Aula 5 Patogenicidade dos microrganismos

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PATOGENICIDADE DOS 
MICRORGANISMOS 
Profa. Ms. Priscilla Maria Carvalho Oliveira 
Termos 
• Patogenicidade - capacidade de um microrganismo de causar doença 
superando as defesas do hospedeiro. 
• Infecção – invasão ou colonização do corpo por microrganismos 
patogênicos. 
• Doença – estado em que as funções do hospedeiro são prejudicadas 
em decorrência da infecção. 
• Patógeno - é qualquer microrganismo ou organismo superior capaz de 
causar doença. 
• Virulência - Grau da capacidade de um patógeno, oportunista ou 
primário, em causar doença. 
 
 Muitos microrganismos patogênicos têm especificidade pelo hospedeiro, 
parasitando uma única espécie ou poucas espécies animais. 
 
 Streptococcus equi encontra-se restrito aos eqüídeos. 
 (Infecção grave e purulenta do trato respiratório superior e linfonodos 
locais) 
 
 Salmonella têm ampla gama de hospedeiros. Não se conhece totalmente a base da 
diferença de especificidade pelo hospedeiro. Sabe-se que está, em parte, relacionada 
com a necessidade de mecanismos de união específica entre hospedeiro (receptores) 
e o parasito (adesinas). 
 
 Alguns agentes infectam diversas espécies de hospedeiros mesmo com resultados 
diferentes. 
 
 O bacilo da peste Yersinia pestis comporta-se como parasito comensal, em pequenos 
roedores, mas produz doença mortal, tanto nos ratos quanto no Homem. 
 
 Coccidioides immitis fungo saprófito que necessita de hospedeiros não vivos infectam 
com a mesma facilidade aos bovinos e os caninos, muito embora não produza sinais 
clínicos nos bovinos e, freqüentemente produza enfermidade progressiva e mortal nos 
caninos. 
 
 
 Os microrganismos que se comportam como possíveis patógenos se 
diferenciam por seus efeitos aos diferentes tecidos de um mesmo 
hospedeiro. E coli que é comensal no intestino pode originar uma 
enfermidade grave no trato urinário e na cavidade peritonial. 
 
 
• Deste modo, os estreptococos da cavidade oral que acidentalmente, 
passam à corrente circulatória podem colonizar uma válvula cardíaca 
lesionada e iniciar uma endocardite bacteriana. Se não houvesse esta 
lesão, os estreptococos seriam eliminados pelos macrófagos. 
• O mesmo acontece com as bactérias intestinais que são levadas ao 
sistema circulatório, sendo posteriormente eliminadas por mecanismos de 
defesa tanto humoral como celular. 
• No hospedeiro não competente, entre os quais, se incluem os animais 
recém nascidos que não tenham ingerido colostro, a penetração destes 
microrganismos pode desencadear uma septicemia fatal. 
 
Como os microrganismos infectam o hospedeiro 
 Portas de entrada dos patógenos 
 Membranas mucosas – trato respiratório, gastrointestinal, genitourinário) e 
conjuntiva (olho) 
 Pele – por abertura como ductos de glandulas sudoríparas e folículo piloso. 
 Via parenteral – perfurações da pele ou mucosas (punção, injeção, picadas, 
cortes, ferimentos, cirurgias) 
Ação Patogênica 
 
Para causar uma doença infecciosa, um patógeno deve realizar as 
seguintes etapas complexas: 
 
1. Infectar o hospedeiro (aderir-se a célula alvo). 
Os microrganismos potencialmente patogênicos necessitam aderir-se às células 
alvo. Se as células-alvo fazem parte de um nicho ocupado pela microbiota normal, 
os microrganismos encontrarão resistência à colonização; barreira de defesa do 
hospedeiro que devem superar antes de aderir-se. 
 
2. Metabolizar e multiplicar-se nos tecidos do hospedeiro. 
 
3. Resistir às defesas do hospedeiro, por um período de tempo. 
 
4. Prejudicar o hospedeiro (Doença) 
 
• Os microrganismos potencialmente patogênicos necessitam aderir-se às 
células alvo. Se as células-alvo fazem parte de um nicho ocupado pela 
microbiota normal, os microrganismos encontrarão resistência à 
colonização; barreira de defesa do hospedeiro que devem superar antes 
de aderir-se. 
• A aderência é consequência da interação de estruturas de superfície do 
organismo (adesinas) com receptores existentes nas células alvo 
(hospedeiro). 
• Esta associação recebe a denominação de adsorção seletiva. Algumas 
adesinas são fatores de virulência já que a maioria dos microrganismos 
patogênicos é incapaz de produzir enfermidade se não há aderência às 
células alvo. 
 
Fatores de Virulência Microbiana 
• A invasão do epitélio do hospedeiro é essencial para o processo infeccioso 
para muitas bactérias. 
• Invasão: Entrada da bactéria nas células do hospedeiro. A Invasão do 
Tecido ocorre através das junções epiteliais. Tipo específico de células, 
depois vão para o tecido. 
• No interior celular: Permanecem enclausuradas num vacúolo. Dissolvem-
se, dispersando no citoplasma. 
 
