Incluídos entre os menores seres vivos conhecidos, as bactérias estão presentes em toda parte: no solo, na água, no ar e em outros seres vivos. Embora algumas espécies causem graves enfermidades, a função biológica desses microrganismos é indispensável, principalmente nos processos de fermentação e no tratamento de resíduos orgânicos.
Bactéria é um ser procariote, isto é, não possui núcleo propriamente dito, como ocorre nas células vegetais e animais, e o material genético, reunido numa determinada região celular, não se isola fisicamente do resto dos componentes celulares por uma membrana. Por isso, são consideradas um grupo de seres vivos à parte, embora algumas espécies sejam capazes de, como os vegetais, realizar fotossíntese.
Tamanho, forma e estrutura. O material celular desses organismos, o citoplasma, é constituído pelo hialoplasma, substância semifluida composta de água, sais, substâncias químicas nutrientes e rejeitos do metabolismo da célula. Dispersos no hialoplasma se encontram o material genético da célula, responsável pela transmissão de suas características biológicas, e várias organelas, responsáveis por suas funções vitais.
O citoplasma, por sua vez, é circundado pela membrana plasmática, envoltório composto por lipídios e proteínas, onde ocorrem as trocas nutritivas entre a célula e o meio, além de várias outras atividades metabólicas, entre elas a respiração. Essa membrana está envolvida pela parede celular, uma estrutura de proteção que confere à bactéria sua forma característica; com dez a vinte micra (1 mícron = 1 milésimo de milímetro) de espessura, compõe-se basicamente de glucopeptídeos (açúcares e proteínas). Em algumas espécies de bactérias, a parede celular se encontra rodeada por uma cápsula de natureza gelatinosa e de composição variável.
A maioria das bactérias possui um tamanho médio de dez micra, e se apresenta em quatro formas fundamentais: cocos ou pequenas esferas; bacilos ou bastonetes retos; vibriões ou bastonetes curvos; e espirilos ou filamentos em forma de hélice. Algumas espécies apresentam-se sob a forma de colônias de grupamentos: diplococos ou aos pares; estreptococos, formando longos filamentos; estafilococos, formando estruturas tridimensionais; e sarcinas, de morfologia cúbica. As bactérias se movem por meio de flagelos, estruturas alongadas de forma e número variáveis, distribuídas ao redor da célula.
Reprodução. Em condições adequadas, uma célula bacteriana se reproduz assexuadamente pelo processo da bipartição. Inicialmente, seu material celular dobra de volume, seguindo-se uma constrição na parte média da célula, pela invaginação ou dobra da membrana plasmática, ao longo da qual ocorre o crescimento de uma nova parede celular, até que duas novas células se formem.
Além desse mecanismo de reprodução, as bactérias podem se reproduzir sexuadamente, por meio de três processos diferentes, conhecidos como conjugação, transformação e transdução. No primeiro deles, há a transferência de material genético entre duas células. Na transformação, uma célula bacteriana, anteriormente destruída, libera para o meio parte de seu material genético, captada por outra célula. Na transdução, o material genético é transferido de uma célula para outra com o auxílio de um vírus bacteriófago.
O crescimento desses microrganismos apresenta várias fases sucessivas: latência, na qual o crescimento é nulo; crescimento exponencial; fase estacionária, na qual o número de indivíduos se mantém constante ao longo do tempo; e, por último, fase de declive, na qual há uma redução na população de microrganismos. Estas duas últimas são conseqüência da redução dos nutrientes presentes no meio e da produção de resíduos metabólicos tóxicos durante o processo de crescimento.
Ciclo vital das bactérias. O desenvolvimento bacteriano depende fortemente da temperatura. Existem certas espécies, denominadas psicrófilas, que exibem crescimento a temperaturas na faixa de 4 a 10o C, enquanto outras, conhecidas como bactérias mesófilas, apresentam um desenvolvimento acentuado em temperaturas entre 25 e 40o C. Outras, ainda, apresentam uma temperatura ótima de crescimento na faixa de 45 a 75o C, sendo, por esse motivo, denominadas termófilas. Além da temperatura, também o teor de oxigênio presente no meio afeta o desenvolvimento desses microrganismos. Assim, existem bactérias aeróbias (que só sobrevivem na presença de oxigênio) e anaeróbias (para as quais a presença desse gás é letal) e facultativas (que não necessitam de oxigênio mas podem desenvolver-se na presença dele).
