Enterobacteriaceae: Família Bacteriana Importante

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Enterobacteriaceae
A família Enterobacteriaceae, uma das mais importantes 
famílias bacterianas, compreende o ser vivo mais conhecido 
(E. coli K12) e muitos dos patógenos mais isolados para o 
homem e os animais. Com relação ao homem, estes patóge-
nos estão entre os principais agentes de infecção hospitalar 
e, sem dúvida, constituem a principal causa de infecção 
intestinal em muitos países. As suas relações com os ani-
mais também interessam muito ao homem não só porque 
causam perdas econômicas, mas também porque os animais 
representam um vasto reservatório de patógenos humanos. 
Por estas razões, poucos micro-organismos têm sido tão 
estudados quanto vários membros desta família.
Gêneros e Espécies
A cada ano, observa-se que novos membros são in-
cluídos nesta família. Provavelmente, há centenas de 
espécies, se não milhares. O emprego de métodos mole-
culares na classicação dos gêneros e espécies da família 
Enterobacteriaceae resultou em várias modicações da clas-
sicação clássica que tinha por base métodos fenotípicos. 
Obviamente, estas modicações eram necessárias do ponto 
de vista cientíco, mas sob a óptica da microbiologia clínica 
o estudo destes micro-organismos está se tornando cada vez 
mais complexo. Embora, não haja consenso, se aceita que 
a família é constituída por aproximadamente 40 gêneros e 
mais de 170 espécies. Nes te capítulo, dividiremos os gêneros 
da família em dois grandes grupos que chamaremos de tra-
dicional e não tradicional. O grupo tradicional (Tabela 35.1) 
corresponde aos gêneros conhecidos antes de 1980, que 
inclui em torno de 90% das amostras mais frequentemente 
isoladas de infecções humanas. O grupo não-tradicional 
inclui três subgrupos: espécies de origem humana, porém 
raras, espécies predominantemente de origem ambiental e 
espécies não isoladas do homem até agora (Tabela 35.2). 
Aspectos Estruturais
As enterobacteriáceas são bacilos Gram-negativos cujas 
células apresentam membrana citoplasmática, espaço peri-
plásmico, peptideoglicano ou mureína e membrana externa.
A maioria apresenta lamento agelar que nasce no cito-
plasma e muitas possuem cápsulas ou estrutura tipo capsular 
conhecidas como antígenos K. A membrana externa contém 
o LPS, porinas e diferentes tipos de fímbrias. Diferentes ti-
pos de plasmídios são transportados por muitas amostras. O 
cromossomo é único e circular. A Figura 35.1 é uma repre-
sentação esquemática de uma célula de uma enterobactéria.
Aspectos Fisiológicos
As enterobacteriáceas são micro-organismos anaeróbios 
facultativos, Gram-negativos, reduzem nitrato a nitrito, 
fermentam a glicose e não produzem a enzima citocromo 
oxidase C. São capazes de metabolizar uma ampla variedade 
de substâncias como carboidratos (mono-di-trissacarídeos e 
polímeros), proteínas e aminoácidos, lipídeos e ácidos orgâ-
nicos. Produzem catalase, utilizam glicose e amônia como 
fontes únicas de carbono e nitrogênio, respectivamente. 
Estas propriedades metabólicas são extensivamente usadas 
na classicação e identicação dos gêneros e espécies da 
família. De grande importância para a compreensão das 
relações bactéria–célula eucariótica foi a descoberta recente 
dos mecanismos de secreção de proteínas, muito em parti-
cular do sistema de secreção do tipo III, que injeta proteínas 
efetoras no citosol das células hospedeiras (ver Capítulo 19).
Aspectos Genéticos
Os estudos clássicos de genética culminaram recente-
mente com o sequenciamento do cromossomo e de vários 
plasmídios de enterobactérias. A quantidade de informação 
obtida tem sido imensa e algumas já foram ou serão aborda-
das em outros capítulos. Aqui, serão mencionadas somente 
as relações genômicas reveladas pela análise comparativa 
dos genomas sequenciados. O quadro que está se delinean-
do é o de que o genoma de enterobactéria é constituído por 
um cerne comum a todas as espécies, o qual é marcado por 
ISs (sequência de inserção), fagos, ilhas de patogenicidade, 
pseudogenes, sequências repetidas, mutações e deleções que 
explicariam as diferenças entre as espécies.
Estrutura Antigênica
Várias das estruturas celulares são antigênicas, entre 
elas estão os agelos, o LPS e as cápsulas. Os agelos são 
chamados antígenos H e as cápsulas, antígenos capsulares ou 
antígenos K. A molécula do LPS contém o antígeno O que 
corresponde ao polissacarídeo da cadeia lateral da molécula.
Esses antígenos representam a base da identificação 
sorológica dos membros da família Enterobacteriaceae, que 
muito contribuiu para o conhecimento da epidemiologia das 
infecções e da patogenicidade de muitas delas.
