Bactérias anaeróbicas: características, tipos, espécies, cultura

As bactérias anaeróbias são aqueles que não usam oxigênio em seus processos metabólicos. De fato, muitas dessas bactérias não podem sobreviver em ambientes onde esse elemento está presente, pois é tóxico para elas.

Um dos processos metabólicos que realizam esse tipo de bactéria e que tem sido mais amplamente estudado é a fermentação . É um processo com muitas aplicações em nível industrial, relacionadas à produção de bebidas alcoólicas, iogurte e vinagre, entre outros produtos.

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Bacteroides, gênero de bactérias anaeróbicas. Fonte: Governo dos EUA [Domínio público]

Da mesma forma, muitas dessas bactérias têm seu habitat natural no corpo humano, sendo encontradas principalmente no trato gastrointestinal. Alguns são inofensivos, mas outros causam várias patologias no corpo, muitas das quais podem levar à morte.

Caracteristicas

As bactérias anaeróbicas estão entre os primeiros seres vivos que surgiram no planeta. Importante, milhares de anos atrás, quando as primeiras formas de vida começaram a surgir, os níveis de oxigênio na atmosfera eram realmente baixos. Por esse motivo, os primeiros organismos que se desenvolveram tinham outros mecanismos celulares para obter energia.

De fato, para muitas das espécies que compõem o grupo de bactérias anaeróbicas, o oxigênio é altamente tóxico. É por isso que algumas bactérias são encontradas em habitats nos quais não há presença de oxigênio.

Da mesma forma, existem bactérias anaeróbicas que sustentam a vida na presença de quantidades muito pequenas de oxigênio, para que possam ser localizadas em uma variedade maior de ambientes. Algumas dessas bactérias fazem parte da microbiota humana comum, especificamente no nível da cavidade oral e do trato gastrointestinal.

Além disso, essas bactérias realizam a fermentação. Este é um processo catabólico pelo qual os compostos orgânicos são degradados para os mais simples na ausência de oxigênio. É realizada principalmente por bactérias anaeróbicas.

Da mesma forma, não existe um tipo único de fermentação. Dependendo do produto obtido, existem vários tipos, como fermentação acética, láctica e alcoólica, entre outros.

Nestas bactérias, os vários sistemas enzimáticos funcionam perfeitamente na ausência de oxigênio. Isso ocorre porque eles usam outros compostos como fumarato, nitrato ou sulfato como aceitadores de elétrons.

É oportuno mencionar que muitas das bactérias anaeróbicas constituem patógenos do ser humano. Entre as espécies mais conhecidas e estudadas do gênero Porphyromonas, Clostridium e Prevotella , entre outras.

Tipos de bactérias anaeróbias

Muitas bactérias anaeróbicas não resistem a ser encontradas em ambientes onde há oxigênio, porque isso é tóxico para elas. No entanto, também existem alguns, apesar de não usar oxigênio, eles podem sobreviver em ambientes onde existem diferentes concentrações desse gás.

Com isso em mente, as bactérias anaeróbicas podem ser divididas em três tipos: anaeróbios obrigatórios, anaeróbios aerotolerantes e facultativos.

Anaeróbios forçados

Eles também são conhecidos como bactérias anaeróbias estritas. Eles são aqueles que não usam oxigênio para nenhum processo metabólico. Sua tolerância a esse gás é variável. De acordo com isso, as bactérias anaeróbicas obrigatórias são classificadas como:

– Estrito: tolere apenas concentrações de oxigênio abaixo de 0,5%.

– Moderado: eles podem tolerar concentrações de oxigênio variando entre 2 e 8%.

Anaeróbios no ar

São bactérias que, embora não usem oxigênio para realizar qualquer processo celular, podem viver em habitats onde estão presentes. Um exemplo clássico desse tipo de bactéria é o Pronibacterium acnespio , que causa muitos casos de acne.

Anaeróbios facultativos

As bactérias anaeróbias facultativas não usam oxigênio para seus processos metabólicos, mas podem viver na presença disso, pois não é tóxico para elas. Principalmente eles realizam o processo de fermentação para obter a energia necessária. Entre as bactérias anaeróbicas facultativas mais conhecidas estão Escherichia coli e Staphylococcus aureus.