Quanto a suas necessidades nutritivas, as bactérias podem ser classificadas como autotróficas, quando são capazes de produzir matéria orgânica a partir de matéria inorgânica, e heterotróficas, quando necessitam de matéria orgânica para sintetizar seu alimento. Muitas espécies de bactéria formam, quando em condições adversas, uma estrutura de proteção, denominada endósporo, capaz de resistir a ataques químicos e a grandes variações de temperatura. Quando as condições do meio se normalizam, essa proteção se desfaz e a bactéria se torna novamente ativa.
Importância. Embora mais conhecidas pelas doenças que podem causar ao homem, as bactérias se mostram muito úteis em diversos aspectos. Fertilizam o solo onde crescem vegetais, fixando o nitrogênio atmosférico ou transformando compostos nitrogenados em sais absorvíveis pelas plantas. Também outras substâncias essenciais à nutrição das plantas só são assimiladas com o auxílio de bactérias, como é o caso do ferro e do enxofre.
Os grandes depósitos de salitre-do-chile resultam do trabalho de transformação dos dejetos de aves marinhas em nitratos de potássio e sódio efetuado por bactérias. O mesmo acontece com o salitre do Brasil, encontrado nos areais do Norte, proveniente da transformação de dejetos de mocós. O guano, fertilizante rico em fósforo e ainda hoje produzido em ilhas das costas do Peru, é também um resultado da ação de bactérias sobre os dejetos de aves guanaanis. Além disso, muitas jazidas de ferro e de enxofre resultaram da atividade de bactérias ferruginosas e sulfurosas que concentram esses elementos, obtidos em águas primitivas nas quais abundavam.
Presentes na atividade industrial, as bactérias são responsáveis pela obtenção de vários produtos, entre eles o ácido lático, o butírico, o álcool butílico, o propílico e a acetona, entre outros. Toda a indústria de laticínios, como manteiga, queijos, cremes e coalhadas, e o preparo do café, do chá, das bebidas fermentadas como vinhos, cervejas, vinagres etc., exploram o trabalho desses microrganismos.
Os despejos sanitários expostos à ação prolongada das bactérias e insuflados de ar durante algumas horas recuperam-se e podem voltar ao curso dos rios sem prejuízo para sua fauna. A vasa que se forma nas estações de tratamento como sedimento é rica em substância orgânica. Tanto pode ser utilizada como fertilizante, como aproveitada para produzir gás, em geral, é utilizado para fornecer a eletricidade necessária ao funcionamento dessas estações.
A água contaminada com componentes do ácido fênico, rejeitada pelas refinarias de petróleo, é purificada por certo tipo de bactérias; e até as águas com escórias de certas indústrias, como cianetos, que provocariam a total destruição dos peixes e demais animais dos cursos de água, são hoje neutralizadas pela ação de bactérias especializadas em transformar esse veneno em substâncias inócuas.
As bactérias formam mais da metade do volume do conteúdo intestinal. Existe aí um equilíbrio natural, entre as espécies nocivas e as benéficas, que se traduz em saúde para o organismo. Um dos efeitos secundários dos antibióticos empregados para combater as bactérias patogênicas (aquelas causadoras de enfermidades) é que eles matam também as espécies úteis, podendo acarretar distúrbios em conseqüência do rompimento desse equilíbrio.
Muitas bactérias do gênero Streptomyces produzem antibióticos, como a estreptomicina (S. griseus), aureomicina (S. aureofaciens), terramicina (S. rimosus), cloranfenicol (S. venezuelae), eritromicina (S. erythreus), neomicina (S. fradiae), farmicetina (S. lavendulae) etc.
Germes e doenças. Os organismos unicelulares que, introduzidos no corpo humano ou de animais, são capazes de provocar doenças, em determinadas condições, tomam o nome genérico de germes ou micróbios. Alguns germes, chamados não-patogênicos, podem ser encontrados no organismo.