Fatores de Virulência
As enterobacteriáceas apresentam ou produzem uma 
gama enorme de fatores de virulência comprovados e poten-
ciais. A maioria destes fatores é expressa pelas variedades 
patogênicas de E. coli, Shigella, Salmonella e Yersinia. Com 
relação aos patógenos que causam bacteremias e septicemias 
apresentam particular importância os antígenos K que com-
preendem as cápsulas propriamente ditas. De modo geral, a 
cápsula protege o patógeno da ação dos fagócitos e dos anti -
corpos. Os fatores de virulência comprovados serão discuti-
dos nos capítulos referentes aos patógenos que os produzem 
e, quanto aos potenciais, vale mencionar os dois mais co-
nhecidos: EAST e CDT. A toxina EAST (Enteroaggregative 
E. coli Stable Toxin) é um pequeno peptídeo da família das 
toxinas ST (ver Capítulo 39) codicada por genes cromos-
sômicos ou plasmidiais muito comum em certas categorias 
de E. coli diarreiogênicas como EAEC e EHEC e também é 
expressa por uma proporção relativamente alta de amostras 
de E. coli isoladas da microbiota de indivíduos hígidos. 
Outra toxina CDT é uma proteína denida praticamente pela 
sua ação distensora e letal sobre células HeLa que também é 
produzida por diferentes amostras de E. coli, embora menos 
frequentemente do que EAST. 
O lipídeo A e o peptideoglicano são também fatores de 
virulência porque a febre e as manifestações gerais das in-
fecções pelas enterobacteriaceas são mediadas por citocinas 
cuja produção é estimulada por essas substâncias.
A expressão dos fatores de virulência é mediada por 
sistemas complexos de regulação, sensíveis a diferentes 
condições ambientais, que permitem as enterobacteriáceas 
patogênicas se adaptarem a diferentes nichos ecológicos.
Infecções
As enterobacteriáceas podem causar infecções intesti-
nais e extraintestinais, essas últimas podem ser localizadas 
ou sistêmicas. As infecções localizadas mais frequentes são 
as das vias urinárias, dos pulmões, do sistema nervoso cen-
tral, da pele e do tecido celular subcutâneo (feridas). Tanto 
as infecções intestinais como as extraintestinais podem 
permanecer localizadas ou se transformarem em infecções 
sistêmicas; as bacteremias são bastante frequentes. Estas 
também podem ocorrer em consequência da translocação 
para a corrente sanguínea de enterobacteriáceas presentes 
nos intestinos. Diferentes fatores podem favorecer a trans-
locação. Descreveremos, em seguida, o comportamento das 295
espécies ou dos gêneros tradicionais com relação à capaci-
dade de causar infecção intestinal ou extraintestinal.
Edwardsiella
E. tarda é a espécie mais importante isolada de casos 
de infecções em seres humanos. Há relatos de isolamentos 
ocasionais de urina, sangue e fezes. É conhecida como 
agente de gastrenterites e infecções de feridas. Embora não 
seja incluída entre os enteropatógenos, vários estudos clí-
nico-bacteriológicos têm demonstrado que ela pode causar 
diarreia. 
Providencia
Uma das espécies do gênero Providencia, P. alcalifa -
ciens, tem potencial de enteropatogênica. É mais frequente 
em crianças com diarreia do que em controles e um de seus 
ribotipos invade células HeLa (Figura 35.4). A primeira 
amostra da espécie envolvida com quadro diarreico foi 
isolada das fezes de uma criança em São Paulo. Asdemais 
espécies do gênero têm sido isoladas de pacientes com in-
fecção urinária
Hafnia
Hafnia alvei é a única espécie do gênero. Há trabalhos 
indicando que a espécie pode estar associada à diarreia de 
turistas e crianças. Um problema sério diz respeito à identi-
cação correta das amostras isoladas. Em um dos trabalhos 
mais convincentes em que as amostras de H. alvei apresen-
tavam inclusive o gene eae, comprovou-se posteriormente 
que a amostra isolada era na realidade uma Escherichia 
coli. Raramente, H. alvei pode estar associada a infecções 
extraintestinais, principalmente das vias biliares.
Klebsiella
O gênero Klebsiella possui duas espécies, K. oxytoca 
e K.pneumoniae, esta última com três subespécies, a saber: 
K.pneumoniae spp pneumoniae, K.pneumoniae spp rhinos-
cleromatis e K.pneumoniae spp ozaenae. São frequente-
mente isoladas de materiais biológicos humanos. A espécie 
mais isolada é K. pneumoniae. É encontrada nas fezes de 
30% dos indivíduos normais e, em menor frequência, na 
nasofaringe. Nas fezes de crianças e depois do uso de antibióticos, a frequência é mais elevada. K. pneumoniae é uma 
causa importante de pneumonias, bacteremias e de infecções 
em outros órgãos. É uma bactéria com relevância crescente 
nas infecções hospitalares e na condição de patógeno opor-
tunista, frequentemente causa infecções em pacientes imu-
nocomprometidos. Neste sentido, as populações de maior 
risco incluem os recém-nascidos (RN), pacientes cirúrgicos, 
portadores de neoplasias e diabetes. Pacientes com algumas 
patologias, como etilismo e diabetes, apresentam taxas de 
35% e 36% de colonização de K. pneumoniae na orofaringe, 
respectivamente, fato que favorece o desenvolvimento de 
pneumonia por este micro-organismo.
