quinta-feira, 11 de julho de 2013

Princípios das principais provas bioquímicas bacteriológicas

A investigação das atividades metabólicas das bactérias “in vitro” é chamada de Provas Bioquímicas e servem para auxiliar o microbiologista a identificar grupos ou espécies de bactérias através da verificação das transformações químicas, que ocorrem num determinado substrato, pela ação das enzimas de um dado microrganismo. 
Como muitas vezes um determinado microrganismo possui um sistema enzimático específico, promovendo transformação bioquímica específica, as provas bioquímicas podem ser utilizadas na prática para a sua caracterização, como você acompanhou nas postagens anteriores sobre Identificação de Cocos Gram +Identificação de Enterobactérias e Bacilos Gram negativos não fermentadores.


Veremos agora qual o princípio e as principais reações químicas que acontecem nos principais testes bioquímicos.

Produção de catalase
Esta enzima atua sobre a água oxigenada (peróxido de hidrogênio 3 a 5%) transformando-a em oxigênio e água. A prova é feita colocando uma gota de solução aquosa de peróxido de hidrogênio a 3-5% numa lâmina e, em seguida, com uma alça de platina, colocar uma porção do crescimento bacteriano sobre a gota. Ou de outra forma, adicionando-se 0,5 ml da mesma solução a uma cultura em meio líquido ou em ágar inclinado. A prova é considerada positiva quando há borbulhamento ou efervescência devido à liberação do oxigênio. A catalase é produzida por muitos microrganismos e é usualmente empregada para diferenciar Staphylococcus, que são catalase positivos de Streptococcus, catalase negativos, ou os bacilos Gram positivos catalase negativos Lactobacillus e Erysipelothrix de Listeria e a maioria dos Corynebacterium catalase positivos.



Prova da citocromo-oxidase
Este sistema enzimático está relacionado com os citocromos da cadeia respiratória de alguns microrganismos. A prova consiste em colocar uma gota do reagente incolor tetrametil p-fenileno de amina, recém preparado e protegido da luz, em um papel de filtro. Em seguida, várias colônias do microrganismo em estudo são espalhadas sobre a área do papel de filtro contendo o reagente, utilizando uma alça de platina ou um bastão de vidro. A prova é considerada positiva quando na mistura do reagente com a massa bacteriana desenvolve-se a cor púrpura em até 1 minuto (ou de acordo com as instruções do fabricante da tira de papel filtro). Na reação negativa não há desenvolvimento de cor púrpura. As enterobactérias são oxidase negativas e podem ser diferenciadas de outros bacilos Gram negativos. A prova pode ser feita também em culturas em meios sólidos, adicionando-se o reagente oxalato de p-aminodimetilanilina. A reação inicia-se com o desenvolvimento de cor rósea, marrom e finalmente uma coloração negra na superfície das colônias é indicativa da produção de citocromo-oxidase, representando um teste positivo. O teste é negativo se não ocorrer alteração da cor ou houver o desenvolvimento de uma cor rósea pálida



Utilização do citrato como única fonte de carbono
Alguns microrganismos como a E. coli não possuem a permease do citrato, que faz o transporte do citrato para o interior da célula, não conseguindo portanto crescer no meio contendo como única fonte de carbono o citrato, embora possuam as enzimas, intracelulares, que degradam o citrato. A prova é feita semeando-se a bactéria no meio sólido inclinado de citrato de Simmons, contendo azul de bromotimol como indicador, o qual em pH 6,8 a 7,0 apresenta-se verde. A prova positiva resulta no transporte do citrato pela permease e a sua utilização pela enzima citratase resulta na formação de oxaloacetato e acetato. O consumo do citrato induz a clivagem do fosfato de amônia, alcalinizando o meio. Também, com o metabolismo do citrato há formação de carbonatos que alcalinizam o meio, de modo que a cor do indicador vira para azul. Na prova negativa o meio não se altera pois não há crescimento microbiano. Por esse motivo a inoculação deve ser feita com agulha e em linha reta para não haver influência de ingrediente do meio de onde se originou a cultura, dando resultados falso-positivos.



Prova da produção de urease
A urease é uma enzima que degrada a uréia em duas moléculas de amônia e uma de anidrido carbônico. A prova consiste em transferir uma porção do crescimento bacteriano com uma alça para o meio contendo uréia, pH neutro e um indicador de pH, o vermelho fenol. Após o crescimento a prova é revelada positiva quando a urease ataca a uréia alcalinizando o meio que toma a coloração rosa choque. Na prova negativa não há alteração da cor do meio. Os organismos do gênero Proteus são urease positivos, diferentemente da maioria das enterobactérias.


Meios de Cultura Bacteriológicos


É importante que o profissional conheça cada meio de cultura e os adeque ao perfil bacteriano esperado para cada material.

