Microbiologia: Bactérias, Bacterioses e Resistência Microbiana

O que mais cai

Do que trata o tópico

Este tópico estuda as bactérias, seres vivos de uma célula só e sem núcleo organizado. Ele mostra a estrutura da célula bacteriana, a forma como as bactérias se reproduzem e trocam genes, o papel delas no ambiente, as principais doenças humanas causadas por bactérias (as bacterioses) e o problema da resistência microbiana, isto é, a capacidade de uma bactéria sobreviver a um antibiótico que antes a matava. O conteúdo aparece em provas de Biologia, de saúde e de vigilância sanitária.

Conteúdo

Bacteriologia: a célula bacteriana

Um técnico de laboratório recebe uma amostra de água de um poço e precisa saber se há bactérias nela. Ao microscópio comum, ele vê pontos e bastonetes minúsculos, sem núcleo visível. Essa ausência de núcleo é a primeira marca das bactérias: elas são procariontes, isto é, células cujo material genético fica solto no citoplasma, sem membrana em volta. A Bacteriologia é o ramo da Microbiologia que estuda esses organismos.

As bactérias formam o domínio Bacteria. Nas classificações antigas, em cinco reinos, elas ficavam no reino Monera, junto com as cianobactérias e as arqueas (antes chamadas arqueobactérias). As cianobactérias são bactérias que fazem fotossíntese com clorofila, sem cloroplasto.

As arqueas (domínio Archaea) também são procariontes, mas formam um domínio separado das bactérias. Na classificação em três domínios, de Woese, Bacteria e Archaea são procariontes, e só o domínio Eukarya é eucarionte. As células de animais, vegetais, fungos e protozoários são eucariontes, com núcleo envolto por membrana e com organelas membranosas.

A célula bacteriana tem uma estrutura simples, mas completa. Os componentes presentes em praticamente todas as bactérias são estes:

1. Membrana plasmática: controla a entrada e a saída de substâncias. Nas bactérias, a respiração celular acontece em enzimas presas a essa membrana, porque elas não têm mitocôndria.
2. Citoplasma: meio onde ficam as enzimas, os ribossomos e o material genético.
3. Nucleoide: região onde fica o cromossomo bacteriano, uma única molécula de DNA circular, sem membrana nuclear.
4. Ribossomos 70S: menores que os ribossomos 80S do citoplasma dos eucariontes. Eles fazem a síntese de proteínas.
5. Parede celular: envoltório rígido por fora da membrana, formado de peptidoglicano (também chamado mureína). A parede dá forma à célula e impede que ela estoure quando absorve água.

Outros componentes aparecem só em algumas bactérias. Os plasmídeos são pequenas moléculas de DNA circular, separadas do cromossomo, que se duplicam sozinhas e muitas vezes trazem genes de resistência a antibióticos. A cápsula é uma camada viscosa por fora da parede, que protege a bactéria contra a defesa do hospedeiro. Os flagelos movem a célula, e as fímbrias (ou pili) prendem a bactéria a superfícies; um pilus especial, o pilus sexual, liga duas bactérias na conjugação.

A parede celular separa as bactérias em dois grandes grupos pela coloração de Gram, técnica de laboratório que usa corantes em sequência. As bactérias Gram positivas têm parede grossa de peptidoglicano, retêm o primeiro corante e ficam roxas. As bactérias Gram negativas têm parede fina de peptidoglicano e, por fora dela, uma membrana externa com lipopolissacarídeo; elas perdem o primeiro corante na lavagem com álcool e ficam vermelhas ou rosadas com o segundo corante.

O passo a passo da coloração de Gram segue a ordem abaixo. O resultado depende da espessura da parede.

A forma da célula também classifica as bactérias. Os cocos são esféricos, os bacilos têm forma de bastão, os espirilos são espiralados e rígidos, e os vibriões têm forma de vírgula. Os cocos ainda se agrupam de modos típicos: em pares são diplococos, em fileira são estreptococos, em cacho são estafilococos e em cubo de oito células são sarcinas.