Citrobacter
São 11 espécies descritas e não são consideradas ente-
ropatógenos.. Este grupo de bactérias tem pouca importân-
cia clínica, porém as mais importantes são C. freudii e C . 
diversus (C. koseri). A primeira tem sido ligada a infecções 
urinárias, bacteremias e infecções respiratórias entre outras. 
A espécie C. diversus é suspeita de estar envolvida em 
casos de meningites em recém-nascidos. Uma espécie que 
tem sido bastante citada ultimamente é C. rodentium, que, 
embora não cause infecção no homem, compartilha fatores 
de virulência (intimina) com patógenos humanos como E . 
coli enteropatogênica clássica e E. coli enterohemorrágica.
Enterobacter
Duas espécies, E. cloaceae e E. aerogenes, predominam 
sobre todas as demais como causa de infecções humanas 
em vários órgãos. Uma característica importante das duas 
espécies é a capacidade de contaminar equipamentos médi-
cos e soluções para uso parenteral. Assim como Klebsiella, 
apresentam-se multirresistentes e estão envolvidas em surtos 
de infecção hospitalar, causando, principalmente, infecções 
urinárias e infecções respiratórias.
Proteus
Proteus mirabilis é a espécie mais importante, principal-
mente com relação a infecções urinárias adquiridas na co-
munidade e em hospitais. As espécies de Proteus produzem 
grandes quantidades de urease que degrada a ureia formando 
amônia e outros produtos. Acredita-se que a alcalinização 
da urina durante as infecções urinárias causadas por estes 
organismos contribua para a formação de cálculos urinários.
Morganella
São conhecidas duas subespécies de Morganella mor-
ganii, ambas envolvidas com infecções urinárias. As duas 
também produzem urease. 
Serratia
A grande maioria das infecções é causada pela Serratia 
marscescens que, como Enterobacter, costuma contaminar 
equipamentos médicos e soluções com baixo poder desin-
fetante. Serratia é um importante patógeno nosocomial 
que pode causar infecção urinária, bacteremias e infecções 
respiratórias.
Escherichia coli
A diversidade patogênica de E. coli chega a ser fan-
tástica. A espécie compreende pelo menos cinco categorias 
de amostras que causam infecção intestinal por diferentes 
mecanismos e várias outras especicamente associadas com 
infecções urinárias, meningites e provavelmente outras in-
fecções extraintestinais. As categorias que causam infecção 
intestinal são coletivamente chamadas de E. coli diarreiogê -
nica (ver Capítulos 36 a 40) (Quadro 35.1) e as associadas 
a infecções extraintestinais de EXPEC (Extra intestinal 
Pathogenic E. coli) (ver Capítulo 41). Além de ser um patógeno importante, E. coli é membro da microbiota intestinal 
normal do homem, sendo encontrada nas fezes de todos os 
indivíduos hígidos. Esta estreita associação com as fezes do 
homem (e também dos animais) representa a base do teste 
para vericar contaminação fecal da água e dos alimentos, 
tão usado em saúde pública. Em termos quantitativos, E. coli 
provavelmente seja o patógeno humano mais importante
Diagnóstico
O diagnóstico das infecções intestinais está descrito 
nos respectivos capítulos. Com relação às infecções ex-
traintestinais, o diagnóstico tem por base o isolamento da 
enterobacteriácea e sua identicação. O isolamento não ofe -
rece diculdade, porque as enterobacteriáceas crescem bem 
nos meios de cultura simples e também em meios seletivos 
como o de MacConkey, bastante usado em diagnóstico. Com 
relação à identicação das espécies, devemos considerar 
separadamente as mais frequentes e típicas das mais raras e 
difíceis. A identicação das primeiras pode ser bastante fácil 
requerendo apenas algumas características culturais e um 
número limitado de provas bioquímicas. Alguns exemplos de 
características culturais muito úteis em identicação podem 
ser mencionados:
Morfologia das colônias: em placas de MacConkey, 
E. coli e Klebsiella pneumoniae formam colônias altamente 
sugestivas das espécies (Figuras 35.5A e 35.5B). Já em pla -
ca de ágar- sangue, Proteus mirabilis tem um crescimento 
em forma de véu bastante característico (Figura 35.6). Este 
véu se deve à forma de crescimento, que ocorre em ciclos, 
devido à variação da quantidade de agelos expressos pela 
célula bacteriana.