Para demonstrar que uma enfermidade é causada por um determinado germe, devem ser satisfeitas quatro condições, conhecidas como "postulados de Koch": (1) o germe deve ser encontrado no organismo do hospedeiro, homem ou animal; (2) o micróbio deve ser extraído ou isolado do organismo e cultivado fora dele em meios artificiais de cultura; (3) o germe, cultivado em laboratório, deve causar a mesma doença quando inoculado em animal sadio; (4) deve-se encontrar o mesmo germe no animal inoculado experimentalmente.
À medida que os cientistas iam estudando os micróbios, foram descobrindo que esses organismos podiam apresentar características que os assemelhavam aos animais, sendo, nesse caso, denominados protozoários; ou aos vegetais, englobando, nesse grupo, as bactérias e as riquétsias, fungos microscópicos; há ainda o grupo dos vírus filtráveis.
A tendência de certos germes patogênicos a se localizarem em determinadas células e órgãos, e neles produzirem lesões, nem sempre encontra explicação plausível. Do ponto de vista clínico, o médico pode ter uma idéia da identidade do germe quando leva em consideração a localização anatômica ou conjunto de sinais e sintomas referentes a certos órgãos.
Salvo pequenas diferenças, as infecções geralmente seguem um curso constante. Os microrganismos penetram no corpo através da pele, nasofaringe, pulmões, uretra, intestino ou outras portas de entrada. Uma vez instalados no hospedeiro, passam a multiplicar-se, gerando uma infecção geral ou primária. A partir daí, pode ocorrer invasão local de estruturas orgânicas vizinhas ou disseminação para órgãos mais distantes, através da corrente sangüínea e linfática, produzindo lesões secundárias. A infecção pode ser vencida pelo hospedeiro com recuperação completa ou matá-lo em qualquer fase evolutiva (localização, invasão ou disseminação).
O diagnóstico das doenças infecciosas se fundamenta em informações extraídas do interrogatório clínico, do exame físico e de exames complementares, principalmente de sangue e de urina. Em doenças causadas por bactérias, freqüentemente se demonstra a presença do germe mediante exame microscópico de material colhido do hospedeiro. O diagnóstico pode ser confirmado, também, pelo estudo das características celulares no exame histológico de material colhido para biópsia. Finalmente, no diagnóstico das infecções, serve-se o médico também de exames sorológicos, por meio dos quais consegue identificar os anticorpos específicos para esse ou aquele germe.
Dados históricos. A bacteriologia se iniciou por volta de 1880, com os trabalhos básicos de Robert Koch e Louis Pasteur. A noção de que as bactérias eram a causa de doenças já fora mencionada anteriormente, em trabalhos que procuravam esclarecer a origem do contágio. O médico italiano Girolamo Fracastoro foi o primeiro a postular, em meados do século XVI, a idéia de que o contágio se devia a agentes vivos, admitindo que pudesse ser direto, indireto ou a distância.
Daí até o desenvolvimento formal da teoria microbiana por Pasteur, em 1878, vários cientistas realizaram experiências visando confirmar as hipóteses sugeridas por Fracastoro. Paralelamente ao trabalho realizado por Pasteur, estudos de Koch, com a adoção de procedimentos normalizados de pesquisa, foram responsáveis pelo surpreendente progresso da bacteriologia nos vinte anos seguintes.
A invenção do ultramicroscópio, em 1903, pelo físico alemão Heinrich Wilhelm Siedentopf e pelo químico austríaco Richard Zsigmond, facilitou consideravelmente as pesquisas. Surgiram, em 1919, a fotomicrografia e, em 1943, o microscópio eletrônico, que permitiu observar detalhadamente a célula microbiana. A descoberta do bacteriófago, em 1915, pelo canadense Félix Hubert d'Hérelle, marcou o início do capítulo extremamente importante em bacteriologia, relacionado a fenômenos de variação bacteriana, natureza dos vírus e mecanismo de sua manipulação.
Finalmente, o advento da quimioterapia bacteriana, em 1935, veio pavimentar o caminho para a era dos antibióticos, iniciada em 1940, com os trabalhos dos médicos ingleses Sir Howard Walter Florey e Ernst Boris Chain, que conduziram à produção em massa da penicilina, descoberta, em 1928, por Alexander Fleming.