Algumas bactérias, como as dos gêneros Clostridium e Bacillus, formam endósporos quando o ambiente fica ruim. O endósporo é uma estrutura de parede espessa, com pouca água, que resiste ao calor, à secura e a desinfetantes por muito tempo. Uma célula forma um endósporo, e o endósporo volta a ser uma célula quando o ambiente melhora; por isso o endósporo é uma forma de resistência e não de reprodução, já que o número de bactérias não aumenta.

Há exceções que a banca usa. Os micoplasmas são bactérias sem parede celular, e por isso não têm forma fixa e não sofrem efeito dos antibióticos que atacam a parede. As cianobactérias são procariontes e fazem fotossíntese, mas não têm cloroplasto: a clorofila fica em membranas internas do citoplasma.

A diferença para o vizinho mais trocado é a célula eucarionte. A bactéria tem ribossomo, membrana plasmática e, na maior parte dos casos, parede celular, como a célula vegetal; o que ela não tem é núcleo organizado e organelas com membrana (mitocôndria, cloroplasto, retículo endoplasmático, complexo golgiense). A parede da bactéria é de peptidoglicano, a da planta é de celulose e a dos fungos é de quitina.

Na prática, a técnica de laboratório Marta recebe duas amostras de uma paciente com infecção. Na primeira, a coloração de Gram mostra cocos roxos em cacho; na segunda, bacilos vermelhos. Pela teoria, a primeira amostra tem estafilococos Gram positivos, com parede grossa, e a segunda tem bacilos Gram negativos, com membrana externa. Essa informação ajuda o médico a escolher o antibiótico antes do resultado completo do exame.

O erro comum é dizer que a bactéria não tem organela nenhuma. Ela tem ribossomo, que é organela sem membrana; o que falta são as organelas membranosas. Outro erro é chamar o endósporo de forma de reprodução.

Como a banca cobra: a banca mistura estruturas de procariontes e eucariontes na mesma frase e troca as cores e as paredes na coloração de Gram.

Reprodução, metabolismo e variabilidade das bactérias

Um alimento cozido que fica horas fora da geladeira pode causar intoxicação, mesmo que estivesse limpo no começo. O motivo é a velocidade com que as bactérias se multiplicam. A bactéria se reproduz por divisão binária (ou cissiparidade): ela duplica o cromossomo, cresce e se divide em duas células iguais. É uma reprodução assexuada, sem mistura de genes, e cada ciclo leva o nome de geração.

O passo a passo da divisão binária é este:

1. A bactéria duplica o cromossomo circular; cada cópia fica presa à membrana.
2. A célula cresce, e as duas cópias se afastam.
3. A membrana e a parede se dobram para dentro no meio da célula.
4. Surgem duas células-filhas, cada uma com uma cópia do cromossomo.

Como cada geração dobra o número de bactérias, o crescimento em condições ideais segue a fórmula abaixo.

Na fórmula, $N$ é o número final de bactérias, $N_0$ é o número inicial e $n$ é o número de gerações, que é o tempo total dividido pelo tempo de uma geração.

Exemplo resolvido: uma marmita tem 300 bactérias no momento em que fica fora da geladeira. Em condições ideais, essa bactéria se divide a cada 30 minutos. Quantas bactérias haverá depois de 3 horas?

1. Tempo total: 3 horas = 180 minutos.
2. Número de gerações: 180 ÷ 30 = 6.
3. Fator de multiplicação: 2 elevado a 6 = 64.
4. Número final: 300 × 64 = 19.200 bactérias.

Na prática, por isso a vigilância sanitária exige que alimentos prontos fiquem quentes ou refrigerados. Com 6 gerações, a população fica 64 vezes maior; com 12 gerações, ficaria 4.096 vezes maior, porque 2 elevado a 12 é 4.096.

A divisão binária gera clones, mas as bactérias têm duas fontes de variedade genética. A primeira é a mutação, mudança espontânea no DNA; como as bactérias se multiplicam muito rápido, até mutações raras aparecem com frequência numa população grande. A segunda é a recombinação genética, a entrada de DNA de outra bactéria, que acontece por três processos.

1. Transformação: a bactéria absorve pedaços de DNA soltos no meio, deixados por bactérias mortas, e incorpora esses genes.
2. Transdução: um vírus que infecta bactérias, o bacteriófago, carrega por engano um pedaço de DNA de uma bactéria para outra.
3. Conjugação: uma bactéria doadora liga-se a uma receptora pelo pilus sexual e passa a ela uma cópia de DNA, em geral de um plasmídeo.

