Anaeróbios exógenos - C. tetani e C. botulinum

Prévia do material em texto

Microbiologia – Aula 03/10 
Anaeróbios exógenos 
 Bacilos Gram Positivos Anaeróbios Esporulados 
São bactérias anaeróbias que se adaptaram ao ambiente e estão associadas ao solo, 
animais e ao intestino de mamíferos, podendo causar doenças. Os representantes desse 
grupo são as bactérias do gênero Clostridium, que são bastonetes gram positivos 
esporulados. 
A produção de esporos viabiliza a manutenção dos Clostridium em condições de pouco 
oxigênio, o esporo é uma estrutura de resistência formada quando a bactéria percebe 
uma carência de nutrientes, principalmente carbono e nitrogênio. Há um processo de 
transdução ativação e bloqueio de genes, desidratação da célula bacteriana e produção 
de proteínas de resistência térmica (picolinato de cálcio), dentre outros processos. Os 
esporos só são produzidos por bacilos (cocos não formam esporos) e há dois gêneros 
mais importantes do ponto de vista clínico, Bacillus e Clostridium. 
 Estrutura do esporo: Core (DNA, água, ribossomos, RNA, proteínas importantes), 
membrana interna, parede do córtex formada por peptídeoglicano, córtex 
(constituído de uma molécula específica semelhante a actina), membrana externa, 
capa e um exósporo (parte mais externa). 
 
Gênero Clostridium 
São os principais representantes de infecções exógenas, dentro desse gênero há 4 
espécies principais: C. botulinum, C. tetani, C. difficile e C. perfringens. 
Características do gênero: 
 Bactérias que se adaptaram ao ambiente, principalmente ao solo; 
 Bastonetes Gram positivos que esporulam, apresentam gram-labilidade (perdem 
capacidade de reter a cor violeta no processo de coloração devido à idade da 
bactéria e sua menor produção de proteínas, isso faz com que se corem de rosa, 
porém continuam sendo Gram positivas); 
 Maioria é não capsulada, catalase negativa (anaeróbios), 
móveis (flagelos), anaeróbios obrigatórios estritos, mas 
alguns podem ser aerotolerantes (tolerantes a exposição 
temporária de oxigênio, sem divisão celular); 
 Fermentadoras e/ou proteolíticas (podem causar intensa 
necrose tecidual com produção de gás e odor que 
caracterizam processos infecciosos como do C. perfringens, 
por exemplo); 
 São encontradas no solo principalmente na forma de 
esporos, em sedimentos marinhos, associados ao intestino de vertebrados e 
insetos; 
 Há 4 associadas a infecções em seres humanos que são C. botulinum, C. tetani, C. 
difficile e C. perfringens. 
 
 
I. C. tetani - Tétano 
Encontrado no solo em todas as partes do mundo, é móvel, identificado 
como não fermentador ou fracamente fermentador e não produz enzimas 
extracelulares. 
O esporo é o causador do tétano, primeiramente é introduzido no tecido 
e germinado, ou seja, a germinação é um processo inverso da 
esporulação. Nela, há ativação/bloqueio de genes, o esporo se reidrata, 
perde resistência térmica e química, voltando se tornar uma célula 
metabolicamente ativa. Durante esse processo de germinação, é 
produzida uma toxina que causará a doença no indivíduo. 
O C. tetani obtém energia através da respiração anaeróbia, o mecanismo 
se baseia na produção de exoenzimas que quebram moléculas para gerar 
energia. 
O C. tetani chega na ferida/tecido produz uma exoenzima (toxina com 
porção A ativa e porção B que reconhece o receptor no hospedeiro) 
denominada neurotoxina tetânica, que é o principal fator de virulência. 
É uma neurotoxina porque a célula alvo está dentro das vesículas pré-
sinápticas de um neurônio. 
As exotoxinas são muito específicas, agem exatamente onde estão 
destinadas a agir, logo a neurotoxina terá ação nos neurônios. A porção 
B é intermediária entre a ligação com receptores na superfície celular de 
neurônios motores e a porção A é uma metaloprotesae dependente de 
zinco que se liga a VAMP (que são proteínas associadas a moléculas de 
membrana). 