 Algumas bactérias secretam substâncias que contribuem para a sua 
virulência, enquanto outras apresentam estruturas especiais. Infelizmente, 
em muitos microrganismos, as propriedades que conferem virulência não 
são claras ou são desconhecidas 
 Ex. toxinas e enzimas 
Toxinas (Exotoxinas e Endotoxinas) 
 Toxinas - substâncias venenosa que tem efeito prejudicial sobre as células e 
os tecidos do hospedeiro. 
 
 Exotoxinas - toxinas excretadas no meio extracelular (toxinas secretadas 
tanto por bactérias Gram+ quanto por bactérias Gram -). 
 
 Endotoxinas - são lipopolissacarídeo, não são secretadas, mas são 
componentes integrais da parede celular das bactérias Gram -, toxinas retidas 
dentro da célula como parte de sua estrutura. 
 
Toxinas (Exotoxinas e Endotoxinas) 
 As exotoxinas são secretadas pela célula microbiana no meio de cultura ou 
no sistema circulatório e nos tecidos de um hospedeiro. 
 Exemplos: Clostridium botulinum, Corynebacterium diphtheriae, Clostridium 
tetani 
• As exotoxinas perdem a toxicidade quando aquecidas ou quando sofrem 
tratamento químico. 
• Formam toxóides (quando a toxina perde sua toxicidade) 
• As toxinas e os toxóides têm a capacidade de estimular a produção de 
antitoxinas, anticorpos que neutralizam a toxicidade das toxinas no corpo do 
hospedeiro. 
• As exotoxinas apresentam efeito específico para um tipo particular de 
função celular 
Toxinas (Exotoxinas e Endotoxinas) 
As endotoxinas são sintetizadas principalmente por bactérias Gram-negativas 
é liberada somente quando as células se rompem 
• São componentes estruturais da membrana externa da parede celular 
bacteriana (lipídeo A). 
• Comparadas com as exotoxinas, as endotoxinas são altamente 
termoestáveis 
• não formam toxóides 
• são menos tóxicas 
• As endotoxinas são responsáveis por muitos sintomas das doenças, tais 
como febre e choque. 
Toxinas (Exotoxinas e Endotoxinas) 
Invasividade (Enzimas Extracelulares) 
 Bactérias invasivas são aquelas que podem entrar nas células do 
hospedeiro ou penetrar superfície de mucosas, espalhando-se a partir do 
sítio inicial da infecção. A invasividade são facilitadas por várias enzimas 
bacterianas. 
Aderência 
 Os microrganismos potencialmente patogênicos necessitam aderir-se às 
células alvo. Se as células alvo fazem parte de um nicho ocupado pela 
microbiota normal, os microrganismos encontrarão resistência à colonização; 
barreira de defesa do hospedeiro que devem superar antes de aderir-se. 
 A aderência é conseqüência da interação de estruturas de superfície no 
patógeno (adesinas) que se unem especificamente a receptores 
complementares existentes na superfície das células alvo (tecidos dos 
hospedeiro). As adesinas podem estar localizada no glicocálice do 
microrganismos ou em outras estruturas da superfície microbiana como o fíli. 
 Após a aderência, o patógeno produz doençamediante 
 (1) a secreção de uma exotoxina que provoca, por exemplo, uma alteração 
no equilíbrio líquido e no equilíbrio eletrolítico das células alvo; 
 (2) mediante a invasão da célula alvo, provocando sua morte mediante a 
ação de toxina (citotoxina); 
 (3) mediante a invasão da célula alvo produzindo bacteremia. 
 Se a aderência é impedida (pela microbiota normal ou pelos 
antimicrobianos), não se pode produzir doença. 
 
 Pêlos ou Píli 
 Os pêlos auxiliam na aderência de um microrganismo às superfícies das 
células, dos tecidos e das membranas do hospedeiro. Por exemplo, cepas 
virulentas de Neisseria gonorrhoeae (agente da gonorréia) e de 
Escherichia coli (que causa infecção no trato urinário) possuem pêlos. 
Fatores de virulência - Fatores Celulares 
 Cápsula 
 A elevada virulência de cepas capsuladas 
deve-se à habilidade do polissacarídeo 
capsular de prevenir a fagocitose ou o 
englobamento por fagócitos do hospedeiro. 
Provavelmente, esta habilidade deve-se às 
propriedades de superfície da cápsula, que 
previne um contato íntimo do fagócito com a 
bactéria a ser fagocitada. Ex. células 
capsuladas de Streptococcus pneumoniae são 
virulentas e podem causar pneumonia, 
enquanto as células não-capsuladas são 
avirulentas 
DETERMINANTES NA OCORRÊNCIA DE DOENÇAS 
(INTRÍNSECOS E EXTRÍNSECOS). 
 Os determinantes intrínsecos são as características físicas ou fisiológicas 
do hospedeiro ou do agente de doença (hospedeiro intermediário ou 
vetor) geralmente determinado geneticamente. 
 