Espécies de bactérias anaeróbias

Para facilitar o estudo de bactérias anaeróbicas, elas podem ser agrupadas de acordo com sua forma e coloração em: cocos gram-negativos, cocos gram-positivos, bacilos gram-negativos e bacilos gram-positivos.

-Cograma de gram negativo

Dentro deste grupo, existem vários gêneros, como Veillonella e Megasphaera.

Veillonella

Este é um gênero de bactérias gram-negativas que é bem conhecido por seu potencial fermentativo. Essas bactérias fermentam o lactato em acetato e propionato através de uma via metabólica conhecida como via metilmalonil-CoA.

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Da mesma forma, eles estão formando parte integrante da microbiota de certas partes do corpo, como a cavidade oral e o trato gastrointestinal.

-Cograma grama positiva

São bactérias arredondadas que, quando coradas com pigmento grama, adotam uma cor violeta característica.

Anaerococo

As bactérias deste gênero fazem parte da flora bacteriana do corpo humano. No entanto, é possível que seja a causa de certos processos patológicos. Esta bactéria foi isolada de corrimento vaginal, abscessos ovarianos e certas feridas crônicas.

Da mesma forma, diferentes estudos de caso clínico estabeleceram que espécies desse gênero podem causar uma ampla variedade de infecções do trato urinário, além de sangue.

Peptoestreptococcus

É um gênero de bactérias que freqüentemente causa o desenvolvimento de patologias em seres humanos. Além disso, fazem parte da microbiota de certas membranas mucosas do organismo, como a orofaringe e a geniturinária.

Bacilos -Gram negativos

São bactérias com formato alongado de cana e caracterizadas por adquirir uma cor fúcsia quando submetidas ao processo de coloração de Gram. Este grupo de bactérias anaeróbias abrange vários gêneros.

Pré-garrafa

É um gênero de bactérias que são freqüentemente encontradas como componentes da flora bacteriana da cavidade oral, do trato gastrointestinal e da cavidade vaginal. Apesar disso, quando as condições normais do corpo mudam, essas bactérias proliferam incontrolavelmente.

Quando isso ocorre, o Prevotella causa o desenvolvimento de certas infecções, sendo as mais comuns as que ocorrem ao nível da mucosa periodontal. Eles também foram isolados de pacientes que sofrem de artéria reumatóide.

Bacilos -Gram positivos

A esse grupo pertencem bactérias em forma de cana que possuem uma espessa camada de peptidoglicano em sua parede celular que retém partículas de corante grama, dando-lhe uma cor violeta. A esse grupo pertence uma grande variedade de espécies que causam várias doenças e patologias em seres humanos.

Clostridium botulinum

É uma bactéria gram-positiva caracterizada pela produção de esporos, que constituem um agente infeccioso para os seres humanos. Da mesma forma, essa bactéria sintetiza e libera certas toxinas, cuja principal função é paralisar os músculos.

Dentre as doenças geradas por essa bactéria, podemos citar o botulismo alimentar, que afeta o trato gastrointestinal, e o botulismo infantil, que afeta crianças pequenas e é causado pela ingestão direta de esporos.

Clostridium tetani

Esta bactéria é bem conhecida no campo médico e tem sido objeto de inúmeros estudos sobre os efeitos que gera no organismo. Como o restante das bactérias Clostridium , esta bactéria produz endosporos, que são muito resistentes aos componentes ambientais.

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Clostridium tetani. Fonte: Provedor (es) de Conteúdo: CDC [Domínio Público]

Da mesma forma, essa bactéria causa nos seres humanos uma patologia conhecida como tétano. Esta doença é causada pela entrada de esporos no corpo, que germinam e começam a sintetizar e liberar as toxinas dessa espécie.

Quando isso ocorre, os esporos interferem na transmissão dos impulsos nervosos, fazendo com que os músculos sofram espasmos dolorosos.

Diferenças com bactérias aeróbicas

A principal diferença entre bactérias anaeróbicas e bactérias aeróbias refere-se ao uso de oxigênio e à capacidade de se desenvolver na presença ou ausência desse elemento.

Nesse sentido, as bactérias anaeróbicas não usam oxigênio para nenhum de seus processos energéticos internos. Pelo contrário, as bactérias aeróbicas o utilizam como aceitador de elétrons durante o processo de respiração celular, pelo qual degradam moléculas de compostos orgânicos como a glicose, obtendo uma grande quantidade de energia.