Encyclopaedia Britannica do Brasil Publicações Ltda.
Bactéria é um ser procariote, isto é, não possui núcleo propriamente dito, como ocorre nas células vegetais e animais, e o material genético, reunido numa determinada região celular, não se isola fisicamente do resto dos componentes celulares por uma membrana. Por isso, são consideradas um grupo de seres vivos à parte, embora algumas espécies sejam capazes de, como os vegetais, realizar fotossíntese.
Tamanho, forma e estrutura. O material celular desses organismos, o citoplasma, é constituído pelo hialoplasma, substância semifluida composta de água, sais, substâncias químicas nutrientes e rejeitos do metabolismo da célula. Dispersos no hialoplasma se encontram o material genético da célula, responsável pela transmissão de suas características biológicas, e várias organelas, responsáveis por suas funções vitais.
O citoplasma, por sua vez, é circundado pela membrana plasmática, envoltório composto por lipídios e proteínas, onde ocorrem as trocas nutritivas entre a célula e o meio, além de várias outras atividades metabólicas, entre elas a respiração. Essa membrana está envolvida pela parede celular, uma estrutura de proteção que confere à bactéria sua forma característica; com dez a vinte micra (1 mícron = 1 milésimo de milímetro) de espessura, compõe-se basicamente de glucopeptídeos (açúcares e proteínas). Em algumas espécies de bactérias, a parede celular se encontra rodeada por uma cápsula de natureza gelatinosa e de composição variável.
A maioria das bactérias possui um tamanho médio de dez micra, e se apresenta em quatro formas fundamentais: cocos ou pequenas esferas; bacilos ou bastonetes retos; vibriões ou bastonetes curvos; e espirilos ou filamentos em forma de hélice. Algumas espécies apresentam-se sob a forma de colônias de grupamentos: diplococos ou aos pares; estreptococos, formando longos filamentos; estafilococos, formando estruturas tridimensionais; e sarcinas, de morfologia cúbica. As bactérias se movem por meio de flagelos, estruturas alongadas de forma e número variáveis, distribuídas ao redor da célula.
Reprodução. Em condições adequadas, uma célula bacteriana se reproduz assexuadamente pelo processo da bipartição. Inicialmente, seu material celular dobra de volume, seguindo-se uma constrição na parte média da célula, pela invaginação ou dobra da membrana plasmática, ao longo da qual ocorre o crescimento de uma nova parede celular, até que duas novas células se formem.
Além desse mecanismo de reprodução, as bactérias podem se reproduzir sexuadamente, por meio de três processos diferentes, conhecidos como conjugação, transformação e transdução. No primeiro deles, há a transferência de material genético entre duas células. Na transformação, uma célula bacteriana, anteriormente destruída, libera para o meio parte de seu material genético, captada por outra célula. Na transdução, o material genético é transferido de uma célula para outra com o auxílio de um vírus bacteriófago.
O crescimento desses microrganismos apresenta várias fases sucessivas: latência, na qual o crescimento é nulo; crescimento exponencial; fase estacionária, na qual o número de indivíduos se mantém constante ao longo do tempo; e, por último, fase de declive, na qual há uma redução na população de microrganismos. Estas duas últimas são conseqüência da redução dos nutrientes presentes no meio e da produção de resíduos metabólicos tóxicos durante o processo de crescimento.
Ciclo vital das bactérias. O desenvolvimento bacteriano depende fortemente da temperatura. Existem certas espécies, denominadas psicrófilas, que exibem crescimento a temperaturas na faixa de 4 a 10o C, enquanto outras, conhecidas como bactérias mesófilas, apresentam um desenvolvimento acentuado em temperaturas entre 25 e 40o C. Outras, ainda, apresentam uma temperatura ótima de crescimento na faixa de 45 a 75o C, sendo, por esse motivo, denominadas termófilas. Além da temperatura, também o teor de oxigênio presente no meio afeta o desenvolvimento desses microrganismos. Assim, existem bactérias aeróbias (que só sobrevivem na presença de oxigênio) e anaeróbias (para as quais a presença desse gás é letal) e facultativas (que não necessitam de oxigênio mas podem desenvolver-se na presença dele).
