Mecanismos de Patogenicidade

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS 
INSTITUTO DE PATOLOGIA TROPICAL E 
SAÚDE PÚBLICA 
MECANISMOS DE PATOGENICIDADE BACTERIANA 
Goiânia 
2014 
OBJETIVOS 
 Identificar as principais portas de entrada 
 
 Explicar como os microrganismos (Mos) aderem às 
células do hospedeiro 
 
 Explicar como as cápsulas e os componentes da 
Parede Celular contribuem para a patogenicidade 
 
 Comparar a natureza e os efeitos das exotoxinas e 
endotoxinas 
INTRODUÇÃO 
 A maioria dos patógenos deve obter acesso ao 
hospedeiro  aderência  penetração  lesão dos 
tecidos do hospedeiro  doença 
 Alguns Mos não causam doença 
A doença é devida ao acúmulo de subprodutos 
tóxicos microbianos 
PORTAS DE ENTRADA 
 Membranas mucosas 
 
 Pele 
 
 Via parenteral 
PORTAS DE ENTRADA 
Membranas mucosas 
 Revestem o trato: 
 respiratório  porta de entrada + fácil (nariz, boca)  
resfriado, tuberculose, pneumonia, sarampo, varicela 
 
 gastrointestinal  alimento, água, dedos 
contaminados  poliomielite, hepatite A, febre tifóide, 
disenteria amebiana 
 
 geniturinário  contraídos sexualmente  verrugas 
genitais, sífilis, cancro, herpes, clamídias, HIV 
PORTAS DE ENTRADA 
Pele 
 Um dos maiores órgãos do corpo em termos de superfície 
 
 A pele íntegra é impenetrável para a maioria dos Mos 
 
 Alguns Mos obtêm acesso ao corpo através de aberturas 
na pele como: 
 folículos pilosos 
 ductos de glândulas sudoríparas 
 
 Necator americanus  perfuram a pele intacta 
PORTAS DE ENTRADA 
Via Parenteral 
 Mos depositados diretamente nos tecidos sob a pele ou 
nas membranas mucosas quando estas barreiras são 
penetradas ou lesadas 
 
 Punções 
 Injeções 
 Picadas 
 Cortes 
 Ferimentos 
 Cirurgias 
Podem todos estabelecer vias 
parenterais 
INTERAÇÃO PARASITA - HOSPEDEIRO 
Definições: 
 
 Simbiose  relação mutualmente vantajosa, na qual, dois ou 
mais organismos diferentes são beneficiados por esta 
associação (dependnecia). 
 Comensalismo  Um dos organismos recebe benefícios e o 
outro não é afetado 
 Mutualismo  cada organismo recebe benefícios da 
associação (não dependentes). 
 Parasitismo  um organismo vive sobre ou dentro de um 
outro organismo 
 Antagonismo Microbiano  Competição: Nutrientes, pH, O2, 
Bacteriocinas 
 Patogenicidade - capacidade de produzir doença; 
 
 Virulência - capacidade patogênica de um microrganismo, 
medida pela mortalidade que ele produz e/ou por sua 
invasividade. 
 Invasividade - capacidade de penetrar e se estabelecer nos 
tecidos do hospedeiro; 
 
 Toxigenicidade - capacidade de produzir toxinas; 
 
 Infecção - invasão ou colonização do corpo por Mos 
patogênicos 
 
 Doença - quando a infecção resulta em qualquer alteração 
de um estado de saúde 
INTERAÇÃO PARASITA - HOSPEDEIRO 
ADESÃO INVASÃO MULTIPLICAÇÃO DISSEMINAÇÃO 
INFECÇÃO 
COLONIZAÇÃO DOENÇA 
MICRORGANISMO 
Hospedeiro 
Fatores atenuantes 
 idade ( competência imunológica) 
 integridade das barreiras naturais 
 estado nutricional 
 uso de antimicrobianos, de drogas imunossupressoras 
 presença de doença de base 
 hábitos 
 gravidez 
As bactérias tornaram-se patogênicas 
aos eucariotos devido a vários fatores 
 Taxa de crescimento excede a da maioria 
dos eucariotos 
 
 
 São mais versáteis que eucariotas na 
utilização de substratos e na biossíntese 
As bactérias tornaram-se patogênicas 
aos eucariotos devido a vários fatores 
 ↑ taxa de mutação das bactérias (grande tamanho 
das populações) combinada com o ↓ tempo de 
geração (± 30`)  rápida seleção de linhagens e 
espécies mais bem adaptadas 
 