Da mesma forma, existem bactérias anaeróbicas que, além de não usar oxigênio em seus diversos processos, também não podem estar em ambientes ricos em oxigênio, uma vez que esse elemento é altamente tóxico para elas. Em vez de respiração celular, eles executam fermentação.

Outra diferença notável entre os dois tipos de células tem a ver com seu habitat. As bactérias aeróbicas são encontradas em ambientes onde existe uma ampla disponibilidade de oxigênio, enquanto as bactérias anaeróbicas sobrevivem em ambientes onde há total ausência de oxigênio ou nas quais as concentrações de oxigênio são muito baixas.

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Cultura de bactérias anaeróbias

O cultivo de bactérias anaeróbicas é um processo no qual todas as precauções necessárias devem ser seguidas para evitar erros. Aqui é importante ter em mente que algumas espécies de bactérias anaeróbicas não podem ter nenhum contato com o oxigênio, pois esse pode ser um agente tóxico para elas.

Um dos elementos a ter em conta quando uma cultura deve ser realizada em laboratório é o meio de cultura que deve ser usado. Cada grupo de bactérias tem certos requisitos específicos.

Meios de cultura

Atualmente, existem muitos meios de cultura que podem ser usados ​​para plantar qualquer tipo de bactéria. No caso específico de bactérias anaeróbicas, o meio de cultura requer a adição de algum agente redutor, como tioglicolato ou cisteína.

Da mesma forma, para otimizar os resultados esperados, é possível adicionar algum indicador redox, evidenciando a possível presença de oxigênio, como a resazurina.

Os meios de cultura mais utilizados e recomendados para o plantio de bactérias anaeróbias são:

– Agar de sangue para anaeróbios: contém, entre outras coisas, extrato de carne, extrato de levedura, NaCl, glicose e peptona, entre outros.

– Agar de chocolate: não é amplamente utilizado para o crescimento de bactérias anaeróbicas. No entanto, graças aos seus componentes, é possível cultivá-los lá.

– Álcool fenílico etílico com sangue: este meio é amplamente utilizado para isolar adequadamente bactérias anaeróbias.

– Agar Columbia com colistina e ácido nalidíxico.

– Tioglicolato: geralmente é enriquecido com L-cistina, hemina e vitamina K.

– Agar KVLB (canamicina, vancomicina, sangue lacado): especificamente para bacilos gram-negativos.

Procedimento

Depois que o meio de cultura a ser usado for selecionado, de acordo com as bactérias que você deseja cultivar, você poderá iniciar o procedimento. Nesse sentido, é necessário criar um ambiente totalmente anaeróbico, no qual não haja oxigênio. Para conseguir isso, dois procedimentos podem ser seguidos:

– Método do hidróxido de sódio – ácido pirogálico: esse método baseia-se na obtenção de um ambiente anaeróbico por meio de uma reação química, utilizando, em vez de um agente redutor, um catalisador. É um procedimento delicado e potencialmente perigoso.

– Uso de garrafas anaeróbicas: esses tipos de garrafas são muito úteis para o cultivo de organismos anaeróbicos. No entanto, é usado apenas com organismos que podem resistir ao contato leve com pequenos níveis de oxigênio.

Da mesma forma, um tipo de vácuo deve ser criado para prosseguir com o cultivo. Isso pode ser feito de várias maneiras: deslocando oxigênio com outros gases, absorvendo oxigênio por métodos químicos ou biológicos ou usando agentes redutores.

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Cultivo de Clostridium perfringens. Fonte: Crédito da foto: Provedor (es) de conteúdo: CDC / Dr. Stuart E. Starr [Domínio público]

Uma vez realizadas essas etapas, a inoculação é realizada para proceder à incubação da cultura e aguardar o tempo prudencial para estudar as colônias obtidas. O tempo de espera dependerá das espécies que estão sendo cultivadas.

Existem espécies de crescimento rápido (18 a 24 horas), como Clostridium perfringens e outras que apresentam crescimento lento (5-7 dias), como Propionibacterium.

