas é delgada, o que facilita a ação do agente descolorante).

Assim, as bactérias gram-negativas tornam-se incolores e depois são contracoradas com o a fucsina ou safranina, adquirindo a cor rosa.

Diferença entre bactérias Gram-positivas e bactérias Gram-negativas

Saber diferenciar essas bactérias é fundamental para indicar qual tratamento é o mais eficaz para o paciente a ser assistido.

As bactérias gram-positivas, por exemplo, têm a sua parede celular composta por uma camada espessa de peptídeoglicano, ácidos teicoicos e fosfato. As bactérias gram-negativas, por sua vez, possuem uma fina camada de peptídeoglicano no espaço periplasmático e uma membrana externa – bicamada lipídica que contém lipopolissacarídeos/endotoxina (LPS), lipoproteínas e porinas.

Essa diferenciação é essencial, pois as bactérias Gram-positivas tendem a ser mais suscetíveis à penicilina e à sulfa, ou seja, não são resistentes a esses antibióticos que atuam na lise da parede celular. Por outro lado, as bactérias gram-negativas, por possuírem a camada externa, impedem a penetração desses antibióticos.

Bactérias Gram-negativas de interesse em saúde e suas patologias

Muitas bactérias gram-negativas causam patologias nos seres humanos e, como já exposto, elas costumam ser resistentes a determinados antibióticos.

Portanto, algumas espécies de bactérias gram-negativas patogênicas e as doenças causadas pelas mesmas incluem:

• Treponema pallidum – sífilis;
• Vibrio cholerae – cólera (grande importância histórica);
• Chlamydia trachomatis – clamidíase;
• Neisseria meningitidis – meningite bacteriana;
• Neisseria gonorrhoeae – gonorreia;
• Yersinia pestis – peste bubônica, (grande importância histórica);
• Bordetella pertussis – coqueluche;
• Salmonella – febre tifoide;
• Escherichia coli – infecções intestinais e urinárias.

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Referências

• TORTORA, G.J., FUNKE, B.R., CASE, C.L. Microbiologia. 10ª Ed. Porto Alegre: Artmed, 2012. 967p.
• VIEIRA, D. A. P.; FERNANDES, N. C. A. Q. Microbiologia Geral. – Inhumas: IFG; Santa Maria: Universidade Federal de Santa Maria, 2012.