Alguns procedimentos são essenciais na hora da preparação de cada meio de cultura para a obtenção de melhores resultados e evitar contaminações.

O processo de autoclavação deve ser realizado sempre a 121ºC durante 15 minutos, sob pressão de 1 atm.
Quando distribuir o meio antes de autoclavar, os tubos não precisam estar esterilizados; quando distribuir o meio após a autoclavação, os tubos, frascos, placas, pipetas e vidrarias ou materiais auxiliares obrigatoriamente devem ser estéreis e os meios devem ser autoclavados com as tampas semi-abertas, para que a esterilização seja por igual em todo o conteúdo dos tubos. 


Vejamos abaixo os meios de cultura mais utilizados na rotina clínica de bacteriologia:


Ágar nutriente
Meio relativamente simples, de fácil preparo e barato, muito usado nos procedimentos do laboratório de microbiologia.
Utilidade: análise de água, alimentos e leite como meio para cultivo preliminar das amostras submetidas à exames bacteriológicos e isolamento de organismos para culturas puras, conservação e manutenção de culturas em temperatura ambiente, como método opcional para os laboratórios que não dispõem do método da criopreservação (congelamento das cepas em freezer à - 80ºC) e observação da esporulação de espécies de bacilos Gram positivos.
Cor original do meio: branco opalescente
Positivo: Crescimento na superfície do ágar;
Negativo: Ausência de crescimento.

Ágar Sangue de Carneiro (5%)
O meio, usando uma base rica formada a partir do Ágar Mueller-Hinton, oferece ótimas condições de crescimento a maioria dos microrganismos. A conservação dos eritrócitos íntegros favorecem a formação de halos de hemólise nítidos, úteis para a diferenciação de Streptococcus spp. e Staphylococcus spp.
É utilizado no isolamento de microrganismos não fastidiosos, verificação de hemólise dos Streptococcus spp. e Staphylococcus spp. e usado na prova de satelitismo (para identificação presuntiva de Haemophilus spp.).
A cor original do meio é vermelho.
Beta hemólise: presença de halo transparente ao redor das colônias semeadas (lise total dos eritrócitos).
Alfa hemólise: presença de halo esverdeado ao redor das colônias semeadas (lise parcial dos eritrócitos).
Gama hemólise (sem hemólise): ausência de halo ao redor das colônias (eritrócitos permanecem íntegros).
 

Microrganismos de Interesse em Alimentos

Compreendem os fungos, bactérias e vírus.

BOLORES                                                                                                                                                  

São formados por hifas, que em conjunto, compõem o micélio. Este pode ter duas funções diferentes: promover a fixação do bolor ao substrato e promover a reprodução através de esporulação.
Bolores são menos exigentes que leveduras e bactérias em relação à umidade, pH, temperatura e nutrientes. Em sua maioria são seres aeróbios, razão pela qual sua principal forma de crescimento nos alimentos é a superficial - onde há maior contato com o ar.
Alguns gêneros de bolores de interesse: Alternaria, Aspergilus, Cladosporium, Claviceps, Fusarium, Geotrichum, Neurospora, Penicillium, Rhizopus, entre outros.




LEVEDURAS                                                                                                                                            

Predominantemente unicelulares. Podem ser esféricas, ovoides, cilíndricas ou triangulares. Algumas são alongadas, semelhante às hifas de bolores.
De modo geral, as leveduras requerem menos umidade que as bactérias e mais que os bolores. Crescem entre 25°C e 30°C, favorecidas pelo pH ácido. Multiplicam-se melhor em aerobiose. Açúcares são a melhor fonte de energia, embora leveduras oxidativas sejam capazes de oxidar álcool e ácidos orgânicos.
As de maior interesse de alimentos são:
Candida - encontradas em carne fresca bovina e de aves. Deterioração de frutas frescas, vegetais, laticínios, bebidas alcoólicas e refrigerantes.
Cryptococcus - não fermentativos. Mais encontrado em frutas.
Rhodotorula - contém algumas espécies psicrotróficas. Produtoras de pigmento avermelhado. Relacionadas a alterações de cor em carnes, laticínios e fermentados.
Saccharomyces - empregadas para as mais variadas atividades: produção de pães, bebidas (vinho, cerveja), álcool, glicerol, invertase e outros processos biotecnológicos.
Torulospora - a única espécie importante em alimentos é T. delbruecki, associada à deterioração de frutas, cervejas, refrigerantes, pães e queijos. Por ser osmofílica pode ser encontrada em alimentos com alto teor de açúcar, como mel.

BACTÉRIAS                                                                                                                                                      

Gram-Negativas, aeróbias e microaeróbias
A principal representante é a Campylobacter. É um patógeno causador de gastrenterite de origem alimentar.

