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FATORES DE VIRULÊNCIA Aderência Adesinas → Aderência → patogenicidade. Elas ligam-se especificamente a receptores de superfície complementares nas células. • Glicocálice, pili, fímbrias e flagelos. • Glicoproteínas ou lipoproteínas. • Em geral, os receptores nas células do hospedeiro são açúcares, como a manose. • As adesinas e receptores variam em sua estrutura. Existe uma grande diversidade de adesinas → compensar diversidade de receptores. Biofilmes Capacidade dos micróbios em se agruparem em massas, aderir a superfícies e captar e compartilhar os nutrientes disponíveis em comunidades. Ex: placa dentária. • Forma-se quando microrganismos se aderem a uma superfície específica, geralmente úmida e que contém matéria orgânica. • Os primeiros microrganismos a realizarem a adesão normalmente são bactérias. • Adesão à superfície → multiplicam-se e secretam o glicocálice → intensifica ainda mais a ligação de uma bactéria à outra e à superfície. • Os biofilmes podem apresentar várias camadas e podem ser constituídos por diversos tipos de microrganismos. • Resistentes a desinfetantes e antibióticos. • Estima-se que os biofilmes estejam envolvidos em cerca de 65% de todas as infecções bacterianas em seres humanos. Cápsulas Aumenta a virulência das espécies. A cápsula resiste às defesas do hospedeiro por impedir a fagocitose; química da cápsula → impede que a célula fagocítica se ligue à bactéria. Entretanto, o corpo humano pode produzir anticorpos contra a cápsula → opsonização → facilita fagocitose. • As cápsulas não são a única causa da virulência. Muitas bactérias não patogênicas também possuem cápsulas, e a virulência de alguns patógenos não está relacionada à presença de uma cápsula. Componentes da parede celular A parede celular de certas bactérias contém substâncias químicas que contribuem para a virulência. Por exemplo, Streptococcus pyogenes produz uma proteína resistente ao calor e à acidez, chamada de proteína M. Essa proteína é encontrada tanto na superfície celular quanto nas fímbrias. Essa proteína faz o intermédio da aderência da bactéria às células epiteliais do hospedeiro e auxilia na resistência da bactéria à fagocitose pelos leucócitos. O lipídio ceroso (ácido micólico) que constitui a parede celular de Mycobacterium tuberculosis também aumenta a virulência do organismo, conferindo resistência à digestão por fagócitos e permitindo até mesmo que a bactéria se multiplique no interior desses fagócitos. Enzimas Exoenzimas + substâncias relacionadas. As coagulases são enzimas bacterianas que convertem fibrinogênio em fibrina, gerando a malha que forma o coágulo sanguíneo. Os coágulos de fibrina podem proteger a bactéria da fagocitose e isolá-la de outras defesas do hospedeiro. As coagulases são produzidas por alguns membros do gênero Staphylococcus → isolamento de abscessos. As cinases bacterianas → degradam a fibrina→ digerem coágulos formados pelo organismo para isolar uma infecção. Ex: fibrinolisina (estreptoquinase), produzida por estreptococos, como o Streptococcus pyogenes. Outra cinase, a estafiloquinase, é produzida por Staphylococcus aureus. A hialuronidase (ex: estreptococos). Ela hidrolisa o ácido hialurônico. Ação digestiva → envolvida na necrose de ferimentos infectados e auxilia na dispersão do microrganismo. A hialuronidase também é produzida por alguns clostrídios que causam gangrena gasosa. Para o uso terapêutico, a hialuronidase pode ser misturada a um fármaco para promover a disseminação do fármaco por um tecido do corpo. A colagenase, produzida por diversas espécies de Clostridium, facilita a disseminação da gangrena gasosa. A colagenase quebra a proteína colágeno. Como defesa contra a aderência de patógenos a superfícies mucosas, o organismo produz uma classe de anticorpos (IgA). Entretanto, alguns patógenos possuem a capacidade de produzir enzimas, chamadas de proteases IgA, que podem destruir esses anticorpos. Ex: Neisseria meningitidis. Variação antigênica Alguns patógenos podem alterar seus antígenos de superfície. Assim, quando o corpo monta uma resposta imune contra o patógeno, ele já alterou seus antígenos de forma a não ser mais reconhecido e afetado pelos anticorpos. Alguns micróbios podem ativar genes alternativos, o que resulta em mudanças antigênicas. Penetração no citoesqueleto das células do hospedeiro O citoesqueleto celular fornece o mecanismo para a entrada de algumas bactérias na célula hospedeira. A actina → forma de entrada e movimentação na célula hospedeira. Invasinas → proteínas de superfície que causam o