Controle do crescimento 

1. Definições do controle microbiano:

• Esterilização: é a remoção ou destruição de todas as formas de vida microbiana, quando há ausência de príons. Os agentes utilizados para o processo de esterilização são chamados de esterilizantes.

• Desinfecção: é a destruição dos microrganismos nocivos realizados com o uso de agentes químicos, água fervente, vapor, ou radiação ultravioleta. O processo de desinfecção está relacionado a destruição de patógenos na forma vegetativa, ou seja, não é o mesmo que esterilidade completa.

• Antissepsia: é o processo de destruição de patógenos em tecido vivo, realizado com produto químico chamado de antisséptico.

• Degerminação: é a remoção mecânica da maioria dos microrganismos de uma determinada área.

• Sanitização: tratamento que tem como finalidade diminuir a contagem microbiana a níveis seguros de saúde pública.

Métodos físicos de controle microbiano:

Calor: a esterilização por calor mata os microrganismos pela desnaturação de suas enzimas, dessa forma inativando-as. Esse método é utilizado em vários instrumentos hospitalares, e em meios de cultura e vidrarias de laboratório. Há três fatores a serem considerados na resistência dos microrganismos a esterilização: ponto de morte térmica (PMT), tempo de morte térmica (TMT) e tempo de redução terminal (TRT).

• Ponto de morte térmica: é a temperatura mínima em que todos os microrganismos em uma suspensão líquida específica serão mortos em 10 minutos.

• Tempo de morte térmica: se refere ao tempo requerido para o material se tornar estéril, ou seja, o tempo mínimo para que todas as bactérias em uma cultura líquida específica sejam mortas, em uma determinada temperatura.

• Tempo de redução terminal: Se refere ao tempo em minutos em que 90% de uma determinada população de bactérias serão mortas em uma dada temperatura. Esse é o terceiro fator que está relacionada à resistência bacteriana ao calor.

Esterilização por calor úmido

A esterilização por calor úmido destrói os microrganismos através, principalmente, da desnaturação de proteínas. Um tipo de esterilização por calor úmido confiável é por meio da fervura, a qual mata a maioria dos patógenos. Porém uma esterilização confiável com calor úmido precisa de temperatura mais elevada que a esterilização por água fervente. Comumente, para conseguir essa alta temperatura, são utilizadas métodos de esterilização por vapor sob pressão, utilizando a autoclave. A autoclave é o principal método de sanitização de materiais, com exceção dos materiais que possam ser danificados por calor ou umidade. A autoclave é um método para esterilizar meios de cultura instrumentos, vestimentas, equipamento intravenoso, aplicadores, soluções, seringas, equipamento de transfusão e outros materiais que podem suportar altas temperaturas e pressões. Quando os organismos estão em um pequeno volume de solução aquosa ou são contatados diretamente pelo valor, a esterilização com autoclave é mais eficaz, nessas condições quando o vapor se chegar em uma pressão em torno de 15 psi, ou seja, temperatura a 121oC, destruirá todos os organismos ali presentes, com exceção dos prions e seus endosporos, quando chegar em torno de 15 minutos.

Diferente da esterilização de soluções aquosas, a esterilização de materiais sólidos requer recer o contato do vapor com o todo o material, dessa forma, na esterilização em vidros secos, bandagens e similares, tem que assegurar o contato do vapor com todas as superfícies. No entanto, para embalar os materiais que serão esterilizados, não deve-se usar folhas de papel alumínio, pois não são afetadas pelo vapor, dessa forma, é recomendado embalar com papel comum. Outro cuidado que também é necessário, é de evitar o aprisionamento de ar no fundo de um recipiente seco, se não o ar aprisionado não será substituído pelo vapor, nessas condições os recipientes devem ser colocados em uma uma posição invertida, para que o vapor tire o ar aprisionado para fora.

Pasteurização

A pasteurização tem como objetivo eliminar microrganismos patogênicos por meio de um leve aquecimento. Porém, muitas bactérias relativamente resistentes ao calor sobrevivem à pasteurização, felizmente essas possuem baixa probabilidade de causar doenças. Na esterilização do leite, pode se utilizar temperaturas mínimas de 72oC por apenas 15 segundos, esse método é conhecido como pasteurização de alta temperatura e curto tempo (HTST, de high-temperature, short-time), o qual consegue destruir os patógenos e diminuir as contagens bacterianas totais, dessa forma, o leite se conserva bem sob refrigeração.