Essa toxina é codificada por um gene não cromossomal, e sim plasmidial, 
então o principal fator de virulência não é constitutivo, podem haver 
linhagens que tenham ou não esse plasmídeo. 
OBS: Coloração 
verde Malaquita 
Específica para 
colorir esporos, há 
primeiramente um 
aquecimento que 
proporciona uma 
impregnação no 
esporo e na célula 
mãe, há 
descoloração com 
álcool e só a célula 
mãe é descorada e 
corada novamente 
com fuxina ou 
safranina. Por isso no 
final há duas cores: o 
esporo estará de 
verde e a célula mãe 
avermelhada. No 
caso do C. tetani, a 
célula mãe + esporos 
formam algo 
parecido com uma 
baqueta/raquete de 
tênis e isso já é 
diagnóstico para a 
doença. 
 
Além da neurotoxina tetânica, o C. tetani produz tetanolisina uma citolisina que se 
liga ao colesterol de células eucarióticas e funciona como uma proteína do 
complemento, formando poros até que a célula sofra lise. 
 Patogênese do Tétano 
O tétano está associado a atividades laborais, atividades de lazer, dentre outros. Muito 
comum entre pessoas que lidam com agricultura e jardinagem sem proteção, dessa 
forma acabam causando lesões (feridas) nos pés e nas mãos, o que favorece ainda mais 
a infecção por esporos. Além disso, também está associado a uso de piercing. 
Com isso, há introdução dos esporos na lesão ou num tecido com baixas concentrações 
de oxigênio e baixo potencial redox, o que é necessário para que o esporo germine. Na 
lesão há germinação e consequente multiplicação dessas bactérias. Durante esse 
processo, haverá liberação pela lise celular da neurotoxina tetânica. O local de ação 
da toxina será na junção neuromuscular das placas motoras, ela se liga a receptores 
da placa motora, sofre endocitose por esses neurônios e passa pelo transporte 
retrógrado da placa motora até um neurônio do SNC. O que viabiliza a passagem do 
impulso elétrico de um neurônio para outro são os neurotransmissores, doenças 
relacionadas a esses neurotransmissores estão entre as doenças neurodegenerativas do 
sistema nervoso. 
Num neurônio do SNC há vesículas pré-sinápticas contendo Gabalicina (que são 
neurotransmissores de relaxamento), as vesículas fundem suas membranas e 
liberam seu conteúdo para viabilizar a emissão de neurotransmissores. A 
neurotoxina tetânica se liga as VAMPs que são proteínas que vão impedir/bloquear 
a liberação de neurotransmissores de relaxamento. O estímulo de relaxamento não 
acontece, por isso o tétano é caracterizado com espasmos. 
O esporo é introduzido a partir de uma lesão com um pérfulo cortante que rompe a 
integridade do tecido, germina e produz a toxina, só a que a produção de toxina pode 
ficar localizada, havendo o tétano local. Nesse caso, os sinais e sintomas não são 
disseminados devido a carga bacteriana e o local da lesão (mais próximo ou não do 
SNC). Se a carga bacteriana for alta, a lesão for profunda pode evoluir para o tétano 
generalizado porque haverá uma maior produção da toxina que se liga em mais de um 
lugar nos nervos, causando a paralisia em mais de uma região do corpo. A condição de 
multiplicação também influencia muito, caso o potencial de redox não seja favorável 
dificilmente há germinação. 
Os sinais do tétano generalizado são bem descritos, tais 
como, trismo (espasmos no masseter) e riso sardônico 
(espasmos nos músculos bucais e faciais), podendo evoluir 
para contrações involuntárias de várias partes do corpo, o 
que desenvolve para óbito, principalmente em espasmos 
contrários aos que a coluna suporta. 
