Razões pelas quais endósporos são resistentes ao calor

Microrganismos, como bactérias, sobrevivem detectando e se adaptando a mudanças em seu ambiente. Formação de endósporos é uma estratégia de sobrevivência usada por vários tipos de bactérias. Endósporos são estruturas dormentes, altamente resistentes, que preservam o material genético da bactéria durante tempos de estresse extremo. Eles podem sobreviver a condições ambientais que normalmente matariam o organismo, incluindo calor extremo. Como não são facilmente destruídos, endósporos desempenham papel significativo na transmissão de doenças.

Estrutura

A estrutura celular única do endósporo contribui para sua resiliência. É uma esfera composta de um núcleo central cercado por múltiplas camadas de revestimentos resistentes. O núcleo abriga a informação genética da célula, ou DNA, ribossomos e outras substâncias necessárias para função celular quando retorna ao seu estado vegetativo não dormente. Também contém grandes quantidades de ácido dipicolínico. Uma membrana interna e parede celular germinativa separam o núcleo do córtex. O córtex é composto de grandes moléculas de peptidoglicano estruturais. Fora do córtex há um revestimento do esporo composto por mais de 22 tipos diferentes de proteínas.

Resistência ao Calor

Endósporos bacterianos são resistentes a antibióticos, maior parte de desinfetantes e agentes físicos, incluindo calor, radiação e secagem. Desidratação do núcleo é essencial para resistência ao calor. Água é removida do núcleo pelo córtex. O ácido dipicolínico dentro do núcleo desempenha papel na resistência ao calor úmido. Pequenas proteínas solúveis em ácido, ou SASPs, ligam e condensam firmemente o DNA do endósporo para protegê-lo do calor seco. Finalmente, se o DNA sofrer dano por calor, o endósporo contém enzimas especiais que fazem reparos necessários quando a célula germina.

Destruição

Endósporos são resistentes ao calor, não à prova de calor. Água ferve a 100°C. Embora esta temperatura seja suficiente para matar bactérias vegetativas em 10 minutos ou menos, até 20 horas de fervura podem ser necessárias para matar endósporos. Consequentemente, fervura não é meio confiável de esterilização. Endósporos são mortos mais eficientemente usando autoclave. O dispositivo é uma câmara fechada que usa vapor sob pressão para matar endósporos em 15 a 20 minutos. A configuração mais comum de autoclave é 15 libras de pressão e 121°C. Assar, flambear e incineração usam calor seco para matar endósporos. Embora eficazes, métodos de esterilização por calor seco requerem temperaturas mais altas e exposições mais longas que métodos de calor úmido.

Transmissão de Doenças

Endósporos bacterianos são inofensivos até germinarem. São problemáticos porque permitem que organismos causadores de doenças sobrevivam no ambiente até que condições adequadas de crescimento, como as oferecidas por um hospedeiro humano, desencadeiem germinação. Bactérias comumente associadas com formação de endósporos incluem gêneros Bacillus e Clostridium. Inalação, ingestão ou contato direto com esporos de B. anthracis causa antraz. Estes endósporos receberam considerável atenção da mídia durante o susto de antraz nos EUA em 2001. Esporos de C. botulinum ingeridos germinam no intestino. Bactérias vegetativas produzem toxina que causa botulismo. C. perfringens e C. tetani causam gangrena gasosa e tétano, respectivamente. Esporos entram no corpo através de feridas traumáticas ou pós-operatórias.