Para esterilizar o leite, diferente da pasteurização, se utiliza tratamentos de temperatura ultraelevada (UHT, de ultra-high temperature), onde pode ser armazenado sem refrigeração por vários meses. O leite UHT é útil em regiões menos desenvolvidas do mundo, onde condições apropriadas de refrigeração nem sempre estão disponíveis. Para não dar um sabor de cozido ao leite, é utilizado um sistema UHT, onde o leite não toca uma superfície mais quente que ele próprio durante o aquecimento pelo vapor. Geralmente, o leite líquido é aspergido por um bocal em uma câmara com vapor sob pressão em altas temperaturas. Após atingir uma temperatura de 140oC por 4 segundos, o fluido é resfriado em uma câmara de vácuo, rapidamente, dessa forma o leite (ou suco) é empacotado em uma embalagem hermética e pré-esterilizada.

Esterilização por calor seco

A esterilização por calor seco mata por efeitos de oxidação. A chama direta é um método simples de esterilização com calor seco. Esse procedimento é utilizado em laboratórios de microbiologia, ao esterilizar alças de inoculação. Durante a esterilização de chama direta na alça de inoculação, você aquece o fio até obter um brilho vermelho. Outro princípio, o qual é similar, é usado na incineração, um método efetivo de esterilizar e eliminar papel, copos, sacos e vestimentas contaminadas. Uma outra forma de esterilização por calor seco é em ar quente, onde é utilizado um forno para esterilizar, a uma temperatura de cerca de 170°C por aproximadamente 2 horas. É feito em um maior tempo e em uma temperatura mais elevada para que o calor seja passado para um corpo frio, pois o calor na água é conduzido mais rápido para um corpo frio do que o calor no ar.

Filtração

a filtração é a passagem de um líquido ou gás em um material semelhante a uma tela, com pequenos poros para reter os microrganismos.

Um vácuo é criado no frasco coletor, e a pressão do ar força a passagem do líquido pelo filtro. A filtração é usada para esterilizar os materiais sensíveis ao calor, como alguns meios de cultura, enzimas, vacinas e soluções antibióticas. Existem filtros de partículas de ar de alta frequência (HEPA, de high-efficiency particulate air) que conseguem remover quase todos os microrganismos maiores que cerca de 0,3 μm de diâmetro. Algumas salas de cirurgia e salas ocupadas por pacientes queimados recebem esse ar filtrado, a fim de diminuir o número de microrganismos transmitidos pelo ar.

Filtros de membrana

Compostos por ésteres de celulose ou polímeros plásticos, esses filtros possuem apenas 0,1 mm de espessura. Os filtros de membrana que possuem poros de tamanhos de 0,22 μm e 0,45 μm, são destinados a bactérias. Porém, bactérias muito flexíveis como as espiroquetas ou os micoplasmas sem parede celular, as vezes conseguem passar através desses filtros. Existem filtros que possuem poros bem pequenos quanto 0,01 μm, um tamanho que retém os vírus e mesmo algumas moléculas grandes de proteína.

Baixas temperaturas

O efeito das baixas temperaturas vai depender do tipo de microrganismo e da intensidade da aplicação. Por exemplo, os refrigeradores comuns, que possuem temperaturas de 0 a 7°C, conseguem reduzir a taxa metabólica dos microrganismos de uma forma que eles não podem se reproduzir ou sintetizar toxinas. Porém, os psicótrofos conseguem crescer lentamente em temperaturas de refrigerador, mudando o aspecto e o sabor dos alimentos após algum tempo. Já as bactérias patogênicas geralmente não conseguem crescer em temperaturas de refrigerador.

Algumas bactérias conseguem crescer em temperaturas a vários graus abaixo do congelamento. Em baixas temperaturas abaixo do congelamento obtidas rapidamente, não necessariamente mata os microrganismos, mas os deixam dormentes. Porém o congelamento lento é mais nocivo às bactérias, os cristais de gelo que se formam e crescem, assim conseguem romper a estrutura celular e molecular bacteriana.

Pressão osmótica

Altas concentrações de sais e açúcares,utilizados na conservação de alimentos, criam um ambiente hipertônico, o que ocasiona a saída da água da célula microbiana. São utilizadas soluções concentradas de sal para conservar carnes, e soluções de açúcar para conservar frutas. Já os fungos, são mais resistentes ao crescer em ambientes com baixa concentrações de água, e alta concentração de sais. Dessa forma, os fungos com essa propriedade e com a sua capacidade de crescer em condições ácidas, conseguem deteriorar as frutas e os grãos, em vez das bactérias.

