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Microbiologia


 Microbiologia

A vida humana está intimamente relacionada com os microrganismos, abundantes no solo, no mar e no ar. Invisíveis a olho nu, esses seres oferecem fartas evidências de sua existência -- muitas vezes de forma desfavorável, quando deterioram objetos valorizados pelo homem e provocam doenças, ou benéfica, quando fermentam álcool para a fabricação de vinho e cerveja, levedam o pão e produzem os derivados do leite. De incalculável valor na natureza, os microrganismos também decompõem restos vegetais e animais para transformá-los em gases e elementos minerais recicláveis por outros organismos.

Microbiologia é a ciência que estuda os microrganismos, seres vivos de tamanho microscópico que pertencem a classes e reinos diversos e entre os quais estão os protozoários, as algas microscópicas, os vírus, as bactérias e os fungos. Pela dificuldade em classificá-los como plantas ou animais, os microrganismos são às vezes agrupados separadamente como protistas, seres de vida primitiva. A microbiologia pode ser dividida em disciplinas específicas: a bacteriologia, que se ocupa do estudo das bactérias; a virologia, que pesquisa os vírus e rickéttsias; e a protozoologia, que estuda os protozoários, as algas e os fungos. De outro ponto de vista, pode ser classificada em teórica, ou pura, e prática, ou aplicada. A microbiologia aplicada divide-se ainda, de acordo com as especialidades, em médica, industrial, agrícola e alimentar.


Interesse biológico

Muitas bactérias e vírus produzem graves doenças nos animais, em especial nos seres humanos, como cólera, peste, difteria, tifo, sífilis, tuberculose etc. Os vírus causam poliomielite, herpes e hidrofobia (raiva), entre outras doenças. Mas há bactérias que interferem de forma positiva em sistemas essenciais à sobrevivência humana. Elas estão envolvidas, por exemplo, em processos industriais como a fermentação alcoólica e a do leite, além da produção de antibióticos e diversos compostos químicos. Intervêm ainda nos ciclos naturais do carbono e do nitrogênio.
Um dos estudos mais recentes sobre os microrganismos é a investigação de sua possível ocorrência no espaço sideral e em outros planetas além da Terra. Ramo da exobiologia, a microbiologia espacial pesquisa os microrganismos como fornecedores de alimento e oxigênio no ambiente fechado das naves espaciais.