Métodos para a conta de placa

Esses métodos são usados ​​para saber o número aproximado de microrganismos encontrados em uma cultura. No caso de bactérias anaeróbias, existem várias técnicas que permitem a contagem.

No entanto, como muitas dessas bactérias não podem entrar em contato direto com o oxigênio porque é tóxico, é necessário muito cuidado ao implementar essas técnicas.

Nesse sentido, dois métodos serão descritos aqui: o número mais provável (para aeróbicos estritos) e o método de extensão da placa (para anaeróbios facultativos e microaerofílicos)

Método numérico mais provável

Esta técnica é baseada na determinação da presença ou ausência de microrganismos em qualquer amostra. Isso é feito em réplicas de soluções consecutivas. O princípio por trás desse método é que uma única célula viva pode se desenvolver, produzindo uma cultura nublada.

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Para realizar esse processo, é necessário fazer uma série de soluções seriais da amostra de cultura. Para isso, é importante usar um meio de cultura líquido com requisitos nutricionais. Feito isso, os tubos de ensaio são incubados esperando o crescimento dos microrganismos.

Depois de decorrido o tempo razoável, os tubos de ensaio nos quais uma ou mais células bacterianas foram inoculadas ficarão turvos.

À medida que os tubos nos quais o fator de dissolução está aumentando, estes ficam progressivamente menos nublados, pois contêm cada vez menos células bacterianas. Isso é assim até chegar a um ponto em que não haverá microorganismos ou apenas um.

Finalmente, a estimativa da densidade populacional é obtida a partir do padrão de ocorrência em soluções seriais e através do uso de uma tabela probabilística padrão que foi projetada para esse fim.

Método de espalhamento de placas

Este é um método bastante simples. Primeiro, várias placas de Petri devem ser organizadas com o meio de cultura de maneira ordenada. Posteriormente, é realizada a inoculação de 1 mL de solução em cada cápsula. É importante notar que o microrganismo a ser contado é encontrado nas soluções.

Em seguida, com a ajuda de uma haste de vidro, o material inoculado é espalhado homogeneamente, cobrindo toda a superfície do meio de cultura.

Finalmente, as placas de Petri são incubadas nas condições necessárias para o tempo necessário para cada tipo de microorganismo. Finalmente, as colônias que foram geradas são contadas.

Doenças causadas

Muitas das bactérias anaeróbicas são patógenos conhecidos pelo homem e produzem doenças e patologias que podem até comprometer a vida do indivíduo.

Infecções ao nível da cavidade oral

A cavidade bucal é o ambiente ideal para muitas bactérias anaeróbicas, que proliferam e geram determinadas patologias, como periodontite, gengivite necrosante e abscessos, entre outras.

A maioria dessas infecções ocorre com dor, lesões ao nível da mucosa e supuração do pus, com o consequente aumento da temperatura corporal.

Dentre as bactérias causadoras, Porphyromonas gingivalis é a mais frequentemente isolada nessas lesões.

Infecções intestinais

Uma das vias de infecção desse tipo de bactéria é pela ingestão, seja de esporos (no caso de bactérias esporuladas) ou de alimentos e água contaminados.

Nesses casos, as bactérias são ancoradas ao intestino e começam a produzir danos ao nível da mucosa intestinal, desencadeando sintomas como: febre, dor abdominal, evacuações líquidas, distensão abdominal, náusea e mal-estar.

As bactérias anaeróbicas que podem gerar esse quadro clínico são Clostridium difficile e Escherichia coli , entre outras.

Infecções de pele

Algumas dessas bactérias, quando em contato com uma ferida aberta, podem infectá-la. Se isso ocorrer, infecções cutâneas graves podem ocorrer, como a gangrena gasosa, cujo agente causador é o Clostridium perfringes.

Os sintomas da gangrena gasosa podem incluir: bolhas cheias de líquido sanguíneo, enfisema subcutâneo, dor intensa e febre alta, entre outros.

Outra patologia causada por bactérias anaeróbicas no nível da pele é a fasceíte necrosante, na qual a infecção se espalha além do tecido da pele, afetando até a fáscia que circunda os músculos.

Entre seus sintomas estão dor aguda, eritema intenso, bolhas e, muitas vezes, gangrena. Entre os agentes causadores dessa patologia está o Staphylococcus aureus.

Referências

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