BACTÉRIAS GRAM NEGATIVAS: CARACTERÍSTICAS, ESTRUTURA, DOENÇAS - BIOLOGIA - 2025

As bactérias Gram negativas são bactérias que não retêm corante violeta cristal quando a coloração de Gram é usada. Por causa disso, eles se coram de vermelho ou rosa claro, em vez de azul ou roxo, como fazem as bactérias Gram-positivas. A cor adquirida pelos Gram negativos deve-se a outro corante que pode ser a fucsina ou a safranina.

A diferença na coloração está relacionada à natureza da parede celular em ambos os grupos de organismos. Durante a coloração, o violeta de cristal liga-se à parede celular bacteriana e também forma um complexo insolúvel em água com o iodo contido no lugol (outro composto usado na coloração de Gram).

Bactérias Gram negativas rosa. Retirado e editado de: Microrao.

A parede celular das bactérias Gram positivas é espessa e complexa por natureza, podendo reter o complexo formado pelo cristal violeta e iodo, quando tratadas com álcool ou acetona. A parede celular das bactérias Gram negativas é mais simples e não retém o violeta de cristal.

Essas bactérias são onipresentes e estão presentes em praticamente todos os ambientes da Terra capazes de sustentar vida. O grupo contém espécies patogênicas para humanos que estão associadas a infecções urinárias, respiratórias e gastrointestinais; alguns dos quais são adquiridos nos mesmos centros de saúde (nosocomiais).

Características gerais

A principal característica desse grupo de bactérias é que eles se coram de vermelho ou rosa com a técnica de Gram. Durante esta técnica de coloração diferencial, todas as bactérias coram de azul ou violeta, mas apenas as Gram positivas são capazes de reter tal coloração após serem tratadas com álcool ou acetona.

Essas bactérias apresentam duas membranas lipídicas, uma delas representada pela membrana citoplasmática e outra externa à parede celular. Ocorre exclusivamente nos Gram negativos e geralmente é composto por fosfolipídios e lipopolissacarídeos.

O componente lipídico dos lipopolissacarídeos da membrana externa é conhecido como lipídeo A e atua como uma endotoxina que, ao entrar no sistema circulatório, provoca uma reação tóxica que pode até desencadear um choque endotóxico.

A parede celular é composta por peptidoglicanos formando uma camada delgada, sem os ácidos teicóico e lipoteicóico, ao contrário do que ocorre nos Gram-positivos, que são compostos por várias camadas de peptidoglicanos e apresentam os dois tipos de ácidos. Eles servem para ancorar o envelope nuclear à membrana citoplasmática.

Os flagelos das bactérias Gram negativas, quando presentes, possuem quatro anéis de suporte (dois para cada membrana), enquanto nas bactérias Gram positivas possuem apenas dois anéis de suporte, visto que possuem apenas uma membrana.

Estrutura

Célula procariótica média.

Todas as bactérias carecem de um núcleo e o material cromossômico não é separado do citoplasma por uma membrana nuclear. Os ribossomos também estão embutidos no citoplasma.

Uma bactéria Gram negativa consiste em duas membranas celulares e uma parede celular entre elas. Entre a parede celular e a membrana interna está o periplasma. Além disso, às vezes pode apresentar flagelos, fímbrias, cápsulas e esporos muito excepcionalmente.

Parede celular

A parede celular é composta principalmente de peptidoglicano, um polímero composto por unidades repetidas de N-acetil Glucosamina e ácido N-acetilmurâmico que formam uma camada fina.

A membrana externa está fortemente ligada ao peptidoglicano e faz parte da parede celular das bactérias Gram negativas.

Membrana externa

A membrana externa contém fosfolipídios, lipopolissacarídeos e proteínas de membrana. Os lipopolissacarídeos são constituídos por lipídeo A (porção lipídica), polissacarídeo O e, entre eles, outra cadeia de polissacarídeos. O lipídeo A está imerso na membrana e o polissacarídeo O na face externa.

O lipipopolissacarídeo (LPS) é uma endotoxina, cujo potencial tóxico se deve ao lipídio A. Como esse lipídio está imerso na membrana, seu efeito tóxico só aparece quando a célula bacteriana é lisada.

Periplasma

Uma substância gelatinosa composta de água e altas concentrações de proteínas e peptidoglicanos. De grande importância no metabolismo energético das bactérias Gram negativas, localiza-se entre a parede celular e a membrana citoplasmática (espaço periplasmático).

Imagem microscópica (aumento X1000) de bactérias Gram-positivas (Staphylococcus aureus, em roxo) e Gram-negativas (Escherichia coli, em rosa). Tirado e editado de: Y tambe.

Membrana celular

A membrana celular é a estrutura que delimita o espaço intracelular do ambiente externo. É uma membrana semipermeável, de cerca de 8 nm, de natureza lipídica, de constituição semelhante à de outras bactérias e que difere da membrana eucariótica por esta possuir esteróis, enquanto a bacteriana não.

Citoplasma

É o conteúdo celular delimitado pela membrana citoplasmática e contendo ribossomos, nucleoides e várias macromoléculas em suspensão.

Ribossomos

Nas bactérias Gram-negativas, os ribossomos podem ocorrer individualmente no citoplasma, em grupos ou em cadeias associadas ao RNA mensageiro, chamados polirribossomos.

DNA bacteriano

Como em todas as bactérias, o DNA bacteriano não está contido em um núcleo. Esse material genético é composto por uma fita dupla de DNA em formato circular.