Há um outro tipo de tétano descrito entre indivíduos da área 
rural, denominado de tétano neonatal. Antigamente existia 
uma prática de pôr pastas, fundo de rolo e moedas no coto umbilical para a 
cicatrização, formando um local propício para a infecção bacterianada C. tetanin em 
recém-nascidos. Mães não vacinadas também auxiliam essa infecção, pois quando 
vacinadas passa seus anticorpos para o bebê. 
O tétano é endêmico em vários países, está relacionado a práticas laborais ou de lazer 
principalmente em áreas rurais, além de também estar associado a usuários de drogas 
e piercing. O fator de virulência principal é uma proteína (toxina), logo, pode-se 
produzir um toxóide (toxina inativada que mantém os epítopos para imunogenicidade) 
que é a base de uma vacina, chamada de tríplice bacteriana DTP (Difteria, Tétano, 
Coqueluche). 
Os sinais e sintomas se baseiam em espasmos dolorosos com a utilização de analgésicos 
e bloqueadores musculares, soro (anti-toxina) normalmente feito com a retirada de 
anticorpos de um cavalo que passa pelo processo de centrifugação, retira-se a porção 
não celular e purifica os anticorpos antitetânicos para que, quando ingerido neutralize 
a toxina tetânica num indivíduo com tétano. Vale lembrar que tanto a neurotoxina 
tetânica quanto a botulínica quando ligadas ao receptor do neurônio tornam a ligação 
irreversível, ou seja, o soro atua na toxina que ainda está circulando, mas as que já 
estão ligadas ao neurônio não tem como ser desligada/neutralizada. E, uso de 
antimicrobianos já que diminuindo a carga bacteriana diminui-se a carga de toxina, 
principalmente metromidazol. 
II. C. botulinum - Botulismo 
Também encontrado no solo associado a poeira e em sedimentos marinhos. São bacilos 
retos e maiores que os C. tetani e fortemente coradas Gram positivo. Está muito 
associado ao consumo de agroprodutos frescos ou industrializados, forma esporos ovais 
e não tem fatores de virulência proeminentes, o principal é, também, uma toxina do 
tipo AB. 
A porção B também se liga a neurônios, essa toxina entra via ingestão alimentar, é 
absorvida e via corrente sanguínea chega aos neurônios na placa motora. A porção 
A também se liga as VAMPs, a diferença é na ligação das vesículas da placa motora. 
No caso do botulismo, essa ligação entre toxina e VAMP impede a liberação de 
acetilcolina inibindo a contração muscular, levando a uma paralisia simétrica que 
começa nas partes mais superiores e depois inferiores do organismo. 
Os sinais são diplopia (visão dupla), disartria (problema na respiração), disfonia 
(problema ao falar), disfagia (problemas ao deglutir) e sequelas neurológicas. A 
medida que essa paralisia vai aumentando e atinge o diafragma e os músculos 
intercostais ocorre a morte do indivíduo por paralisia respiratória. 
Existem 7 tipos anti-gênicos no botulismo que vão de A a G, a espécie é dividida em 4 
grupos fisiológicos com base na toxina produzida. 
i. Grupo 1: linhagens proteolíticas produtoras da toxina a, d ou f; 
ii. Grupo 2: são não proteolíticas produtoras da toxina b, e ou f; 
iii. Grupo 3: produtoras da toxina c ou d e não proteolíticas; 
iv. Grupo 4: toxina do tipo g só foi encontrado na Argentina e não está associado 
a doenças humanas. 
As toxinas a, d, e e f são produzidas pelas principais linhagens de C. botulinum que 
causam doenças em humanos. Já as toxinas do tipo c e d são encontradas em linhagens 
do C. botulinum que causam doenças em aves e mamíferos. Um outro tipo de toxina 
são as exoenzimas c3 que glicosilam ptns da família ro que são GATPaes proteínas 
envolvidas na transdução celular. 
