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Departamento de Microbiologia Instituto de Ciências Biológicas Universidade Federal de Minas Gerais http://www.icb.ufmg.br/mic Bactérias Anaeróbias 1 Introdução Bactérias Anaeróbias - www.icb.ufmg.br/mic As bactérias anaeróbias são definidas como microrganismos que vivem em meios de baixa tensão de O2. São encontradas em todo o corpo humano – na pele, nas superfícies de mucosas e, em altas concentrações, na boca e no trato gastrintestinal – como parte da biota normal. Podem ser facultativos, quando são capazes de sobreviver na presença de O2, ou aerotolerantes, quando são capazes de sobreviver com O2 produzindo a enzima superóxido dismutase, a qual diminui os radicais livres de oxigênio. Algumas infecções causadas por bactérias anaeróbias são graves e com altas taxas de morbidade e mortalidade. A tabela abaixo evidencia bactérias anaeróbias de importância clínica, sendo que ao longo do texto serão enfatizadas algumas delas. Tabela 1 - Bactérias anaeróbias de importância clínica 1.1 Bacilos (bastonetes) Local anatômicoGêneros Gram-negativos Grupo do Bacteroides fragilis Grupo do Prevotella melaninogenica Fusobacterium Gram-positivos Actinomyces Lactobacillus Propionibacterium Eubacterium, Bifidobacterium e Arachnia Clostridium Cólon Boca Boca e Cólon Boca Vagina Pele Boca e Cólon Cólon 1.2 Cocos (esferas) Local anatômicoGêneros Gram-positivos Peptostreptococcus Gram-negativos Veillonella Cólon Boca e Cólon Fisiologia dos microrganismos anaeróbios 2 As bactérias anaeróbias associadas ao homem são, predominantemente, fermentadoras (oxidação parcial do substrato) e têm vantagem, tendo em vista a enorme diversidade de substratos que podem ser utilizados. Sabe-se que o oxigênio molecular é potencialmente tóxico para todos os seres vivos. O fato de algumas bactérias serem sensíveis a ele está ligado à incapacidade destas de eliminar os produtos do metabolismo do oxigênio molecular. Pesquisas revelaram que a enzima superóxido dismutase (SOD), envolvida na eliminação do ânion superóxido, é a principal enzima envolvida na maior resistência dos anaeróbios estritos ao oxigênio. Observou-se que quanto maior era a atividade dessa enzima em anaeróbios, maior era o tempo de sobrevivência destes em ambientes com oxigênio. As bactérias anaeróbias são ubíquas. No homem, elas predominam na cavidade oral (ao redor dos dentes), no trato gastrintestinal (especialmente no cólon, onde superam a E. coli em 1000:1), no trato geniturinário e na pele. A maioria desses habitats possui baixa tensão de oxigênio e baixo potencial redox. Colheita e transporte: o local deve ser limpo com sabão cirúrgico e desinfetado com álcool etílico ou similar. A colheita deve ser feita em agulhas ou seringas. Swabs não são adequados para o isolamento, pois expõem as bactérias ao oxigênio atmosférico. Bactérias Anaeróbias - www.icb.ufmg.br/mic Ocorrência Isolamento Cultivo Método físico Consiste no uso de jarras anaeróbias (Figura 1) com retirada mecânica do oxigênio, deixando uma proporção de gases de, aproximadamente, 90% de nitrogênio e 10% de gás carbônico. Método químico O princípio básico dessas jarras consiste em remover o oxigênio pela reação com o hidrogênio adicionado ao sistema na presença de um catalisador. 