Fimbriae ou pilis

As fímbrias ou pilis são estruturas filiformes distribuídas principalmente na superfície externa das bactérias Gram negativas. Apesar de sua semelhança com os flagelos, eles não são usados ​​para deslocamento, mas para outras funções, como adesão aos tecidos do hospedeiro ou para a reprodução.

Cápsula

A cápsula é uma estrutura que pode estar presente em qualquer tipo de bactéria. Não é uma estrutura vital, pois sua perda não afeta a viabilidade da bactéria, mas é importante porque protege o organismo da fagocitose. Quando presente, é encontrado externamente à parede celular.

Geralmente é constituído de polissacarídeos com aspecto mucoso. Constitui um fator de virulência para algumas bactérias.

Esporos

Essas estruturas são encontradas quase exclusivamente em bastonetes Gram-positivos, exceto para uma única espécie Gram-negativa (Coxiella burnetti) que também os possui. Eles se formam dentro do corpo, por isso são chamados de endosporos e são estruturas altamente resistentes a fatores ambientais adversos, bem como à radiação e desinfetantes químicos.

Flagelo

O flagelo bacteriano é uma estrutura em forma de chicote que é usada para movimentação. Seu número e disposição na superfície bacteriana variam de acordo com a espécie.

Doenças

As bactérias Gram negativas, especialmente Enterobacteriaceae e bactérias não fermentativas, são de grande importância médica, pois são os agentes causadores de uma grande variedade de doenças infecciosas, entre as quais podemos citar:

Infecções do trato urinário

As infecções bacterianas Gram-negativas do trato urinário podem ser divididas em dois tipos: endógenas e exógenas. As infecções endógenas ocorrem quando as bactérias colonizam o trato gastrointestinal ascendente através do trato urinário. As exógenas geralmente ocorrem devido ao uso de instrumentos contaminados durante o atendimento médico.

Essas doenças podem apresentar sintomas locais, como no caso da cistite e prostatite ou, ao contrário, podem apresentar sintomas sistêmicos que incluem febre e sepse, como podem ocorrer na pielonefrite ou no abscesso renal.

Infecções intra-abdominais

Muitas bactérias Gram negativas são membros normais da flora bacteriana gastrointestinal, sem causar nenhum tipo de doença, porém são patógenos oportunistas que podem causar infecções se houver lesões no trato digestivo.

Essas infecções podem ser locais e limitadas às paredes do trato gastrointestinal, como na diverticulite ou colecistite, ou podem se espalhar para a cavidade abdominal causando peritonite.

O peritônio é uma membrana que cobre todas as vísceras celômicas, de modo que uma infecção dessa membrana pode se espalhar rapidamente para todos os órgãos. Normalmente, quando ocorre infecção intra-abdominal, especialmente se houver abscessos, o tratamento com antibióticos é insuficiente e opções cirúrgicas devem ser utilizadas.

Infecções do trato respiratório

Esse tipo de infecção está associado a alta morbimortalidade. Geralmente ocorre em pacientes hospitalares ou aqueles que foram submetidos a tratamentos com antibióticos. As doenças respiratórias causadas por bactérias Gram-negativas incluem traqueobronquite e pneumonia.

Outras doenças

As bactérias Gram-negativas também estão associadas a uma ampla variedade de outras doenças, incluindo gonorréia, meningite bacteriana, bem como a maioria das infecções nosocomiais.

Exemplos

Klebsiella pneumoniae

Klebsiella pneumoniae é uma bactéria em forma de bastonete, que pode ser encontrada individualmente, em pares, em cadeias ou em grupos. Não possui flagelo ou espórula, mas apresenta uma cápsula bem desenvolvida.

Essa bactéria é um patógeno oportunista associado a várias infecções hospitalares, que podem até causar a morte. Nos últimos anos, surgiram cepas hipervirulentas de difícil tratamento e associadas a morbidades e mortalidades significativas.

Neisseria gonorrhoeae

Esta bactéria é um diplococo com os lados adjacentes dos cocos achatados e o eixo maior de cada célula perpendicular ao eixo maior do par e geralmente possui cápsula e pili em sua superfície. É normalmente encontrado em linfócitos polimorfonucleares. É oxidase negativo e catalase positivo.

Neisseria gonorrhea é responsável pela doença conhecida como gonorreia ou blenorreia, que é uma doença sexualmente transmissível.

Morganella morganii

Morganella morganii é uma bactéria anaeróbia facultativa negativa para oxidase, que tem a forma de um bastão reto, flagelada em temperaturas abaixo de 30 ° C, mas flagelada em temperaturas acima disso. É um membro comum do trato intestinal de humanos e outras espécies.

Apesar de ser normalmente encontrado como um comensal do trato digestivo sem causar doenças, é um patógeno oportunista que pode causar infecções do trato urinário, septicemia, bacteremia, diarreia, pneumonia, peritonite bacteriana espontânea ou angina de Ludwig, entre outras doenças.

Referências

1. Espectro de doenças infecciosas causadas por bactérias Gram negativas. Recuperado de futurelearn.com
2. EW Nester, CE Roberts, NN Pearshall & BJ McCarthy (1978). Microbiologia. 2ª Edição. Holt, Rinehart & Winston.
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6. S. Hogg (2005). Microbiologia essencial. John Wiley & Sons, LTD
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