Abordagem histórica

A partir do século XIII, atribuiu-se a organismos invisíveis a responsabilidade pelo surgimento de algumas doenças. Em 1546, Girolamo Fracastoro defendeu, em seu livro De contagione et contagiosis morbis (Sobre os contágios, as doenças contagiosas) a idéia segundo a qual o contágio se deve a agentes vivos. A microbiologia como ciência só começou, porém, com a invenção e o aprimoramento do microscópio. Embora não tenha sido o primeiro a observar o mundo microscópico, o holandês Antonie van Leeuwenhoek, comerciante e hábil construtor de lentes, foi, no final do século XVII, o primeiro a registrar descrições adequadas de suas observações, excelentes pela qualidade excepcional de suas lentes. Leeuwenhoek comunicou suas descobertas sobre os "animálculos" numa série de cartas enviadas à Royal Society de Londres, em meados de 1670.
No século XVII, ainda exercia grande influência sobre os cientistas o conceito de geração espontânea de vida -- idéia defendida inicialmente pelos gregos, segundo a qual os seres vivos podem surgir da matéria inanimada. No final do século, uma série de observações e experiências desferiu um golpe mortal sobre a teoria da geração espontânea. Coube a Louis Pasteur demonstrar que os microrganismos só podem se originar de outros seres vivos.
Cientista de importância fundamental para a história da microbiologia, Pasteur constatou também que os processos fermentativos resultam da atividade de microrganismos e estudou o problema da deterioração do vinho, do vinagre e da cerveja, além de doenças que afetavam o bicho-da-seda e ameaçavam arruinar a indústria têxtil francesa. Pasteur descobriu que o vinho se transforma em vinagre por ação da bactéria Acetobacter aceti e utilizou o calor para destruir os agentes patogênicos contidos em alimentos líquidos, que mantinham assim suas propriedades nutritivas praticamente inalteradas. Esse método ficou conhecido como pasteurização e veio a ter enorme importância na indústria alimentícia.
Graças aos trabalhos de Pasteur, desenvolveu-se a cirurgia anti-séptica, cuja aplicação, em 1867, se deve ao cirurgião britânico Joseph Lister, que empregou como desinfetante o ácido fênico. Esse procedimento reduziu de forma significativa os casos de mortalidade por infecção pós-operatória.
Outra grande figura da microbiologia no século XIX foi o alemão Robert Koch, que em 1876 isolou a bactéria causadora do carbúnculo. As bases da microbiologia foram solidamente fundadas entre 1880 e 1990. Discípulos de Pasteur e Koch, entre outros, descobriram inúmeras bactérias capazes de causar doenças específicas e elaboraram um conjunto de técnicas e procedimentos laboratoriais para revelar a ubiqüidade, diversidade e o poder dos micróbios.
Em 1882, Koch descobriu o bacilo da tuberculose e, um ano depois, o microrganismo responsável pela cólera asiática. Também em 1883 foi identificada a bactéria causadora da difteria. Nesse mesmo período, Pasteur e seus assistentes comprovaram que animais vacinados com um bacilo de antraz especialmente cultivado se mostravam imunes à doença. Essa descoberta deu início ao estudo da imunidade e dos princípios que fundamentaram a prevenção e o tratamento de doenças por meio de vacinas e soros.
Pasteur, em 1885, produziu uma vacina contra a raiva, e um assistente seu, Charles Chamberland, descobriu que, enquanto as bactérias não eram capazes de atravessar filtros de porcelana, outros organismos o eram. Em 1892, o pesquisador russo Dimitri Ivanovski constatou que o agente causador do mosaico do tabaco era do tipo filtrável. Dez anos depois, outro organismo filtrável foi identificado como causador da febre aftosa do gado. Aos poucos foram sendo aprimoradas técnicas muito precisas para investigar esses organismos, que passaram a ser conhecidos como vírus. As rickéttsias, que se assemelham às bactérias muito pequenas, foram descritas pela primeira vez pelo patologista americano Howard Taylor Ricketts, em 1908, quando ele estudava a febre das montanhas Rochosas, doença provocada por esses microrganismos.
A partir da década de 1940, a microbiologia experimentou uma fase extremamente produtiva, durante a qual foram identificados vários microrganismos causadores de doenças e desenvolveram-se métodos para controlá-los. Esses organismos também foram utilizados na indústria, canalizando-se sua atividade para a produção de artigos para o comércio e a agricultura. A pesquisa sobre os microrganismos também fez progredir o conhecimento do homem a respeito dos seres vivos, ao fornecer material adequado para o estudo de complexos processos vitais, como o metabolismo.


Técnicas microbiológicas

Os microrganismos podem ser isolados em condições especiais, mediante semeadura em meios de cultura ou por inoculação em ovos embrionados de galinha, em células cultivadas no laboratório, ou inoculação em animais sensíveis. O microrganismo pode ser cultivado e isolado de acordo com suas exigências biológicas, em meios de cultura mantidos a 37o C ou à temperatura ambiente e enriquecidos ou não com determinados nutrientes. Alguns desses seres são anaeróbios (crescem somente na ausência de oxigênio livre), como as bactérias do gênero Clostridium, que inclui a espécie tetani, causadora do tétano. Outros, como o gonococo e o meningococo, exigem ambiente com dez por cento de gás carbônico. Os pequenos vírus, os agentes basófilos e as rickéttsias só crescem em ovos embrionados, em cultivo de células e em animais de laboratório.

Uma vez obtidas, as culturas são analisadas quanto à forma, cor, tamanho, rugosidade, produção de pigmentos, temperatura ideal de crescimento etc. Com tais culturas pode-se realizar o antibiograma para verificar a sensibilidade ou a resistência aos mais diversos agentes antimicrobianos.
O microbiologista procura conhecer o equipamento enzimático de uma bactéria, por meio da pesquisa e da identificação dos metabólitos que o organismo produz. Esses atributos são geralmente fixos e servem, portanto, para sua identificação. Pesquisa-se assim a produção de gás sulfídrico, amônia e urease, assim como a fermentação de diferentes hidratos de carbono e as necessidades de crescimento de determinados microrganismos.