Pigmentação: algumas enterobacteriáceas produzem 
pigmento característico. O mais típico e proeminente é 
o pigmento vermelho produzido por Serratia marcescens 
(Figura 35.7).
Outras características podem ser utilizadas na identi-
cação quando meios de isolamento chamados cromogênicos 
são utilizados. Eles têm por base substratos e indicadores 
que tornam a morfologia das colônias de algumas enterobac-
teriáceas praticamente denidoras da espécie.
Aspectos Epidemiológicos
A epidemiologia das infecções intestinais é discutida 
nos capítulos que tratam dos agentes etiológicos. Quanto 
às infecções extraintestinais, algumas são adquiridas na 
comunidade, mas a grande maioria é de natureza nosoco-
mial. Entre as infecções adquiridas na comunidade, as mais 
frequentes são as urinárias causadas por E. coli e Proteus 
mirabilis. Em hospitais, diferentes órgãos podem ser afeta-
dos e a frequência varia de acordo com diferentes fatores. 
Quanto aos agentes etiológicos destas infecções, as espécies 
tradicionais continuam sendo as mais importantes e algumas 
são bem mais frequentes que outras. 
Tratamento
Todas as enterobacteriáceas são naturalmente resisten-
tes (resistência intrínsica) a vários antibióticos, como ácido 
fusídico, clindamicina, estreptograminas, glicopeptídeos, 
linezolida, macrolídeos e penicilina G. Além desses, os di-
ferentes gêneros da família enterobacteriaceae podem ainda 
apresentar resistência intrínseca a outros antibióticos como 
listado na Tabela 35.5 e adquirir resistência a praticamente 
todos eles. A resistência adquirida pode decorrer de muta-
ções ou da aquisição de fatores R, não sendo rara a ocorrên-
cia das duas modalidades simultaneamente. Na maioria das 
vezes, a resistência é múltipla. A frequência dos diferentes 
tipos de amostras resistentes está intimamente ligada ao uso 
dos antibióticos. A variabilidade de sensibilidade aos anti-
microbianos,faz com que haja necessidade de se pesquisar 
o perfil de sensibilidade de cada cepa isolada
Clostridium
Este gênero é extremamente heterogêneo, composto 
por cerca de 150 espécies e seu hábitat natural é o solo e o 
intestino. Poucas espécies, no entanto, são responsáveis por 
importantes infecções no homem e nos animais, a saber: C. 
perfringens, C. clostridioforme, C. innocuum, C. ramosum, 
C. dicile, C. butyricum, C. cadaveris, C. sporogenes, C. 
bifermentans, C. glycolicum, C. tertium, C. septicum, C. te-
tani, C. botulinum, C. sordelli, C. histolyticum, C. novyi. As 
doze primeiras espécies são responsáveis por 95% de casos 
de infecções por Clostridium sp.
O gênero é tradicionalmente denido como aquele que 
reúne bacilos Gram-positivos esporulados, alguns anaeró-
bios obrigatórios (por exemplo, C. perfringens), outros 
aerotolerantes (por exemplo, C. tertium) e alguns, raros, 
que não toleram traços de oxigênio (C. haemolyticum e C. 
novyi tipo B). As células vegetativas da maioria das espécies 
são bacilos retos ou curvos, variando de pequenas formas 
de bastonetes cocoides a formas longas, lamentosas, com 
extremidades arredondadas ou retas. Algumas vezes, em 
cultivos prolongados, podem ser observados bacilos com 
aparência de Gram-negativos e, em muitas ocasiões, formas 
Gram-positivas e Gram-negativas são observadas em uma 
mesma lâmina. Os endosporos ovais ou esféricos usualmente 
são maiores do que as células vegetativas. Certas espécies só 
produzem esporos sob condições especiais, como é o caso 
de C. perfringens. A maioria não é capsulada, e praticamente 
todos são catalase-negativos. Os clostrídeos usualmente são 
fermentadores e/ou proteolíticos, porém alguns são assaca-
rolíticos e não proteolíticos. As espécies C. perfringens, C. 
ramosum e C. innoccum são imóveis, porém a maioria é 
móvel através de agelos peritríqueos.
O conteúdo G+C do seu DNA varia de 26 a 32 mol%, 
porém algumas espécies do gênero apresentam um conte-
údo G+C variando de 38 a 56 mol%. Estão amplamente 
distribuídos na natureza, sendo encontrados no solo, em 
vegetações, em sedimentos marinhos e no intestino do ho-
mem e de outros vertebrados, além de insetos. A espécie C. 
perfringens já foi encontrada em praticamente todos os solos 
examinados, com exceção das areias do deserto do Saara. As 
espécies componentes do gênero são, em sua maioria, avirulentas, embora algumas possam ser isoladas de infecções 
endógenas, enquanto outras são patógenos reconhecidos pela 
produção de potentes toxinas.