Gram-Negativas, aeróbias estritas
Inclui-se alguns gêneros como Pseudomonas, Xanthomonas, Acinetobacter, Alcaligenes, Brucella, Halobacterium, Moraxella  e Psychrobacter.
As Pseudomonas merecem bastante atenção devido ao seu intenso metabolismo, grande quantidade de produtos metabólicos, produção de pigmentos hidrossolúveis e enzimas proteolíticas e lipolíticas. As espécies psicrotróficas são encontradas em alimentos refrigerados e até congelados.
A Brucella é fonte de contaminação de leite cru e laticínios. São facilmente eliminados na pasteurização.

Gram-Negativas, anaeróbias facultativas
Enterobacteriaceae e Vibrionaceae.
Principais representantes: Citrobacter (grupo coliforme), Edwardsiella, Enterobacter, Erwinia (causa mais doenças em plantas), Escherichia (cuja principal espécie é a E. coli, pertencente ao grupo dos coliformes fecais. Algumas espécies são patogênicas para o homem), Klebsiella (grupo coliforme), Proteus, Salmonella (causadora de enterocolites e febre tifoide), Shigella, Yersinia e Vibrio (encontrado em alimentos marinhos).

Cocos Gram-Positivos
Micrococcus: encontrado em leites, carcaças de animais e produtos cárneos. Associado à deterioração destes produtos.
Staphylococcus: o S. aureus é o principal representante, sendo uma bactéria capaz de produzir enterotoxinas termorresistentes nos alimentos. Também são indicadores de contaminação por manipulação - uma vez que são encontrados na pele e em feridas expostas em seres humanos.
Enterococcus: duas espécies importantes: E. faecalis e E. faecium. Indicadores de contaminação fecal.
Lactobacillus: são de interesse industrial, especialmente em produtos lácteos. Sua fermentação contribui na formação de novos alimentos, como leites fermentados e iogurtes.
Vagococcus: peixes, fezes, água e alimentos.

Bacilos Gram-Positivos Formadores de Esporos
São bactérias que produzem esporos. Os esporos são estruturas que abrigam material genético envolvido por várias camadas de mucopeptídeo e capas externas de natureza proteica. São resistentes ao calor, radiação, compostos químicos, congelamento e desidratação. Sua reversão de esporo a forma vegetativa pode resultar na multiplicação bacteriana e produzir toxinas. Abriga os gêneros:
Bacillus: encontrado em solo, água, fezes e alimentos. A espécie B. cereus é patogênica, encontrada em cereais.
Clostridium: duas principais espécies, bastante patogênicas, são C. botulinum e C. perfringens.

Bacilos Gram-Positivos Não Esporulados
Em relação à patogenicidade, quem merece destaque é o gênero Listeria, que, quando presente na corrente sanguínea, pode resultar em abortos, endocardite, conjuntivite e meningite.

A espécie Mycobacterium tuberculosis pode ser veiculada no leite cru e causar tuberculose. Felizmente é destruído na pasteurização.

VÍRUS                                                                                                                                                      

Os vírus são parasitas intracelulares obrigatórios, ou seja, para se multiplicarem necessitam estar dentro de uma célula viva, se aproveitando de sua maquinaria metabólica. Os vírus de maior importância nos alimentos são os que causam hepatite A, poliomielite e gastrenterites (como no caso do rotavírus e do Norwalk).

Sensível e específico

Os exames são classificados de acordo com sua sensibilidade, isto é, sua capacidade de mostrar resultados positivos quando há uma doença, e também de sua especificidade, que é a probabilidade de um resultado ser negativo quando não há doença.

Sensível
O teste sensível se depara com o problema de apresentar, algumas vezes, o que é chamado de "falso positivo". Isto quer dizer que um exame muito sensível pode acusar a doença em uma pessoa saudável.
Este tipo de método é bastante empregado em rastreamento e triagem de doenças. Costuma ser mais barato e rápido.

Específico
Geralmente o teste específico dá resultados negativos quando a doença não está presente. Entretanto, há a possibilidade de não detectar a enfermidades em pessoas que a possuem. É bastante empregado na confirmação de suspeitas de condições clínicas. Elimina dúvidas deixadas em um resultado positivo obtido em um exame sensível.
Ex.: Um paciente submeteu-se a um teste rápido, sensível, para detecção de HIV. O resultado se mostrou positivo. Para eliminar a dúvida, o médico solicitou um PCR, muito mais específico, para confirmar a presença ou não do HIV.

Em suma, os exames caracterizados sensíveis e específicos são ferramentes muito importantes no diagnóstico de enfermidades - especialmente quando se utiliza de um para confirmar o outro.