3 Os clostrídios são bastonetes anaeróbios, gram-positivos, móveis e grandes. Muitos decompõem proteínas ou formam toxinas, sendo que alguns exibem essas duas propriedades. Seu habitat natural é o solo ou o trato intestinal de animais e seres humanos, onde vivem como saprófitas. Dentre os patógenos estão os microrganismos responsáveis pelo botulismo, tétano, gangrena gasosa e colite pseudomembranosa. Clostridium botulinum É a bactéria causadora do botulismo. Encontra-se distribuída em todo o meio ambiente e os esporos conseguem penetrar em alimentos conservados ou enlatados com baixos níveis de oxigênio e nutrientes suficientes para garantir seu crescimento. Os microrganismos germinam e sintetizam as toxinas, enquanto ocorrem o crescimento e a lise. As neurotoxinas botulínicas são as mais potentes toxinas conhecidas, mas que podem ser neutralizadas por anticorpos específicos. As toxinas são termolábeis, de modo que o alimento adequadamente aquecido não provoca o botulismo. A toxina botulínica pré-formada é ingerida e absorvida, vindo a atuar sobre o sistema nervoso periférico ao inibir a liberação de acetilcolina nas sinapses colinérgicas, causando paralisia. Depois que a toxina se encontra ligada o processo é irreversível. Os sintomas estão associados à ação anticolinérgica e o botulismo deve ser tratado com antitoxina. Bactérias Anaeróbias - www.icb.ufmg.br/mic Nesse caso é usada uma bactéria anaeróbia facultativa de crescimento rápido que irá eliminar o oxigênio, criando um meio anaeróbio para o crescimento da bactéria anaeróbia. Método biológico Gênero Clostridium Clostridium tetani Os esporos são responsáveis pelo tétano e estão presentes em todo o meio ambiente. Enquanto crescem os microrganismos elaboram a toxina tetanospasmina. A infecção localizada é quase sempre insignificante. A toxina propaga-se ao longo dos nervos até o sistema nervoso central, onde se liga aos gangliosídios, suprime a liberação de neurotransmissores inibitórios e provoca espasmo muscular. A morte resulta da incapacidade de respirar. Obviamente, os traumatismos graves podem predispor ao desenvolvimento do tétano; entretanto, mais de 50% dos casos de tétano ocorrem após pequenas lesões. O tétano é uma doença totalmente evitável: a imunização ativa é induzida pelo toxóide tetânico (toxina tetânica formalizada). O toxóide tetânico faz parte da rotina de vacinação infantil DPT (difteria, coqueluche, tétano) e os adultos devem tomar as doses de reforço em intervalos de 10 anos. Clostridium perfringens É o causador da gangrena gasosa. Todos os tipos de C. perfringens produzem alfatoxina, uma exotoxina hemolítica necrosante que é uma lecitinase. As outras toxinas apresentam atividades variáveis, incluindo necrose tecidual e homólise. O C. perfringens é encontrado em todo o meio ambiente. Ocorre gangrena gasosa quando uma ferida dos tecidos moles é contaminada por C. perfringens, conforme observado em traumatismo, aborto séptico e ferimentos de guerra. Uma vez iniciada a infecção, os microrganismos elaboram toxinas necrotizantes; o CO2 e o H2 acumulam-se nos tecidos e são, clinicamente, detectáveis na forma de gás. Ocorre edema, bem como comprometimento da circulação, promovendo a propagação da infecção anaeróbia. 4 São os organismos mais comuns na cavidade oral, principalmente na gengiva, e nos tratos genital feminino e gastrintestinal inferior. Constituem a maioria dos organismos associados a abscessos anaeróbicos. O processo infeccioso geralmente envolve duas ou mais espécies, como, por exemplo, organismos anaeróbios facultativos que ajudam a baixar o O2 de modo a fornecer o ambiente anaeróbico requerido pelos bacilos Gram-negativos co-infectantes. Esses bacilos agrupam-se, principalmente, em três gêneros principais: Bacteroides Predominantes no colo humano. Fazem parte da microbiota normal, sendo patogênicos apenas se ganharem acesso ao sangue durante penetração do intestino, por exemplo, durante uma cirurgia ou trauma. São a causa mais comum de infecções sérias por organismos anaeróbicos. São