Esses três processos não aumentam o número de bactérias. Por isso eles não são reprodução, e a banca costuma chamar a conjugação de "reprodução sexuada" para testar esse ponto. O nome correto é recombinação ou transferência horizontal de genes, isto é, passagem de genes entre bactérias que já existem, sem relação de mãe e filha.

Quanto à nutrição, as bactérias podem ser autótrofas, que produzem o próprio alimento, ou heterótrofas, que dependem de matéria orgânica pronta. As autótrofas fotossintetizantes usam a luz, como as cianobactérias. As autótrofas quimiossintetizantes usam a energia da oxidação de substâncias inorgânicas, como as bactérias nitrificantes. Entre as heterótrofas estão as decompositoras, as parasitas, que causam doenças, e as mutualistas, como as que vivem no intestino humano.

Quanto ao uso do oxigênio, há três grupos. As aeróbias obrigatórias precisam de oxigênio, como o bacilo da tuberculose. As anaeróbias obrigatórias morrem em presença de oxigênio, como as bactérias do tétano e do botulismo; por isso o tétano se liga a ferimentos profundos e o botulismo, a conservas fechadas. As anaeróbias facultativas, como a Escherichia coli, respiram com oxigênio quando ele existe e fermentam quando ele falta.

As bactérias também movem o ciclo do nitrogênio. O ar tem muito nitrogênio, mas as plantas não usam o gás diretamente. Bactérias fazem cada etapa da transformação:

1. Fixação: bactérias como as do gênero Rhizobium, que vivem em nódulos das raízes de leguminosas (feijão, soja), transformam o nitrogênio do ar em amônia.
2. Nitrificação: as bactérias do gênero Nitrosomonas transformam a amônia em nitrito, e as do gênero Nitrobacter transformam o nitrito em nitrato, a forma que a planta absorve melhor.
3. Desnitrificação: outras bactérias devolvem o nitrogênio ao ar na forma de gás.

Além disso, bactérias fermentadoras (os lactobacilos) produzem iogurte e queijos, e bactérias modificadas produzem insulina humana por engenharia genética.

A diferença para o vizinho mais trocado está entre fixação e nitrificação. A fixação tira o nitrogênio do ar e forma amônia; a nitrificação parte da amônia e chega ao nitrato. Outra troca comum é entre fermentação e respiração anaeróbia: as duas dispensam oxigênio, mas a fermentação não usa cadeia respiratória e rende menos energia.

O erro comum é achar que toda bactéria é nociva. A maior parte das bactérias é decompositora ou mutualista, e o ciclo do nitrogênio depende delas.

Como a banca cobra: a banca pede contas de crescimento por gerações e troca os processos de recombinação entre si ou com a reprodução.

Bacterioses humanas

Um agente de saúde de uma cidade inundada recebe vários casos de febre e dor muscular nas pernas uma semana depois da enchente. Para orientar a população, ele precisa saber qual micro-organismo causa a doença e como ele chega à pessoa. As bacterioses são as doenças causadas por bactérias. Para cada uma, a prova pede o agente, a forma de transmissão, o sinal principal e a prevenção.

As bactérias causam doença de dois modos. Algumas invadem e destroem tecidos, como o bacilo da tuberculose no pulmão. Outras produzem toxinas, substâncias que lesam o corpo mesmo longe do local da bactéria, como a toxina do tétano, que age nos nervos, e a toxina do cólera, que faz o intestino perder água.

As bacterioses que mais caem, agrupadas pela forma de transmissão, são estas:

1. Pelo ar (gotículas e secreções): tuberculose (Mycobacterium tuberculosis, o bacilo de Koch), hanseníase (Mycobacterium leprae, o bacilo de Hansen, por contato prolongado com doente sem tratamento), difteria (Corynebacterium diphtheriae), coqueluche (Bordetella pertussis), meningite meningocócica (Neisseria meningitidis) e pneumonia bacteriana (Streptococcus pneumoniae, entre outras).
2. Por água e alimentos contaminados: cólera (Vibrio cholerae), febre tifoide (Salmonella typhi), outras salmoneloses e o botulismo (Clostridium botulinum), este pela toxina em conservas mal preparadas.
3. Por contato com ambiente ou animal: tétano (Clostridium tetani, cujos esporos entram por ferimentos), leptospirose (Leptospira, eliminada na urina de ratos e levada pela água de enchentes) e peste bubônica (Yersinia pestis, transmitida pela pulga do rato).
4. Por relação sexual: sífilis (Treponema pallidum), gonorreia (Neisseria gonorrhoeae) e clamídia (Chlamydia trachomatis). A sífilis também passa da gestante para o feto, na sífilis congênita.