rearranjo dos filamentos de actina do citoesqueleto celular. • Enrugamento da membrana → desorganização do citoesqueleto da célula hospedeira. O microrganismo mergulha em uma das dobras da membrana e é englobado pela célula hospedeira. • Dentro da célula hospedeira → actina propele a bactéria através do citoplasma da célula e de uma célula hospedeira para outra. As bactérias também entram em contato com as junções de membrana, que compõem uma rede de transporte entre as células hospedeiras. As bactérias usam uma glicoproteína, denominada caderina, que conecta as junções, a fim de se mover de uma célula à outra. Como os patógenos bacterianos danificam as células do hospedeiro 1. Utilizando os nutrientes do hospedeiro. 2. Causando danos diretos à região próxima ao local da invasão. 3. Produzindo toxinas → sangue e linfa → danificam sítios distantes do local inicial da invasão. 4. Induzindo reações de hipersensibilidade. Utilizando os nutrientes do hospedeiro: sideróforos O ferro é necessário para o crescimento da maioria das bactérias patogênicas. Contudo, a concentração de ferro livre no corpo humano é muito pequena, uma vez que a maior parte do ferro encontra-se firmemente ligada a proteínas transportadoras de ferro, como a lactoferrina, a transferrina e a ferritina, bem como à hemoglobina. Para obterem ferro, alguns patógenos secretam proteínas, chamadas de sideróforos. • Liberados no meio, onde removem o ferro das proteínas transportadoras através de uma ligação ainda mais intensa aos átomos de ferro. • Quando o complexo sideróforo-ferro é formado, ele liga-se a receptores de sideróforos na superfície da bactéria, sendo absorvido por ela. Dessa forma, o ferro é levado para dentro da célula bacteriana. • Em alguns casos, o ferro é liberado do complexo antes de entrar na bactéria. Como alternativa à aquisição de ferro via sideróforos, alguns patógenos apresentam receptores que se ligam diretamente às proteínas transportadoras de ferro e à hemoglobina. Essas moléculas são absorvidas diretamente pela bactéria junto com o ferro. Além disso, é possível que algumas bactérias produzam toxinas quando os níveis de ferro estão baixos. As toxinas destroem as células do hospedeiro, liberando ferro e tornando-o disponível para a bactéria. Dano direto Usam as células do hospedeiro para a obtenção de nutrientes e geram produtos residuais. Quando os patógenos metabolizam e se multiplicam nas células, elas normalmente se rompem. Muitos vírus e algumas bactérias e protozoários intracelulares são liberados quando as células se rompem. Após sua liberação, os patógenos que lisam as células podem se dispersar para outros tecidos em números ainda maiores. Produção de toxinas Substâncias venenosas produzidas por certos microrganismos. Muitas vezes, são o fator primário que contribui para as propriedades patogênicas desses micróbios. A capacidade dos microrganismos de produzir toxinas é chamada de toxigenicidade. As toxinas transportadas pelo sangue ou pela linfa podem causar efeitos graves e muitas vezes fatais. Podem gerar febre, distúrbios cardiovasculares, diarreia e choque. Também podem inibir a síntese proteica, destruir células e vasos sanguíneos, e danificar o sistema nervoso central,causando espasmos. Das cerca de 220 toxinas bacterianas conhecidas, aproximadamente 40% causam doenças decorrentes dos danos às membranas das células eucarióticas. O termo toxemia refere-se à presença de toxinas no sangue. As toxinas podem ser de dois tipos principais: exotoxinas e endotoxinas. As intoxicações são causadas pela presença de uma toxina, não pelo crescimento microbiano. Exotoxinas São produzidas no interior de algumas bactérias como parte de seu crescimento e metabolismo, e são secretadas pela bactéria no meio circundante ou liberadas após a lise da célula. • São proteínas, e muitas são enzimas que catalisam apenas certas reações bioquímicas. Enzimas → podem agir várias vezes seguidas. • As bactérias que produzem exotoxinas podem ser gram-positivas ou gram- negativas. • Os genes que codificam a maioria (e talvez todas) das exotoxinas são carreados em plasmídeos bacterianos ou fagos. • Solúveis em fluidos corporais → difundem-se facilmente no sangue → rapidamente transportadas por todo o corpo. • As exotoxinas agem destruindo determinadas partes das células do hospedeiro ou inibindo certas funções metabólicas. • Elas são altamente específicas em relação aos seus efeitos teciduais. O organismo produz anticorpos, denominados antitoxinas, que promovem imunidade contra exotoxinas. Quando as exotoxinas são inativadas por calor ou pelo uso de formaldeído, iodo ou outra substância química, não podem mais causar doença, porém ainda são capazes de estimular o sistema imune a produzir antitoxinas. Essas exotoxinas alteradas são chamadas de toxóides. Quando os toxóides são injetados no corpo, como uma vacina, estimulam a produção de antitoxinas, gerando imunidade. A difteria e o tétano podem ser prevenidos pela vacinação com toxóides. Tipos de exotoxinas: 1. Toxinas A-B: consistem em dois polipeptídeos. São a maioria das exotoxinas. A porção A é o componente ativo (enzima), e a porção B é o componente de ligação. Um exemplo de toxina A-B é a toxina diftérica. 