bacilos finos ou cocobacilos e sua cápsula é um importante fator de virulência. A principal espécie é o B. fragilis. É comum entre as espécies desse gênero a resistência a drogas, sendo o tratamento com metronidazol a opção mais freqüente de antibiótico a ser utilizado. Prevotella A principal espécie patogênica desse gênero é a P. melaninogenica, uma bactéria da biota normal da boca e dostratos alimentar superior e respiratório. Sua parede celular contém uma potente endotoxina. As infecções por Prevotella estão geralmente associadas ao trato respiratório superior, causando, por exemplo, infecções dentárias e sinusais, infecções e abscessos pulmonares, abscessos cerebrais e infecções causadas por uma mordida humana. Fusobacterium Bacilos em forma de fuso, com extremidades afiladas, encontrados como parte da biota normal da boca, trato genital feminino e do colo uterino. Possuem virulência limitada, contudo, estão envolvidos em uma grande variedade de apresentações clínicas, como, por exemplo, peritonite, abscessos cerebrais, osteomielite e uma inflamação das tonsilas conhecida como angina de Vincent. O grupo Fusobacterium inclui várias espécies freqüentemente isoladas em infecções bacterianas mistas causadas pela microbiota normal das mucosas. Bactérias Anaeróbias - www.icb.ufmg.br/mic Clostridium difficile É o causador da colite pseudomembranosa. C. difficile faz parte da microbiota gastrintestinal normal de 2 a 10% dos seres humanos. Os microrganismos são relativamente resistentes à maioria dos antibióticos comumente utilizados. Com o uso de antibióticos, a microbiota gastrintestinal normal é suprimida, de modo que C. difficile passa a proliferar produzindo enterotoxinas citopáticas. Os sintomas da doença variam desde diarréia isolada até diarréia pronunciada e necrose da mucosa com acúmulo de células inflamatórias e fibrina, formando a pseudomembrana. Bacilos Gram-negativos anaeróbios 5Bactérias Anaeróbias - www.icb.ufmg.br/mic Tratamento A resistência conferida pela produção de ß-lactamase em vários patógenos anaeróbios tem aumentado consideravelmente nos últimos 20 anos, especialmente entre o grupo B. fragilis. Essas enzimas determinam resistência natural a várias penicilinas e cefalosporinas. Quatro grupos de drogas são ativos contra, virtualmente, todas as bactérias anaeróbias de importância clínica. Eles são: nitroimidazóis, carbapenens, cloranfenicol ou tianfenicol e combinações de drogas ß-lactâmicas (penicilinas e cefalosporinas) com inibidores de ß-lactamase. Os bacilos Gram- positivos anaeróbios não-formadores de esporos são, comumente, resistentes aos nitroimidazóis. Três outras drogas apresentam boa atividade, mas são menos ativas do que os quatro grupos mencionados anteriormente. São elas: cefoxitina, clindamicina e penicilinas de amplo espectro (ureidopenicilinas e carboxipenicilinas). BARON, Samuel. Medical Microbiology. 4ª ed. [online]. Disponível via URL em: www.ncbi.nlm. nih.gov/books. CECIL, Russell L. (Russell La Fayette); GOLDMAN, Lee.; AUSIELLO, Dennis. Cecil tratado de medicina interna. 22ª ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2005 2v. LEVINSON, Warren; JAWETZ, Ernest. Microbiologia médica e imunologia. 7ª ed. Porto Alegre: Artmed, 2005. MURRAY, Patrick R; ROSENTHAL, Ken S; PFALLER, Michael A.. Microbiologia médica. 5. ed. Rio de Janeiro Elsevier, 2006. STROHL, William A.; ROUSE, Harriet; FISHER, Bruce. Microbiologia Ilustrada. 1ª ed. Artmed, 2003. JAWETZ, Ernest; MELNICK, Joseph; ADELBERG, Edward. Microbiologia Médica. 22ª Ed. Mc Graw Hill, 2005. Literatura sugerida Bactérias Anaeróbias - www.icb.ufmg.br/mic
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