O botulismo alimentar é o clássico, um tipo comum de infecção 
pode ocorrer na produção de compotas (alimentos dentro de um 
frasco) onde há anaerobiose, os esporos que estavam contaminando 
essa carne ou vegetal é germinado, produz a toxina que fica pré-
formada no alimento, quando ingerimos ela é absorvida no intestino 
e exerce seu papel se ligando as VAMPs e bloqueando a liberação 
de acetilcolina, dessa forma, inibindo a contração. Porém, com a 
adição de conservantes esses quadros foram quase extintos nesses 
alimentos industrializados, entretanto, nos caseiros ainda pode 
haver contaminação. Lembrando que nesse caso não é uma toxi-
infecção, a bactéria não coloniza o intestino para liberar toxina, classicamente é 
considerado uma intoxicação. 
Uma outra forma de botulismo é o botulismo infantil, uma toxi infecção. Acomete 
crianças com menos de 2 anos, normalmente de 3 a 6 meses. Até essa idade, a 
microbiota não é tão rica e efetora como num indivíduo adulto, logo, não consegue 
competir com certas bactérias. Alguns tipos de alimentos de origem animal, como o 
mel, quando ingerido sem essa competição da própria microbiota, acaba infectando a 
criança, como a presença de esporos no mel. Nos adultos, os poucos esporos ingeridos 
são eliminados, sem haver germinação e colonização do intestino. No caso da criança 
o esporo chega e encontra condições boas para sua germinação, devido a imaturação 
da microbiota, o esporo então germina, coloniza, a toxina botulínica é produzida no 
intestino, é absorvida e vai para corrente sanguínea encontrar as junções 
neuromotoras. O processo é o mesmo, a diferença é que no adulto a toxina está pré-
formada e no bebê ela é formada no próprio organismo. Se não for diagnosticado 
rapidamente pode levar à morte por insuficiência respiratória. 
Embora indivíduos adultos saudáveis não costumam se infectar dessa forma, há casos 
em que essa toxi-infecção pode ocorrer, como alterações anatômicas, fisiológicas e na 
própria microbiota do adulto que deixa de exercer seu papel protetor. Dessa forma 
ocorre exatamente o mesmo quadro do botulismo infantil, porém são condições muito 
raras. 
O botulismo de lesão também é uma condição muito rara, o esporo é introduzido na 
lesão por traumatismos ou pelo uso de drogas injetáveis, na lesão há germinação, 
produção da neurotoxina botulínica que age ali mesmo inibindo a liberação de 
acetilcolina. 
Botulismo por inalação de toxina botulínica, foi descrito num acidente com 
veterinários alemãs que estavam trabalhando com animais e com a toxina botulínica e 
chamou atenção para o uso dessa toxina como agente no bioterrorismo. Ela quando 
inalada é rapidamente absorvida e exerce sua ação normalmente. 
Essa toxina também tem uma ação estética e no tratamento de algumas questões como 
estrabismo, paralisia do mal de Parkinson onde são feitas diluições de picomolar que 
são injetáveis (quantidade mínima). Cuidado, rugas de expressão fazem parte da vida, 
não exagerem na toxina botulínica! 
Uma outra aplicação da toxina botulínica é a aplicação para diminuir sudorese, 
porém, há casos que pessoas adquirem sudorese em outros locais (de não aplicação), 
pois o corpo vai querer de alguma forma dissipar aquele calor. 
Prevenção: inibição da multiplicação da toxina pela conservação dos alimentos em 
baixas temperaturas, adição de conservantes e preservantes no alimento invasado, 
redução de pH e na ativação térmica da toxina (aquecer o alimento numa temperatura 
mínima e por um tempo mínimo para inativar essa toxina). 
A vacina do botulismo não é tão protetora, é um toxoide que é restrito aqueles que 
estão envolvidos com pesquisa e produção da vacina, ou seja, profissionais que lidam 
com a toxina. 
Tratamento: suporte ventilatório e soros (anti-soros que são antitoxinas tri, penta, 
ou heptavalente que tem a ver com o subtipo da toxina botulínica). Não é 
recomendado antibioticoterapia, no caso do botulismo, com o antibiótico aumenta-
se a lise celular e, no botulismo clássico se trata de uma intoxicação, não é uma toxi-
infecção, logo o antibiótico não tem muito efeito na maioria das vezes.