2. Toxinas danificadoras de membrana: causam a lise da célula hospedeira pela degradação da membrana plasmática (formação de canais proteicos, degradação da porção fosfolipídica). A exotoxina lítica do Staphylococcus aureus é um exemplo de exotoxina que forma canais, ao passo que a toxina de Clostridium perfringens é um exemplo de exotoxina que degrada fosfolipídeos. a. Contribuem para a virulência pela morte de células do hospedeiro, sobretudo fagócitos, e também por auxiliar as bactérias a escaparem dos fagossomos para o citoplasma da célula hospedeira. b. O dano causado aos fagócitos diminui a resistência do hospedeiro. c. As leucocidinas (destroem glóbulos brancos) agem pela formação de canais proteicos. A maioria das leucocidinas é produzida por estafilococos e estreptococos. d. As toxinas danificadoras de membrana que destroem hemácias, também pela formação de canais proteicos, são denominadas hemolisinas 3. Superantígenos: proteínas bacterianas que provocam uma resposta imune muito intensa. Estimulam a proliferação de células T → as células T são estimuladas a liberar enormes quantidades de citocinas. Desencadeiam vários sintomas, como febre, náusea, vômito, diarreia e, às vezes, choque e até mesmo a morte. . Os superantígenos bacterianos incluem as toxinas estafilocócicas, que causam a intoxicação alimentar e a síndrome do choque tóxico. 4. Genotoxinas: Algumas bactérias gram-negativas, incluindo Haemophilus ducreyi e Helicobacter spp., produzem genotoxinas, que danificam o DNA. Essas toxinas causam mutações, interrompem a divisão celular e podem conduzir ao câncer. Endotoxinas Estão localizadas no interior das células bacterianas. As endotoxinas são parte da porção externa da parede celular de bactérias gram-negativas. As bactérias gram-negativas têm uma membrana externa que circunda a camada de peptideoglicano da parede celular. Essa membrana externa consiste em lipoproteínas, fosfolipídeos e lipopolissacarídeos (LPS). A porção lipídica do LPS, chamada de lipídeo A, é a endotoxina. As endotoxinas são lipopolissacarídeos. • São liberadas durante a multiplicação bacteriana e quando as bactérias gram-negativas morrem e suas paredes celulares sofrem lise. As endotoxinas → estímulo de macrófagos → liberação de citocinas em concentrações bastante elevadas. Nessas concentrações, as citocinas são tóxicas. Todas as endotoxinas produzem os mesmos sinais e sintomas, independentemente da espécie de microrganismo, embora nem sempre na mesma intensidade. Esses sintomas incluem calafrios, febre, fraqueza, dores generalizadas e, em alguns casos, choque e até mesmo morte. As endotoxinas também podem induzir o aborto. • Também ativam proteínas envolvidas na coagulação sanguínea, causando a formação de pequenos coágulos. • A morte de células bacterianas causada pela lise ou por antibióticos também pode resultar em febre por esse mesmo mecanismo. Choque séptico: Bactérias gram-negativas causam choque endotóxico. Assim como a febre, o choque produzido pelas endotoxinas está relacionado à secreção de citocinas pelos macrófagos. Com a fagocitose de bactérias gram-negativas, os fagócitos secretam TNF. Um dos efeitos do TNF é o dano aos capilares sanguíneos; sua permeabilidade é aumentada, e eles acabam perdendo grandes quantidades de fluidos. O resultado é uma queda na pressão sanguínea que leva ao choque. A pressão arterial baixa causa sérios efeitos nos rins, nos pulmões e no trato gastrintestinal. As endotoxinas não promovem a formação de antitoxinas efetivas contra seu componente carboidrato. Anticorpos são produzidos, porém eles tendem a não controlar os efeitos da toxina; na verdade, em algumas circunstâncias, esses anticorpos podem até mesmo intensificar seu efeito. Os microrganismos representativos que produzem endotoxinas incluem Salmonella typhi (o agente causador da febre tifóide) e Neisseria meningitidis (o agente causador da meningite meningocócica).
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