 São mais resistentes a componentes tóxicos do 
ambiente que os eucariotos, quando as principais 
barreiras (pele e mucosas) são rompidas 
ADERÊNCIA 
 Fixação do patógeno aos tecidos do hospedeiro 
 
 Adesinas 
 Moléculas de superfície que unem a receptores 
 
 Podem estar localizadas no glicocálice do Mo ou em outras 
estruturas como as fímbrias 
 
 São glicoprotéinas ou lipoproteínas, fímbrias, fibrilas, 
glicocálice; 
 
 Receptores: açúcares 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
(a) As moléculas de superfície em um 
patógeno, denominadas adesinas ou 
ligantes, ligam-se especificamente a 
receptores de superfície 
complementares no hospedeiro 
(b) Adesão seletiva 
de uma cepa 
patogênica de E. coli 
ao tecido intestinal 
(c) Bactéria aderindo à pele 
Streptococus mutans e Actinomyces sp, e 
dextrana (derivado da sacarose, convertido 
pelo S mutans) compõem a placa bacteriana 
nos dentes -Cárie 
 A cápsula é composta por polissacarídios e poliproteínas. 
Desempenham funções na aderência, virulência, proteção, 
captura de nutrientes e reconhecimento intercelular. 
 
 Resiste às defesas do hospedeiro impedindo a fagocitose, 
Impede a célula fagocítica de aderir à bactéria 
 
 Streptococcus pneumoniae, Hemophilus influenzae  
pneumonia e meningite em crianças. 
Cápsula 
Componentes da Parede Celular 
 Contêm certas substâncias químicas que contribuem 
para a virulência 
Proteína M  resistente ao calor e ácido  Streptococcus 
pyogenes. 
 
LPS (Ag O)  superantígeno (Salmonella, sp) 
 
Ceras  PC ↑ virulência, resistindo à digestão pelas células 
fagocíticas  Mycobacterium tuberculosis 
 
Parede 
Celular 
 
ENZIMAS EXTRACELULARES 
 Leucocidinas: 
 destroem neutrófilos, leucócitos, macrófagos  
impedindo a fagocitose 
 degradam lisossomos dentro dos leucócitos, causando 
sua morte  estafilococos e estreptococos 
 
 Hemolisinas: lisam hemácias  estafilococos, C. 
perfringens 
 Coagulases: promovem a formação de coágulos, que 
protegem a bactéria da fagocitose  gênero 
Staphylococcus 
 Streptoolisinas: lisam hemácias  Streptococcus beta 
hemolítico 
ENZIMAS 
 Quinases: dissolvem coágulos formados para isolar a 
infecção (fibrinolisina- estreptoquinase; estafiloquinase) 
 
 Hialuronidases: hidrolisam o ácido hialurônico 
(polissacarídeo que mantém unidas certas células do corpo), 
facilitando a disseminação bacteriana  estreptococos 
 
 Colagenases: rompem o colágeno, promovendo a 
disseminação  espécies de Clostridium 
FATORES DE INVASÃO 
 
 Invasinas: proteínas de superfície bacterianas 
que interagem com as proteínas celulares do 
hospedeiro, induzindo fagocitose pela cel. 
 
 Flagelos: constituídos de flagelina, conferem 
motilidade à célula, permitindo a invasão e 
também a disseminação e a evasão 
Flagelo 
 motilidade 
 aderência 
 propriedade antigênica – Ag H 
 
Escherichia coli 
Proteus mirabilis 
Flagelo 
Crescimento em véu – Proteus sp 
COMO OS PATÓGENOS BACTERIANOS 
LESAM AS CÉLULAS DO HOSPEDEIRO 
3 formas básicas: 
 
 Causando lesão direta às vizinhanças imediatas da 
invasão 
 
 Produzindo toxinas, transportadas pelo sangue e linfa, 
que lesam locais distantes do ponto original de invasão 
 
 Induzindo reações de hipersensibilidade 
Fímbria e Pili 
Fímbria 
• menor 
• distribuição homogênea 
• aderência 
 
 
Pili 
• maior 
• 1 a 2 por célula 
• aderência 
• transferência de material 
genético 
Fímbrias 
Mecanismos bacterianos de patogenicidade 
Mecanismos bacterianos de patogenicidade 
TOXINAS 
 
