Parte I - Aspectos gerais sobre a infecção nosocomial e célula bacteriana
2. Célula bacteriana: Estruturas essenciais à homeostasia
Para estudar a anatomia funcional dos procariotos, geralmente, adota-se o modelo de uma célula bacilar flagelada. Prestemos atenção às informações a seguir.
Antes de iniciar a abordagem sobre as estruturas celulares, é importante compreender que os micro-organismos apresentam formas diferenciadas, que dependem do plano de divisão celular.
- cocos: refere-se às células esféricas ou ovaladas
- bacilos ou bastonetes: refere-se às células com forma cilíndrica
- espiraladas ou espirais: refere-se às células cilíndricas com aspecto espiralado
- estreladas: refere-se às células com aspecto estrelado
- quadradas: refere-se às células com aspecto quadrado
Vale comentar que as espécies que apresentam apenas uma forma ao longo do ciclo celular são ditas monomórficas e pleomórficas aquelas que apresentam mais de uma forma durante o desenvolvimento celular.
As estruturas celulares apresentam particularidades essenciais ao desenvolvimento celular, conforme descrito abaixo.
Cápsula ou glicocálice: Refere-se a um polissacarídeo extracelular que pode ser encontrado aderido de modo firme ou não à parede celular. Esse possui importância clínica, uma vez que é responsável por formar biofilmes que podem ser encontrados em implantes e outras superfícies inanimadas. Vale comentar que algumas bactérias apenas apresentarão virulência (patogenicidade) na presença dessa estrutura. É utilizado como estratégia de sobrevivência para célula, pois a protege contra a ação de vírus (bacteriófagos), os processos fagocíticos e de ressecamento e ainda atua como reservatório de nutrientes. Exemplos: Streptococcus mutans, Streptococcus pneumoniae, Bacillus anthracis.
Flagelos: Filamento externo à célula que apresenta estreito diâmetro e comprimento longo. Auxilia na motilidade bacteriana. É composto por corpo basal, corpo filamentoso e um longo filamento helicoidal. O ponto e número de inserção permitem a classificação do micro-organismo em: monotríquio (1 flagelo em uma extremidade), anfitríquio (1 flagelo em ambas extremidades), lofotríquio (vários flagelos em uma extremidade) ou peritríquio (flagelos em toda extensão da célula). Exemplos: Escherichia coli e Salmonella sp.
Filamentos axiais: Estrutura associada ao deslocamento em espiral da célula. Diferente do flagelo é encontrado no interior da célula externo a parede celular (Leptospira, Treponema pallidum)
Pelos ou fimbrias:Estrutura oca, curta e mais fina que o flagelo, geralmente encontra em Gram negativas. Auxilia na adesão da bactéria aos hospedeiros. Podem ser encontradas inúmeras distribuídas em toda extensão celular. Exemplos: Neisseria gonorrhoeae e Escherichia coli.
Pelo F ou sexual: Estrutura envolvida na reprodução sexual (importante para recombinação gênica a partir da conjugação celular), podendo ser encontrados 1 ou 2 por célula. Exemplo: Escherichia coli
Parede celular: Estrutura semirrígida constituída pelo polissacarídeo peptideoglicano, que é composto por ligações repetidas de N-acetilglicosamina (NAG) e o N-acetilmurâmico (NAM). Dentre as funções, destaca-se sua responsabilidade pelo morfotipo da célula. Essa estrutura também é indispensável para o crescimento/divisão da célula.
A partir de uma técnica de coloração diferencial proposta por Hans Cristian Joaquim Gram em 1884, foi possível organizar as bactérias em dois grandes grupos:
- Gram positivas: A parede celular é composta por ácidos teicoicos e a camada de peptideoglicano equivale a 90% de peptideoglicano. A partir da sequência tintorial proposta por Gram, esse grupo assimila o corante violeta (Exemplos: Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus).
- Gram negativas: A camada de peptideoglicana equivale a 10% da parede celular. Nesse grupo, a parede celular também é constituída, em sua maioria, pela membrana externa. Essa apresenta função seletiva, protege a célula de processos fagocíticos, é lócus de inserção do lipopolissacarídeos (LPS), composto pela endotoxina “lipídeo A” e antígeno O (lipídeo O). A partir da sequência tintorial proposta por Gram, esse grupo assimila o corante vermelho (Exemplos: Escherichia coli, Salmonella sp.). Importante: Fazer leitura adicional de paredes celulares atípicas. (Exemplo: Micobactéria).
Membrana citoplasmática: Estrutura vital à integridade da célula, sendo constituída por uma bicamada fosfolipídica. Apresenta como importante função selecionar a entrada e saída de substâncias na célula. Também serve como lócus de inserção de proteínas.
Citoplasma: Possui cerca de 80% de água e as estruturas internas da célula bacteriana.
DNA: Apresenta-se na forma de única molécula de fita dupla que forma o cromossomo, esse condensa-se no interior celular, constituindo o nucleóide, isento de membrana nuclear.
Plasmídeos: DNA dupla fita, pequenos, circulares 5 a 100 genes. Possuem replicação independente do cromossomo. Podem carrear genes de resistência, produção de enzimas, etc.
Ribossomos: Partículas densas, dispersas no citoplasma. Refere-se ao local da síntese proteica. Consiste de 2 unidades, 30 e 50S.
Inclusões citoplasmáticas: Estruturas que podem armazenar energia ou constituintes básicos à formação da celular, como o carbono (C). A bactéria Corynebacterium Diphtheriae causadora da difteria apresenta tais estruturas que acondicionam grânulos metacromáticos que servem para diagnóstico clínico.
Endósporos: Estruturas resistentes a elevadas temperaturas, químicos e radiações. Essas são sintetizadas durante o evento esporulação. Diferente dos fungos que possuem a esporulação como uma forma de reprodução, as bactérias produzem endósporos como estratégia de sobrevivência quando presentes em condições que podem levá-las à injúria. Cabe destacar também que serve como forma de dispersão da espécie bacteriana pela ação do vento, via trato gastro-intestinal e hídrica. Em geral, bactérias que tem o solo como habitat são capazes de esporular (Exemplos: Bacillus sp., Clostridium sp.).
Há registros de endósporos obtidos no Reino Unido que foram capazes de germinar novamente após 2 mil anos.