Quanto a suas necessidades nutritivas, as bactérias podem ser classificadas como autotróficas, quando são capazes de produzir matéria orgânica a partir de matéria inorgânica, e heterotróficas, quando necessitam de matéria orgânica para sintetizar seu alimento. Muitas espécies de bactéria formam, quando em condições adversas, uma estrutura de proteção, denominada endósporo, capaz de resistir a ataques químicos e a grandes variações de temperatura. Quando as condições do meio se normalizam, essa proteção se desfaz e a bactéria se torna novamente ativa.
Importância. Embora mais conhecidas pelas doenças que podem causar ao homem, as bactérias se mostram muito úteis em diversos aspectos. Fertilizam o solo onde crescem vegetais, fixando o nitrogênio atmosférico ou transformando compostos nitrogenados em sais absorvíveis pelas plantas. Também outras substâncias essenciais à nutrição das plantas só são assimiladas com o auxílio de bactérias, como é o caso do ferro e do enxofre.
Os grandes depósitos de salitre-do-chile resultam do trabalho de transformação dos dejetos de aves marinhas em nitratos de potássio e sódio efetuado por bactérias. O mesmo acontece com o salitre do Brasil, encontrado nos areais do Norte, proveniente da transformação de dejetos de mocós. O guano, fertilizante rico em fósforo e ainda hoje produzido em ilhas das costas do Peru, é também um resultado da ação de bactérias sobre os dejetos de aves guanaanis. Além disso, muitas jazidas de ferro e de enxofre resultaram da atividade de bactérias ferruginosas e sulfurosas que concentram esses elementos, obtidos em águas primitivas nas quais abundavam.
Presentes na atividade industrial, as bactérias são responsáveis pela obtenção de vários produtos, entre eles o ácido lático, o butírico, o álcool butílico, o propílico e a acetona, entre outros. Toda a indústria de laticínios, como manteiga, queijos, cremes e coalhadas, e o preparo do café, do chá, das bebidas fermentadas como vinhos, cervejas, vinagres etc., exploram o trabalho desses microrganismos.
Os despejos sanitários expostos à ação prolongada das bactérias e insuflados de ar durante algumas horas recuperam-se e podem voltar ao curso dos rios sem prejuízo para sua fauna. A vasa que se forma nas estações de tratamento como sedimento é rica em substância orgânica. Tanto pode ser utilizada como fertilizante, como aproveitada para produzir gás, em geral, é utilizado para fornecer a eletricidade necessária ao funcionamento dessas estações.
A água contaminada com componentes do ácido fênico, rejeitada pelas refinarias de petróleo, é purificada por certo tipo de bactérias; e até as águas com escórias de certas indústrias, como cianetos, que provocariam a total destruição dos peixes e demais animais dos cursos de água, são hoje neutralizadas pela ação de bactérias especializadas em transformar esse veneno em substâncias inócuas.
As bactérias formam mais da metade do volume do conteúdo intestinal. Existe aí um equilíbrio natural, entre as espécies nocivas e as benéficas, que se traduz em saúde para o organismo. Um dos efeitos secundários dos antibióticos empregados para combater as bactérias patogênicas (aquelas causadoras de enfermidades) é que eles matam também as espécies úteis, podendo acarretar distúrbios em conseqüência do rompimento desse equilíbrio.
Muitas bactérias do gênero Streptomyces produzem antibióticos, como a estreptomicina (S. griseus), aureomicina (S. aureofaciens), terramicina (S. rimosus), cloranfenicol (S. venezuelae), eritromicina (S. erythreus), neomicina (S. fradiae), farmicetina (S. lavendulae) etc.
Germes e doenças. Os organismos unicelulares que, introduzidos no corpo humano ou de animais, são capazes de provocar doenças, em determinadas condições, tomam o nome genérico de germes ou micróbios. Alguns germes, chamados não-patogênicos, podem ser encontrados no organismo.