Dessecação

Na ausência de água, ou seja,a condição conhecida como dessecação, os microrganismos não crescem ou se reproduzem, mas podem permanecer viáveis por anos.

Radiação ionizante

O principal efeito da radiação ionizante é a formação de radicais hidroxila altamente reativos, pela ionização da água. Esses radicais vão reagir com componentes orgânicos celulares, especialmente o DNA. A teoria-alvo da lesão por radiação presume que as partículas ionizantes, passam através ou junto a porções vitais da célula e isso constitui os "golpes", assim causando mutações não letais, algumas delas relativamente úteis. Porém, mais golpes, podem provocar mutações suficientes para conseguir matar o microrganismo.

Radiação não-ionizante

Como exemplo de radiação não ionizante, é a luz ultravioleta, essa luz causa danos ao DNA das células expostas. Os comprimentos de onda mais eficazes em matar os microrganismos são em cerca de 260 nm, esses comprimentos são absorvidos pelo DNA celular. Essa radiação é usada para controlar os microrganismos, e também para desinfetar vacinas e outros produtos médicos. Possui como desvantagem, uma baixa penetrabilidade, os organismos protegidos por sólidos e coberturas como papel, vidro e tecidos não são afetados.

Métodos químicos de controle microbiano

Os agentes químicos são utilizados para controlar o crescimento de microrganismos em tecidos vivos e objetos inanimados. Porém, poucos agentes químicos conseguem proporcionar a esterilidade, a maioria reduz a população microbiana em níveis seguros ou removem as formas vegetativas de patógenos.

Tipos de desinfetante:

Fenol ou compostos fenólicos

São poucos utilizados, são irritantes para a pele e possui um odor desagradável. Eles lesionam a membrana plasmática, dessa forma, ocasionando o vazamento do conteúdo celular. Como exemplo: Halogênios.

Álcoois

Mata de forma efetiva as bactérias e os fungos, porém não conseguem com os endósporos e os vírus não envelopados. O álcool age desnaturando as proteínas, e também pode romper membranas e dissolver lipídeos. Os alcoóis possui como vantagem, agir e então evaporar rapidamente, sem deixar resíduo.

Metais pesados e seus compostos

Podem ser utilizados como biocidas ou antissépticos vários metais pesados, incluindo prata, o mercúrio e o cobre. Como, principalmente, a prata e o cobre, tem a capacidade em quantidades muito pequenas de exercerem atividade antimicrobiana, é referida como ação oligodinâmica. A ação dela é quando os íons metálicos combinam com os grupos sulfidrilas nas proteínas celulares e ocorre a desnaturação.

Agentes de superfície

Os agentes de superfície conseguem diminuir a tensão superficial entre as moléculas de um líquido. Esses agentes incluem os sabões e os detergentes.

O sabão tem pouco valor antisséptico mas possui função importante na remoção mecânica dos microrganismos pela esfregação.

Os sanitizantes ácido-aniônicos, são muito importantes na limpeza de utensílios e equipamentos para laticínios, e sua ação está relacionada com à porção carregada (ânion) da molécula, que reage com a membrana plasmática.

Compostos quaternários de amônia

São os agentes de superfície mais amplamente usados. Sua capacidade de limpeza está relacionada à parte positivamente carregada, o cátion, da molécula. São fortes bactericidas contra as bactérias gram-positivas e um pouco menos ativos contra as gram-negativas.

Antibióticos

Nesse caso não são antibióticos úteis para ingestão ou injeção no tratamento de doenças, e sim na conservação de alimentos. A nisina, normalmente utilizada para inibir para inibir o crescimento, no queijo, de certas bactérias formadoras de endosporos que causam deterioração.

Aldeídos

Estão entre os antimicrobianos mais efetivos. Como exemplos: formaldeído e o glutaraldeído. Eles conseguem inativar proteínas formando ligações cruzadas covalentes com vários grupos funcionais orgânicos nas proteínas. A formalina antigamente servia para conservar amostras biológicas e tornar inativas as bactérias e os vírus nas vacinas. O glutaraldeído é um produto químico menos irritante e mais efetivo que o formaldeído. Ele é utilizado para desinfetar instrumentos hospitalares, mas primeiramente, precisam ser limpos de forma cuidadosa.

Referências: 

TORTORA, G.J.; FUNKE, B.R.; CASE, C.L. Microbiologia. 10. ed., Porto Alegre: Artmed, 2010.