 Os determinantes extrínsecos: São as características que estão associadas 
de alguma forma ao ambiente. 
 
 
 
 
DETERMINANTES RELACIONADOS COM O HOSPEDEIRO – 
FATOTES INTRÍNSECOS 
 A susceptibilidade à infecção está relacionada com a capacidade do agente 
se estabelecer no hospedeiro. Alguns agentes têm maior especificidade do 
que outros. 
 
 A idade, sexo, estado fisiológico e o contato prévio com o agente são 
fatores importantes. 
 Idade: 
 
 É uma variável importante do hospedeiro porque o risco de doença está 
mais proximamente relacionado com a idade do que com os outros 
fatores. 
 A idade deve ser sempre incluída quando se descreve a distribuição da 
doença. 
 Em geral, animais jovens são mais susceptíveis que adultos a um grande 
número de doenças, por exemplo, os adultos são mais resistentes as 
doenças transmitidas por carrapatos. 
 Sexo: 
 
 Muitas doenças estão associadas ao sexo do animal que estão diretamente 
ou indiretamente relacionadas com as diferenças anatômicas e fisiológicas 
existentes. É evidente nas doenças reprodutivas. 
 Também podem ocorrer diferenças relacionadas com o comportamento ou 
os métodos de manejo. 
 - As cadelas estão em maior risco de contrair diabetes mellitus de que os 
machos. 
 - Paresia pós-parto, mastite e tumor da mama nas fêmeas. 
 - Abscessos nos gatos como resultados de lutas. 
 - Urolitiase em machos castrados, laminite em pôneis castrados. 
 A Brucella é incapaz de estabelecer-se até as fêmeas atingirem a 
maturidade sexual. A ocorrência da doença depende do momento 
da exposição. O aborto ocorre quando a fêmea é exposta no início 
da gestação. 
 No caso de Campylobacter foetus ambos, machos e fêmeas só são 
susceptíveis quando atingem a maturidade sexual. Os machos não têm 
sinais. As fêmeas podem abortar no fim da gestação ou mais 
freqüentemente não há implantação do embrião. 
 
 Raça 
 As diferenças entre raças no que diz respeito ao risco de doença e nível de 
produtividade são comuns e, o efeito da raça deve ser considerado e 
controlado quando se estudam os efeitos dos outros fatores na ocorrência 
de doença ou na produtividade. 
 A diferenças nas raças podem ser separadas em dois componentes: 
diferenças devido a fatores genéticos e diferenças devido a fatores 
fenotípicos. 
 
 Na África, os Bos taurus são, em geral, mais susceptíveis aos carrapatos do 
que os Bos indicus. 
 Algumas raças de bovinos, eqüinos, caprinos e ovinos são mais resistentes 
à tripanossomíase que outras. 
 Bovinos com área periocular despigmentadas são mais susceptíveis ao 
cancro da vista. Dentro da mesma raça também pode haver diferença 
entre famílias. Por isso se faz seleção. 
 
 
 Determinantes relacionados com o ambiente. 
 O clima e o solo podem afetar quer o agente quer o hospedeiro (i.e a sua 
sobrevivência e a sua susceptibilidade) e as interações entre ambos. Podem 
também afetar os hospedeiros intermediários ou os vetores e, portanto 
determinar o tipo e a amplitude da transmissão. 
 CLIMA 
 Macroclima: 
 O calor, frio, chuva, vento, umidade etc. podem atuar como agentes 
etiológicos quer individualmente, quer combinado. Podem causar doença 
em animais jovens e recém nascidos. 
 Nos adultos, a sua ação é mais indireta (condições de stress) causando baixa 
de resistência a infecção e a doença. Eles também afetam o agente, 
hospedeiro intermediário ou vetor. 
 
 
 Microclima 
• Ele pode, em certa medida, contrariar as expectativas e criar condições 
propícias para a sobrevivência do agente ou hospedeiro intermediário em 
condições macroclimáticas adversas, por ex., poço de água ou pastagem 
irrigada em ambiente árido. Estas áreas permitem um contacto entre 
animais, agentes ou vetores e, portanto, aumentam a probabilidade de 
transmissão da doença. 
• Nestas condições helmintíases e tripanossomíase podem ocorrer na época 
do ano mais desfavorável quando o hospedeiro agente e vetor estão 
concentrados nas fontes permanentes de água. Isto também pode 
acontecer com outras doenças como peste bovina, febre aftosa. 
 
 Solo: 
 O solo afeta a vegetação e, portanto a nutrição originando desequilíbrios e 
aumentando a suscetibilidade do hospedeiro às doenças. 
 Homem: 
• O homem altera fundamentalmente o microclima para favorecer a 
produção e produtividade. Infelizmente isto vem, muitas vezes, 
acompanhado por criação de condições favoráveis para a sobrevivência de 
alguns agentes ou hospedeiros intermediários em detrimento aos outros. 
• O homem pode alterar a importância relativa das doenças presentes 
inclusive introduzir novas. O homem é capaz de interferir diretamente no 
processo de doença através do uso de drogas vacinas.