É a custa de enzimas que os microrganismos obtêm a energia necessária para seu crescimento. Para que as bactérias, por exemplo, possam multiplicar-se nos meios de cultura, ou seja, fazer a síntese de sua própria matéria orgânica, precisam dispor de uma fonte de carbono, de nitrogênio e de energia. Geralmente desprovidas de clorofila, as bactérias não conseguem transformar a energia solar em química. Precisam, portanto, oxidar um substrato orgânico ou inorgânico para utilizar as calorias desprendidas de tais oxidações.

A virulência dos microrganismos se verifica por meio da inoculação em animais, nos quais se analisam as mudanças de temperatura e as lesões provocadas. Quando um microrganismo é virulento para o homem, pode-se provocar uma lesão experimental para descobrir o agente infectante e depois voltar a isolá-lo em meios seletivos. Os animais, protegidos com soros específicos, também podem ser inoculados com os produtos tóxicos de determinadas bactérias.
A observação da forma, cor e aspecto das colônias pode ser feita a olho nu ou ao microscópio. O estudo das bactérias ao microscópio óptico é facilitado pela técnica de coloração da amostra com violeta de genciana, ou método de Gram, assim chamado em homenagem ao médico que descobriu o processo, Hans Christian Gram, em 1884. Os organismos que tomam a coloração são chamados de Gram-positivos, e os outros, de Gram-negativos.

Doenças infecciosas

Todos os órgãos e sistemas fisiológicos podem sofrer doenças infecciosas, decorrentes da implantação no organismo de seres vivos patogênicos de dimensões microscópicas. Distingue-se, porém, uma série de quadros clínicos que integram o núcleo básico da pesquisa médica microbiológica e se caracterizam, em geral, pelo elevado risco de contágio e, em muitos casos, pela natureza epidêmica.
De acordo com o tamanho, as características bioquímicas ou a maneira como interagem com o homem, os agentes infecciosos se classificam em bactérias, vírus, rickéttsias, micoplasmas e ureaplasmas, fungos, parasitos e clamídias (parasitos intracelulares que provocam conjuntivite em recém-nascidos, pneumonia e infecções genitais, contêm ADN e ARN e podem ser combatidas com antibióticos).

As barreiras mais importantes à invasão do corpo humano por microrganismos são a pele e as mucosas, tecidos que revestem internamente o nariz, a boca e o trato respiratório superior. Quando esses tecidos se rompem ou são afetados por doenças, pode ocorrer invasão por microrganismos, capazes de produzir doenças infecciosas, como furúnculos, ou invadir a corrente sangüínea e se disseminarem por todo o corpo, produzindo infecção generalizada (septicemia) ou localizada em outra parte do corpo, como a meningite, infecção da membrana que recobre o cérebro e a medula espinhal.

Ingeridos nos alimentos e bebidas, os agentes infecciosos podem atacar a parede dos intestinos e provocar doenças locais ou generalizadas. A conjuntiva, membrana que recobre o olho, pode ser penetrada por vírus que causam inflamação local do olho ou caem na corrente sangüínea para provocar graves doenças, como sarampo ou varíola. Ao invadir o organismo pela mucosa genital, os agentes infecciosos podem desencadear as reações inflamatórias agudas da gonorréia ou se espalhar para atacar praticamente todos os órgãos do organismo, com as lesões crônicas e mais destrutivas da sífilis ou como reação à redução da imunidade provocada pela AIDS.

Para combater essas ameaças, o corpo humano está equipado com dispositivos sensíveis que integram o sistema imunológico, responsável pela reação imediata aos agentes causadores de doenças. Em sentido biológico, o meio ambiente é hostil ao homem, que aprendeu a controlá-lo parcialmente, mas convive com o risco permanente de que uma mínima alteração ambiental possa levar a desequilíbrios imprevistos entre a espécie humana e seus concorrentes biológicos.