Qual a Função dos Flagelos e das Fimbrias?

Fimbrias e flagelos são termos intercambiáveis ​​usados ​​para designar estruturas curtas e semelhantes a pelos nas superfícies de células procarióticas. Como flagelos, eles são compostos de proteínas. As fímbrias são mais curtas e rígidas que os flagelos e têm um diâmetro menor.

A Função das Fímbrias

Geralmente, as fímbrias não têm nada a ver com movimento bacteriano (há exceções, por exemplo, movimento de contração em Pseudomonas).  As fimbrias são muito comuns em bactérias Gram-negativas, mas ocorrem em algumas arqueias e bactérias Gram-positivas. As fimbrias estão frequentemente envolvidas na adesão de bactérias a superfícies, substratos e outras células ou tecidos da natureza.

Fimbrias geralmente estão envolvidos na adesão específica (apego) de procariotos a superfícies da natureza. Em situações médicas, eles são os principais determinantes da virulência bacteriana porque permitem que os patógenos se liguem aos tecidos colonizando ou resistindo ao ataque dos glóbulos brancos fagocitários, ou cumprindo ambas funções.

Por exemplo, Neisseria gonorrhoeae patogênica adere especificamente ao epitélio cervical ou uretral humano por meio de suas fímbrias; cepas enterotoxigênicas de Esherichia coli aderem ao epitélio mucoso do intestino por meio de fímbrias específicas; a proteína M e as fímbrias associadas de Streptococcus pyogenes estão envolvidas na adesão e na resistência ao engolimento pelos fagócitos.

Funções dos Flagelos

Muitas bactérias são móveis, capazes de nadar através de um meio líquido ou deslizar ou enxamear através de uma superfície sólida. As bactérias que nadam e pululam possuem flagelos , que são os apêndices extracelulares necessários para a motilidade. Os flagelos são filamentos helicoidais longos, feitos de um único tipo de proteína e localizados nas extremidades das células em forma de bastonete, como em Víbrio cholerae ou Pseudomonas aeruginosa , ou em toda a superfície celular, como em Escherichia coli .

Os flagelos podem ser encontrados nas hastes gram-positivas e gram-negativas, mas são raros nos cocos e ficam presos no filamento axial das espiroquetas. O flagelo é anexado em sua base a um corpo basal na membrana celular. A força protomotiva gerada na membrana é usada para transformar o filamento flagelar, à maneira de uma turbina acionada pelo fluxo de íons hidrogênio através do corpo basal para a célula. Quando os flagelos estão girando no sentido anti-horário, a célula bacteriana nada em linha reta; a rotação no sentido horário resulta em nado na direção oposta ou, se houver mais de um flagelo por célula, em queda aleatória.A quimiotaxia permite que uma bactéria ajuste seu comportamento de natação para que possa detectar e migrar em direção a níveis crescentes de um produto químico atraente ou longe de um repelente.

A Motilidade Celular

As bactérias não apenas são capazes de nadar ou deslizar em direção a ambientes mais favoráveis , mas também têm apêndices que lhes permitem aderir às superfícies e evitar que sejam lavados pelos fluidos. Algumas bactérias, como Esherichia coli e Neisseria gonorrhoeae , produzem projeções retas, rígidas e parecidas com espiguetas, chamadas fimbriae (latim para “fios” ou “fibras”) ou pili (latim para “cabelos”), que se estendem da superfície da bactéria e anexar a açúcares específicos em outras células – para essas cepas, células epiteliais intestinais ou do trato urinário , respectivamente. Fimbriae estão presentes apenas em bactérias gram-negativas.

Certos flagelos (chamados sex pili) são usados ​​para permitir que uma bactéria reconheça e adira a outra em um processo de acasalamento sexual chamado conjugação. Muitas bactérias aquáticas produzem um mucopolissacarídeo ácido, o que lhes permite aderir firmemente a rochas ou outras superfícies.

A Contaminação por Salmonelas

Casos de doenças transmitidas por alimentos causados ​​por Salmonella são frequentemente associados ao consumo de produtos minimamente processados. Sabe-se que os componentes bacterianos da superfície celular são importantes para a ligação de patógenos bacterianos a produtos frescos. O papel dessas estruturas extracelulares na ligação de Salmonella às paredes celulares das plantas não foi investigado em detalhes. Nas últimas décadas, tem havido uma tendência crescente e mundial de maior consumo de produtos frescos, como frutas e legumes, principalmente devido à maior conscientização do consumidor quanto aos benefícios de uma dieta saudável. Governos de todo o mundo também incentivaram o consumo de produtos frescos na tentativa de prevenir proativamente várias doenças, como doenças cardíacas, derrames, doenças oculares e câncer de estômago. A prevalência de doenças transmitidas por alimentos associadas ao consumo de produtos minimamente processados ​​também tem aumentado rapidamente.  Os produtos frescos são agora reconhecidos como a principal causa de surtos de origem alimentar em todo o mundo.

Pensou-se inicialmente que patógenos entéricos, que geralmente são encontrados no trato intestinal dos animais, sobreviveriam mal nas superfícies das plantas, onde os microorganismos encontram condições ambientais adversas, como flutuações drásticas de temperatura, dessecação, luz solar e limitação de nutrientes, mas pesquisas recentes mostrou o contrário. Salmonella em particular era anteriormente amplamente relatado como associado a alimentos de origem animal, mas agora é o patógeno bacteriano humano mais comumente associado a produtos vegetal fresco.

Os patógenos transmitidos por alimentos humanos precisam se estabelecer em superfícies, incluindo plantas, como precursor de doenças transmitidas por alimentos e, portanto, a ligação bacteriana é uma etapa crucial em sua transmissão. As superfícies cortadas das paredes celulares das plantas são especialmente vulneráveis ​​à fixação de patógenos bacterianos transmitidos por alimentos humanos, pois essas superfícies não possuem a cutícula cerosa que repele a água que pode transportar patógenos. Essas superfícies cortadas também exalam nutrientes e água, favoráveis ​​ao crescimento e à sobrevivência dos patógenos.

Qual a Função dos Flagelos e das Fímbrias?

Muitas bactérias são móveis e usam flagelos para nadar em ambientes líquidos. O corpo basal de um flagelo bacteriano funciona como um motor molecular rotativo, permitindo ao flagelo girar e impulsionar a bactéria através do fluido circundante.  Os flagelos bacterianos aparecem em vários arranjos, cada um exclusivo de um organismo em particular.

A motilidade serve para manter as bactérias em um ambiente ideal via táxis.  Os táxis se referem a uma resposta móvel a um estímulo ambiental que permite o movimento líquido de bactérias em direção a algum atrativo benéfico ou longe de algum repelente prejudicial.

A maioria dos flagelos bacterianos pode girar no sentido horário e anti-horário, permitindo parar e mudar de direção.  A proteína flagelina que forma o filamento dos flagelos bacterianos funciona como um padrão molecular associado a patógenos  que se liga a receptores de reconhecimento de padrões ou em uma variedade de células de defesa do corpo para desencadear defesas imunológicas inatas.  A motilidade permite que alguns espiroquetas penetrem mais profundamente nos tecidos e entrem nos linfáticos e na corrente sanguínea e se disseminem para outros locais do corpo.