Clostridium tetani 
C. tetani é um bacilo com endosporo oval terminal cujo 
aspecto de raquete caracteriza-o de forma inquestionável, 
sendo encontrado no solo de todas as partes do mundo. 
Em cultivos, com mais de 24 horas, apresenta-se como 
bacilo Gram-positivo, é móvel, com temperatura ótima de 
crescimento em torno de 37oC. É metabolicamente inativo, 
não fermenta carboidratos, não produz lecitinase ou lipase e 
tampouco digere leite ou outras proteínas. 
C. tetani produz duas proteínas biologicamente ativas: a 
neurotoxina – TeNT(tetanus neurotoxin) e uma hemolisina. 
TeNT, produto da expressão de um gene carreado em plas-
mídeo, é sintetizada como um polipeptídeo, de cadeia sim-
ples, com 150 kDa, que é naturalmente clivado por proteases 
bacterianas e do hospedeiro, em duas cadeias, uma pesada 
de 100 kDa e uma leve de 50 kDa, mantidas por pontes dis -
sulfeto. A cadeia pesada parece mediar a ligação da toxina 
a receptores da superfície celular de neurônios motores e 
o transporte da cadeia leve (fragmento A) ao citoplasma 
celular. A internalização, que ocorre em um compartimento 
semelhante ao endossomo, promove alterações conforma-
cionais na cadeia pesada pela exposição de grupamentos 
hidrofóbicos, permitindo, assim, a sua inserção na membrana 
do endossomo . O fragmento A é uma metaloprotease (en-
dopeptidase que requer zinco) e, portanto, responsável pela 
atividade catalítica da TeNT, com atividade direcionada à 
proteína VAMP ( vesicle associated membrane protein) ou 
sinaptobrevinas participantes das vesículas envolvidas no 
tráfego de neurotransmissores, nas sinapses centrais, particu-
larmente nas sinapses inibitórias da medula espinhal.
Patogênese 
A doença ocorre após a introdução dos esporos na le-
são, que em baixo potencial redox são capazes de germinar 
e multiplicar-se. A toxina liberada, após a lise celular, se liga a junções neuromusculares dos neurônios motores para 
ser então endocitada. A partir da utilização do sistema de 
transporte retrógrado, através dos axônios, a TeNT chega ao 
sistema nervoso central para exercer sua atividade. A TeNT 
é liberada no espaço intersináptico, entre o neurônio motor 
e o neurônio inibitório onde se liga a vesículas sinápticas e 
é endocitada. O pH baixo da vesícula sináptica leva a rear-
ranjos na estrutura da toxina o que permite a translocação da 
cadeia leve para o citoplasma. A clivagem da VAMP/sinap-
tobrevina impede a liberação de neurotransmissores do tipo 
ácido δ-aminobutírico (GABA) e glicina pelos neurônios, 
bloqueando assim os impulsos inibitórios aos neurônios mo-
tores e consequentemente levando a uma paralisia espástica.
Manifestações clínicas
O tétano pode ser localizado ou generalizado. O período 
de incubação pode variar de 2 a 14 dias. O tétano genera-
lizado é reconhecido, inicialmente, pelo trismo (espasmos 
do masseter) e pelo riso sardônico (espasmos dos músculos 
bucais e faciais). Os espasmos generalizados podem se 
intensicar, levando a uma postura arqueada típica, deno-
minada de opistotônica. O paciente permanece consciente. 
Já o tétano localizado resulta de espasmos dolorosos nos 
músculos adjacentes ao sítio da lesão e pode preceder ao 
tétano generalizado. O tétano neonatal, em decorrência de 
contaminação do coto umbilical, manifesta-se após 3 a 12 
dias do nascimento de bebês de mães não-vacinadas, através 
de uma progressiva diculdade de sugar, que evolui para a 
diminuição ou paralisia dos movimentos. 
O diagnóstico do tétano é realizado pela observação 
clínica e pode ser conrmado por cultura a partir de swab 
da lesão ou visualização do bacilo por coloração de Gram. 
A toxina também pode ser detectada diretamente no soro do 
paciente.
Epidemiologia
O tétano ocorre em indivíduos do mundo todo e é 
considerado endêmico em muitos países, sendo associado à 
injúria traumática com objetos contaminados com esporos. 
Ultimamente, tem sido relatado, eventualmente, em usuários 
de drogas e de piercings, pela possibilidade de contaminação 
dos instrumentos utilizados A prevenção do tétano é obtida pela administração do 
toxoide tetânico combinado com o toxoide diftérico e antí-
genos da Bordetella pertussis (vacina tríplice) em três doses, 
nos três primeiros meses de vida, com reforço no quinto ano 
de vida e depois de 10 em 10 anos, apenas com a combina-
ção dos toxoides diftérico e tetânico.