 Danificam, inativam ou destroem um ou mais componentes 
vitais das células do hospedeiro 
 
 São responsáveis pelamaior parte dos sintomas nas 
infecções bacterianas 
 
 Provocam, geralmente, febre, choque, inflamação, etc 
 
 Podem ser: endotoxinas (LPS, - Lipídio A), exotoxinas (A-B, 
proteolíticas, formadora de poros) enterotoxinas, 
neurotoxinas, citotoxinas 
 
ENDOTOXINAS 
 Constituintes da PC de bactérias Gram -, LPS - Lipídio A 
 
 Mecanismo de ação - liberadas in vivo durante lise 
celular ou durante o processo de multiplicação celular. 
 
 febre, 
 calafrios, 
 fraqueza, 
 dores generalizadas, 
ENDOTOXINA - FEBRE 
Um macrófago 
ingere uma bactéria 
Gram-negativa 
A bactéria é 
degradada em 
um vacúolo, 
liberando 
endotoxinas 
que induzem o 
macrófago a 
produzir IL-1 
A IL-1 é liberada 
pelo macrófago 
na corrente 
sanguínea, 
através da qual 
ela viaja até o 
hipotálamo, no 
cérebro 
A IL-1 induz o 
hipotálamo a produzir 
prostaglandinas, que 
reajustam 
“termostato” corporal 
para uma temperatura 
mais elevada, 
produzindo febre 
macrófago 
núcleo 
bactéria 
endotoxina IL-1 
vacúolo Vaso 
sanguíneo 
Hipotálamo cerebral 
prostaglandina 
Glândula 
pituitária 
Febre 
ENDOTOXINA - LPS 
Choque Séptico; 
Aborto; 
Coagulação Intravascular Disseminada; 
Morte; 
EXOTOXINAS 
 Substâncias tóxicas produzidas no interior das bactérias e 
excretadas para o meio exterior - Proteínas. Genes 
codificados por plasmídeos ou fagos. 
 Gram (+) e Gram (-) 
 
 Citotoxinas: matam as células do hospedeiro ou afetam 
suas funções 
 Neurotoxinas: interferem com a transmissão normal de 
impulsos nervosos 
 Enterotoxinas: afetam as células que revestem o TGI 
 
 Mecanismo de ação - depende da toxina 
EXOTOXINAS 
TOXÓIDES 
Antitoxinas  anticorpos produzidos pelo corpo que 
fornecem imunidade às exotoxinas 
Inativadas: 
 calor ou formaldeído, 
 iodo ou outras substâncias 
químicas 
Não causam + doença 
mas ainda estimulam 
o corpo a produzir 
antitoxinas 
TOXÓIDES 
Moléculas não tóxicas capazes de elicitar a 
resposta imune do hospedeiro. Criadas 
como uma tentativa no tratamento das 
doenças causadas por toxinas, sendo 
chamadas de vacinas (tétano e difteria). 
Fonte bacteriana 
Localização 
Natureza química 
Habilidade em 
formar um toxóide 
Estabilidade no 
calor 
Mecanismo 
Toxicidade 
COMPARAÇÃO ENTRE EXOTOXINA E ENDOTOXINA 
Propriedades Exotoxinas Endotoxinas 
Gram-positivas e Gram-
negativas 
Somente em Gram-negativas 
Proteína Lipopolissacarídeo 
Geralmente Não 
Estáveis no calor Geralmente são inativadas 
pelo calor 
Sintetizadas no 
citoplasma; podem ou 
não ser secretadas 
Componente da membrana 
externa 
Um mecanismo tóxico 
distinto para cada um 
Geralmente são muito 
tóxicas 
Não muito tóxicas 
Resposta imune inativa, resposta 
sistemática conduz para febre, 
coagulação intravenosa disseminada 
Interação Parasita - Hospedeiro 
Doença sp atividade da toxina 
Botulismo C. botulinum Neurotoxina, paralisia 
Cólera V. cholerae Perda de fluidos, vômitos 
Intox. alimentar 
estafilocócica 
S. aureus Náuseas, vômitos, Diarréia 
Difteria C. diphteriae Citotoxina, Paralisia, 
cardiopatias 
Disenteria bacilar S. dysenteriae Neuropatias, diarreia 
Tétano 
 
C. tetani Neurotoxina – contração 
espasmódica 
Escarlatina S. pyogenes Exantema 
Coqueluche B. pertussis Tosse paroxísmica, vômito 
OBRIGADO