A tuberculose dá tosse persistente, febre no fim da tarde, suor noturno e perda de peso. A hanseníase dá manchas na pele com perda da sensibilidade, porque o bacilo ataca os nervos. A cólera dá diarreia intensa, com perda rápida de água e sais, e o tratamento central é a reidratação. O tétano dá contrações musculares fortes e rigidez, e a leptospirose dá febre, dor na panturrilha e, nos casos graves, lesão do fígado e dos rins.

A prevenção acompanha a forma de transmissão. Há vacinas contra várias bacterioses: a BCG protege das formas graves da tuberculose, e a vacina tríplice bacteriana protege contra difteria, tétano e coqueluche. Contra as doenças da água e dos alimentos, valem saneamento básico, água tratada e higiene dos alimentos. Contra a leptospirose, valem o controle de ratos e a proteção nas enchentes; contra as sexualmente transmissíveis, o preservativo.

Duas exceções derrubam muitos candidatos. O tétano não passa de pessoa para pessoa: o doente não transmite a doença, porque ela vem dos esporos do solo que entram pela ferida. A hanseníase tem cura com tratamento, e o doente em tratamento deixa de transmitir, por isso não há motivo para isolar quem se trata.

A diferença para o vizinho é a virose e a protozoose. Gripe, dengue, sarampo, febre amarela, hepatites, raiva e aids são viroses. Malária, doença de Chagas, leishmanioses e amebíase são protozooses. A diferença importa para o tratamento: o antibiótico só age em bactéria e não cura virose nem protozoose.

Na prática, o agente de saúde da cidade inundada suspeita de leptospirose. A bactéria sai na urina dos ratos, mistura-se à água da enchente e entra pela pele com ferimentos ou pelas mucosas. A teoria manda orientar o uso de botas e luvas na limpeza das casas, o controle de ratos e a busca de atendimento logo na febre, porque a doença é tratada com antibiótico.

O erro comum é chamar a leptospirose de virose ou ligá-la ao mosquito. Outro erro é pensar que toda vacina contra bacteriose é igual a soro: a vacina ensina o corpo a produzir defesa, e o soro (como o antitetânico) já traz os anticorpos prontos.

Como a banca cobra: a banca troca o agente entre bacteriose, virose e protozoose e troca a forma de transmissão entre doenças parecidas, como leptospirose e dengue.

Resistência bacteriana aos antibióticos

Um paciente toma antibiótico por três dias, melhora e para o remédio por conta própria. Semanas depois, a infecção volta e o mesmo antibiótico não faz mais efeito. Esse caso mostra a resistência bacteriana: a bactéria passa a sobreviver ao antibiótico que antes a eliminava. Para entender o problema, é preciso saber como o antibiótico age e como a resistência surge e se espalha.

Os antibióticos são substâncias que matam bactérias ou impedem que elas se multipliquem. A primeira ideia veio da observação de Alexander Fleming: um fungo do gênero Penicillium contaminou uma cultura de bactérias e impediu o crescimento delas ao redor. Dessa observação nasceu a penicilina.

O antibiótico funciona por toxicidade seletiva: ele ataca uma estrutura que a bactéria tem e a célula humana não tem, ou tem de forma diferente. Os alvos principais são estes:

1. Parede celular: as penicilinas e as cefalosporinas impedem a síntese do peptidoglicano. A célula humana não tem parede, por isso o efeito fica na bactéria.
2. Ribossomo 70S: as tetraciclinas, os aminoglicosídeos e os macrolídeos bloqueiam a síntese de proteínas no ribossomo bacteriano, que é diferente do ribossomo 80S do citoplasma humano.
3. Duplicação do DNA: as quinolonas inibem enzimas que a bactéria usa para copiar o cromossomo.
4. Metabolismo: as sulfonamidas bloqueiam a produção de ácido fólico pela bactéria.