Tratamento
O tratamento baseia-se principalmente no controle dos 
espasmos e da respiração, na neutralização da toxina livre, 
todos obtidos através de sedação, bloqueadores musculares, 
antitoxina e antimicrobianos, como o metronidazol.
Clostridium perfringens
C. perfringens produz uma variedade de toxinas letais 
aos animais e também uma enterotoxina que causa diarreia 
no homem. Foram identicados cinco tipos de toxinas clas-
sicadas de A a E com base na letalidade em camundongos 
e na neutralização especíca de quatro toxinas produzidas 
in vitro (alfa-toxina, beta-toxina, epsilon-toxina e iota-to-
xina). Cepas de C. perfringens produzem uma enterotoxina 
citotóxica (CPE – Clostridium perfringens enterotoxin) com 
atividade no intestino delgado, especialmente no íleo, envol-
vendo uma sequência de eventos que induzem alterações em 
pequenas moléculas envolvidas na permeabilidade das mem-
branas, provocando acúmulo de uidos no lúmen intestinal.
Todas as cepas, reetindouma característica cromos -
sômica, produzem α-toxina que também é conhecida como 
lecitinase ou fosfolipase C. A α-toxina é hemolítica, hidrolisa 
fosfatidilcolina e esngomielina presentes nas membranas 
das células eucarióticas. Além disso, destrói plaquetas e 
leucócitos e aumenta a permeabilidade capilar. Outras três, 
β-toxina, ε-toxina e θ-toxina são codificadas por genes 
localizados em elementos genéticos extracromossômicos, 
fornecendo, juntamente com a α-toxina fundamento para 
esta biotipagem (Tabela 52.1). Outras toxinas, aparentemen-
te menos importantes, que podem ser associadas ou não à 
virulência, são produzidas pela espécie, λ-toxina (protease), 
κ-toxina (colagenase), µ-toxina (hialuronidase). Somente 
as cepas do tipo A podem ser encontradas como microbiota 
nos intestinos do homem e de animais, e no solo. Acredita se que o solo seja o hábitat natural, pois células vegetativas 
são aí detectadas. Dos cinco tipos sorológicos, o tipo A é o 
causador da maioria das infecções em humanos. Os demais 
tipos, B, C, D e E parecem integrantes apenas da microbiota 
intestinal de animais e ocasionalmente do homem, sendo o 
tipo C o único associado a infecções no homem. C. perfrin-
gens é a espécie do gênero mais isolada de infecções endó-
genas, as quais estão frequentemente associadas aos mesmos 
fatores predisponentes das demais infecções causadas por 
outras bactérias anaeróbias. Por outro lado, menos frequente-
mente, a espécie está associada a síndromes histotóxicas, em 
que a produção de gás e a atividade de toxinas especícas 
estão envolvidas, além de ser também associada a doenças 
puramente toxigênicas. 
Patogênese
Gangrena gasosa (mionecrose)
A gangrena é uma infecção que rápida e progressiva-
mente destrói músculos com toxicidade sistêmica, certamen-
te devido, em grande parte, à ação da α-toxina. A gangrena 
gasosa está usualmente associada a traumas ou cirurgias nas 
quais fatores como a presença de corpos estranhos, insuci-
ência vascular ou infecção concomitante com outros agentes 
microbianos são as condições que mais favorecem no desen-
volvimento desta infecção. O C. perfringens está associado 
por cerca de 80% dos casos, enquanto outros clostrídeos 
também podem ser agentes causais da mionecrose, como 
C. septicum, C. novyi tipo B, C. sordelli, C. histolyticum, C. 
fallax e C. bifermentans. Diferentemente dos quadros típicos 
de gangrena gasosa causados por C. perfringens, aqueles 
associados a C. septicum não se seguem a traumas e são definidos como gangrena gasosa não-traumática ou espontânea.
Infecção alimentar 
C. perfringens tipo A causa uma forma branda comum 
de infecção alimentar, detectada em todo o mundo, especial-
mente sob a forma de surtos. Diarreias esporádicas, que po-
dem ou não estar associadas ao us o de antibiótico, são tam-
bém relatadas, especialmente entre idosos hospitalizados. A 
infecção ocorre após a ingestão de alimentos contaminados 
com no mínimo 108 células produtoras de enterotoxina. Os 
alimentos mais comumente envolvidos são os proteicos de 
origem animal, como carnes de bovinos e de aves que, após 
a contaminação, são manipulados por longos períodos (cozi-
mento lento e logo após estocados à temperatura ambiente). 
Os esporos, sobrevivendo ao cozimento, germinam tão logo 
a temperatura alcança aquela estabelecida como ótima de 
crescimento. O tempo de geração de C. perfringens é de 10 
a 12 minutos, quando a temperatura é de 43oC a 47oC, pro-
duzindo então um número expressivo de células vegetativas. 