Para demonstrar que uma enfermidade é causada por um determinado germe, devem ser satisfeitas quatro condições, conhecidas como "postulados de Koch": (1) o germe deve ser encontrado no organismo do hospedeiro, homem ou animal; (2) o micróbio deve ser extraído ou isolado do organismo e cultivado fora dele em meios artificiais de cultura; (3) o germe, cultivado em laboratório, deve causar a mesma doença quando inoculado em animal sadio; (4) deve-se encontrar o mesmo germe no animal inoculado experimentalmente.
À medida que os cientistas iam estudando os micróbios, foram descobrindo que esses organismos podiam apresentar características que os assemelhavam aos animais, sendo, nesse caso, denominados protozoários; ou aos vegetais, englobando, nesse grupo, as bactérias e as riquétsias, fungos microscópicos; há ainda o grupo dos vírus filtráveis.
A tendência de certos germes patogênicos a se localizarem em determinadas células e órgãos, e neles produzirem lesões, nem sempre encontra explicação plausível. Do ponto de vista clínico, o médico pode ter uma idéia da identidade do germe quando leva em consideração a localização anatômica ou conjunto de sinais e sintomas referentes a certos órgãos.
Salvo pequenas diferenças, as infecções geralmente seguem um curso constante. Os microrganismos penetram no corpo através da pele, nasofaringe, pulmões, uretra, intestino ou outras portas de entrada. Uma vez instalados no hospedeiro, passam a multiplicar-se, gerando uma infecção geral ou primária. A partir daí, pode ocorrer invasão local de estruturas orgânicas vizinhas ou disseminação para órgãos mais distantes, através da corrente sangüínea e linfática, produzindo lesões secundárias. A infecção pode ser vencida pelo hospedeiro com recuperação completa ou matá-lo em qualquer fase evolutiva (localização, invasão ou disseminação).
O diagnóstico das doenças infecciosas se fundamenta em informações extraídas do interrogatório clínico, do exame físico e de exames complementares, principalmente de sangue e de urina. Em doenças causadas por bactérias, freqüentemente se demonstra a presença do germe mediante exame microscópico de material colhido do hospedeiro. O diagnóstico pode ser confirmado, também, pelo estudo das características celulares no exame histológico de material colhido para biópsia. Finalmente, no diagnóstico das infecções, serve-se o médico também de exames sorológicos, por meio dos quais consegue identificar os anticorpos específicos para esse ou aquele germe.
Dados históricos. A bacteriologia se iniciou por volta de 1880, com os trabalhos básicos de Robert Koch e Louis Pasteur. A noção de que as bactérias eram a causa de doenças já fora mencionada anteriormente, em trabalhos que procuravam esclarecer a origem do contágio. O médico italiano Girolamo Fracastoro foi o primeiro a postular, em meados do século XVI, a idéia de que o contágio se devia a agentes vivos, admitindo que pudesse ser direto, indireto ou a distância.
Daí até o desenvolvimento formal da teoria microbiana por Pasteur, em 1878, vários cientistas realizaram experiências visando confirmar as hipóteses sugeridas por Fracastoro. Paralelamente ao trabalho realizado por Pasteur, estudos de Koch, com a adoção de procedimentos normalizados de pesquisa, foram responsáveis pelo surpreendente progresso da bacteriologia nos vinte anos seguintes.
A invenção do ultramicroscópio, em 1903, pelo físico alemão Heinrich Wilhelm Siedentopf e pelo químico austríaco Richard Zsigmond, facilitou consideravelmente as pesquisas. Surgiram, em 1919, a fotomicrografia e, em 1943, o microscópio eletrônico, que permitiu observar detalhadamente a célula microbiana. A descoberta do bacteriófago, em 1915, pelo canadense Félix Hubert d'Hérelle, marcou o início do capítulo extremamente importante em bacteriologia, relacionado a fenômenos de variação bacteriana, natureza dos vírus e mecanismo de sua manipulação.
Finalmente, o advento da quimioterapia bacteriana, em 1935, veio pavimentar o caminho para a era dos antibióticos, iniciada em 1940, com os trabalhos dos médicos ingleses Sir Howard Walter Florey e Ernst Boris Chain, que conduziram à produção em massa da penicilina, descoberta, em 1928, por Alexander Fleming.
Encyclopaedia Britannica do Brasil Publicações Ltda.
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