Os antibióticos se dividem também pelo efeito. O bactericida mata a bactéria, como a penicilina. O bacteriostático impede a multiplicação, e o sistema de defesa do corpo elimina as bactérias restantes, como a tetraciclina.

A resistência surge por variação e se espalha por seleção natural. Numa população com milhões de bactérias, algumas já trazem, por mutação ou por um plasmídeo recebido, um gene que as protege. O antibiótico mata as sensíveis e deixa as resistentes vivas, e estas se multiplicam e passam a dominar a população.

O ponto central é a origem da mudança. O antibiótico não cria a resistência nem provoca a mutação; ele só seleciona as bactérias que já eram resistentes. Essa é a explicação de Darwin, ajustada pela genética: a variação aparece ao acaso, e o ambiente escolhe quem sobrevive. A explicação de Lamarck, de que a bactéria "aprende" a resistir pelo uso, está errada e é a troca preferida da banca.

O fluxo abaixo resume a seleção das bactérias resistentes durante um tratamento.

A bactéria resistente se defende por quatro mecanismos principais:

1. Destruição do antibiótico: enzimas como a betalactamase quebram a penicilina antes que ela aja.
2. Mudança do alvo: a bactéria altera a proteína ou o ribossomo que o antibiótico atacaria.
3. Bomba de efluxo: proteínas da membrana expulsam o antibiótico para fora da célula.
4. Menor entrada: a bactéria reduz a passagem do antibiótico pela membrana externa.

A resistência se espalha rápido porque os genes viajam. Os plasmídeos R (de resistência) passam de uma bactéria para outra por conjugação, até entre espécies diferentes, e um só plasmídeo pode levar genes contra vários antibióticos. Assim surgem as superbactérias, resistentes a muitos antibióticos, como o Staphylococcus aureus resistente à meticilina (conhecido pela sigla em inglês MRSA) e a Klebsiella pneumoniae produtora de carbapenemase (KPC), comuns em hospitais.

O uso incorreto acelera a seleção. Os casos que mais pesam são: interromper o tratamento antes do fim, o que deixa vivas as bactérias menos sensíveis; tomar antibiótico sem receita ou para virose, como gripe e resfriado, que o antibiótico não trata; e o uso em massa em criação de animais. As medidas de controle são o uso só com prescrição, a dose e o tempo completos, a higiene das mãos nos hospitais e o isolamento de pacientes com superbactéria.

A diferença para o vizinho mais trocado está entre resistência e imunidade. A resistência é da bactéria, que sobrevive ao remédio; a imunidade é do corpo, que se defende do micro-organismo. A pessoa não fica "resistente ao antibiótico": quem fica resistente é a população de bactérias. Outra troca é entre antibiótico e vacina: o antibiótico trata a infecção bacteriana que já existe, e a vacina previne a doença.

Na prática, um hospital registra vários casos de infecção por Klebsiella resistente na mesma ala. A teoria manda isolar os pacientes afetados, reforçar a lavagem das mãos entre um atendimento e outro, usar antibiótico conforme o resultado do exame e evitar o uso amplo sem necessidade. Essas medidas reduzem a seleção e a passagem de plasmídeos entre bactérias.

O erro comum é dizer que o antibiótico causa a mutação de resistência. Outro erro é usar antibiótico em infecção por vírus.

Como a banca cobra: a banca cobra a seleção natural contra a ideia de Lamarck, o alvo de cada grupo de antibiótico e o uso indevido em virose.

Quadros e comparações

A primeira tabela compara os dois grupos da coloração de Gram.

A segunda tabela reúne as bacterioses mais cobradas, com o agente e a transmissão.

A terceira tabela separa os três processos de recombinação genética.

A quarta tabela compara as ideias sobre a origem da resistência.

Para decorar

Pegadinhas

Fontes e data

• [1] Conhecimento consolidado de livro didático de Biologia (Microbiologia: bactérias, bacterioses e resistência aos antibióticos).

Texto conferido em 15/10/2026.