Muitas dessas células vegetativas morrem quando expostas 
ao meio acidico do estômago. Entretanto, se o alimento in-
gerido estiver sucientemente contaminado, algumas células 
sobreviventes passam para o intestino, onde no meio alcalino 
esporulam. A enterotoxina (CPE) acumulada intracelular-
mente é liberada quando a esporulação se completa e a lise ocorre para liberação do endosporo. O período de incubação 
pode variar de 6 a 24 horas após a exposição e os sintomas 
principais são diarreia aquosa e espasmos intestinais com 
evolução benigna em 24 horas, em indivíduos sadios.
Outras infecções 
C. perfringens é implicado em mais de 50% dos casos 
de colecistite ensematosa. Esta forma grave de infecção no 
trato biliar ocorre, especialmente, entre diabéticos. No trato 
genital feminino, os clostrídeos são isolados de até 20% 
das infecções, especialmente de abcessos tubo-ovarianos e 
pélvicos. Nos casos de gangrena gasosa uterina, C. sordelli 
tem sido detectado como um importante agente etiológico. 
A celulite criptante ou celulite anaeróbica é caracterizada 
por formação de gás em tecido subcutâneo, sem toxicida-
de sistêmica e ocorre após três dias de um trauma e o C. 
perfringens é denido como um dos principais agentes. A 
enterite necrótica, causada pela β-toxina de C. perfringens 
tipo C, sensível à protease, ocorre esporadicamente entre 
as populações da Nova-Guiné, que através do consumo de 
carnes contaminadas de suínos são incapazes de inativar a 
β-toxina pelos baixos níveis de proteases pancreáticas produ-
zidos, em decorrência da desnutrição e simultânea dieta rica 
em inibidores de protease, como batata-doce, amendoim, 
soja. A enterocolite neutropênica caracteriza-se por ser ful-
minante em pacientes com intensa neutropenia relacionada 
a leucemias, anemias aplásticas ou quimioterapia em que C. 
septicum parece ser o principal agente.
Diagnóstico bacteriológico
O diagnóstico precoce da gangrena gasosa é crítico e 
baseia-se nos sinais clínicos – edema intenso, descoloração 
do tecido, vesículas hemorrágicas, evidência de gás no 
tecido e na detecção laboratorial. Neste caso, a observação 
microscópica de bacilos Gram-lábeis no exsudato e seu 
respectivo isolamento em meios simples ou ágar sangue, 
com o característico duplo halo de hemólise, devem ser in-
vestigados. São adicionalmente caracterizados por reduzirem 
nitrato, fermentarem glicose, lactose, maltose, sacarose e 
liquefazerem a gelatina.
Prevenção e tratamento
Gangrena gasosa
O tratamento imediato é essencial em função da alta 
taxa de mortalidade. O componente mais importante do 
tratamento é o imediato e extensivo debridamento cirúrgico 
de todo o tecido necrosado. A terapia hiperbárica como 
tratamento proporciona também a demarcação entre tecido 
vivo e injuriado, permitindo excisões menos radicais, além 
de potencialmente alterar a produção da toxina. O terceiro 
componente é a antibioticoterapia na qual devem ser asso-
ciados, ao menos na fase inicial, penicilina com clindamici-
na ou metronidazol ou até mesmo imipenem em decorrência 
da possível resistência à penicilina.
Infecção alimentar
A principal medida preventiva da infecção alimentar por 
C. perfringens é a imediata refrigeração do alimento proces-
sado, especialmente carnes, sempre que o consumo não for 
imediato, com o objetivo de impedir o aumento do número 
de células vegetativas. Por outro lado, o reaquecimento deve 
ser de tal forma que temperaturas superiores a 75oC sejam 
alcançadas no interior das carnes. O espectro de doenças 
diarreicas induzidas por C. perfringens tem se ampliado, 
detectando-se, embora raramente, em quadros de diarreia 
associada a antimicrobianos
Clostridium botulinum 
C. botulinum é um bacilo que apresenta esporos ovais 
subterminais, cujo hábitat natural é o solo, poeira e sedi-
mentos marinhos, podendo ser encontrado em uma grande 
variedade de agroprodutos, frescos ou industrializados. 
A espécie produz sete tipos antigênicos de toxina botulínica 
(BoNT– botulinum neurotoxin) designados de A-G, porém 
diferentes isoformas de cada tipo antigênico tem sido reve-
ladas por técnicas moleculares e de espectrometria de massa. 
A espécie é dividida em quatro grupos siológicos. O grupo 
I reúne os micro-organismos proteolíticos que produzem 
as toxinas A, B ou F. O grupo II reúne os organismos não 
proteolíticos e que podemproduzir as toxinas B, E ou F, 
enquanto o grupo III engloba os organismos produtores de 
toxinas C e D, e o grupo IV dene o tipo G, descoberto na 
Argentina e que não tem sido causa de doença humana ou 
animal. As toxinas A, B, E e F são as principais causas de 
botulismo em humanos, enquanto os tipos C e D estão as-
sociados ao botulismo que ocorre em aves e mamíferos. C. 
botulinum também produz as exoenzimas C3 que mono ADP-
ribosilam proteínas RhoA, B e C da família das GTPases de 
baixo peso molecular, envolvidas na sinalização intracelular. 
A toxina botulínica, assim como a toxina tetânica, é uma 
metaloprotease dependente de zinco, sintetizada como uma 
cadeia polipeptídica de 150 a 165 kDA, cuja ativação depen-
de da clivagem proteolítica em duas cadeias polipeptídicas 
(leve e pesada) ligadas por pontes dissulfeto. Assim como 
a toxina tetânica, a BoNT é uma potente inibidora de neu-
rotransmissores. A BoNT se associa a proteínas não tóxicas para formar complexos cujos respectivos genes estão reuni-
dos em um segmento de DNA denominado locus botulínico, 
localizado provavelmente em um elemento móvel. 
Patogênese
O botulismo em seres humanos apresenta-se sob qua-
tro formas. O botulismo infantil (bebês), muito comum 
nos EUA e raro nos demais países; o botulismo clássico; 
o botulismo de lesão e o botulismo após colonização em 
adultos. No botulismo infantil, o intestino é colonizado por 
esporos de C. botulinum, especialmente nos primeiros meses 
de vida, pelas condições satisfatórias para a colonização. 
Após germinação e consequente produção de neurotoxina 
no intestino grosso, a BoNT atravessa o tecido epitelial 
através de um processo ativo que envolve o reconhecimento 
de receptores na superfície apical do epitélio, endocitose 
mediada por receptor e liberação na face baso-lateral. A 
toxina é então absorvida pela corrente sanguínea, sendo 
carreada às terminações nervosas periféricas, particularmente 
as junções neuromusculares dos neurônios motores onde se 
liga, irreversivelmente, às membranas pré-sinápticas, cau -
sando paralisia aguda ácida. Casos de colonização do C . 
botulinum em adultos e, portanto, análogo ao infantil, têm 
sido investigados, porém sua frequência é extremamente 
rara, pela alteração excepcional que deve ocorrer na anato-
mia, siologia e microbiota intestinal. O botulismo clássico 
ocorre após a ingestão de alimento contendo a BoNT pré-
-formada. Em geral a toxina se encontra associada de forma 
não covalente a proteínas auxiliares, como as hemaglutininas 
(HA), também secretadas pelo C. Botulinum. Essas proteínas 
auxiliares protegem a BoNT da degradação pelo sistema digestório, permitindo que maiores quantidades da toxina 
alcancem o intestino delgado. A absorção ocorre primaria-
mente no duodeno e jejuno e, através, da corrente sanguínea 
alcança as sinapses colinérgicas periféricas (incluindo-se as 
junções neuromusculares), onde então se ligam a vesículas 
sinápticas capazes de se fundir com as membranas neuronais 
permitindo que a toxina seja internalizada por endocitose. O 
pH endossomal ácido permite mudanças conformacionais 
na toxina que levam a translocação da cadeia leve para o 
citoplasma celular. O alvo terminal dessas toxinas são as 
proteínas SNAREs (soluble NFS attachment receptor) como 
a sinaptobrevina e sintaxina, interferindo na liberação de 
acetilcolina. 
Manifestações clínicas
Em decorrência da distribuição hematogênica da BoNT, 
as formas de botulismo manifestam-se como uma paralisia 
simétrica ácida descendente com diplopia, disartria, dis-
fonia, disfagia e possivelmente com sequelas neurológicas, 
apesar da rota de transmissão (oral). A BoNT é considerada 
uma das toxinas mais potentes que se conhece. Sua potência 
é originada pela sua habilidade em bloquear transmissões 
neuromusculares e levar à morte através da paralisia da 
musculatura envolvida na respiração.
Clostridium difficile
C. dificile é um bacilo de 3 a 5 µm de comprimento que 
se mostra predominantemente Gram-positivo, porém torna-
se Gram-negativo após 24 a 48 horas de cultivo. Os es poros 
ovais subterminais são vericados na fase estacionária de 
crescimento na maioria dos meios sólidos com exceção dos 
meios seletivos. É capaz de liquefazer a gelatina, mas não 
outras proteínas, como as do leite e da carne. Não produz 
lecitinase, tampouco lipase. É fermentador de glicose, fru-
tose, manitol e manose. Foi descrito pela primeira vez na 
literatura em 1935, sendo associada a sua presença à micro -
biota do mecônio e às fezes de recém-nascidos, indicando, 
já naquele momento, que toxinas estariam sendo produzidas 
e poderiam ser responsáveis pela formação de sangue oculto 
e convulsões febris observadas em alguns recém-nascidos