Interação Microrganismo hospedeiro

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Interação microrganismo-hospedeiro
Prof. Dr. Lucas Gonçalves Ferreira
UNIFESP - 2015
A entrada do microrganismo no sítio
(Virulência do microrganismo)
X
(Fatores do hospedeiro)
Fatores que determinam a permanência e colonização 
bacteriana no sítio anatômico
(Vias de contaminação) 
a presença, o curso clínico e a gravidade da infecção
Infecção/Doença
Microrganismo-hospedeiro
•Infecção: entrada e multiplicação de microrganismos
•Doença: condição na qual a infecção por um microrganismo gera
sinais e sintomas (danos ao hospedeiro)
•Patogenicidade: habilidade de causar doença
•Virulência: grau de patogenicidade
•Fator de virulência: componente, produto ou estratégia bacteriana,
que contribui para o estabelecimento de uma doença
Conceitos
O ser humano apresenta 1013 células em seu corpo e 
cerca de 1014 bactérias associadas a ele (maioria 
residente no intestino grosso)
(Tortora, Funke and Case)
1º. Contato com microrganismos ocorre 
durante o nascimento
Microbiota normal
Microbiota normal
Microbiota normal
Microbiota intestinal
Vantagens da microbiota normal
 Inibem a colonização por patógenos potencialmente patogênicos
(antagonismo bacteriano)
- competição de nutrientes/sítios de aderência celular
 Produzem vitaminas B e K (Lactobacillus acidophilus, Bifidobacterium bifidum)
 Estímulo antigênico que assegura o desenvolvimento do sistema imune
Microbiota normal
Desvantagens da microbiota normal
 Potencialmente patogênica quando:
- microrganismo atinge locais estéreis (ex. sangue, urina) 
- sistema imune torna-se ineficaz (ex. imunocomprometidos)
Vantagens da microbiota normal
 Inibem a colonização por patógenos potencialmente patogênicos
(antagonismo bacteriano)
- competição de nutrientes/sítios de aderência celular
 Produzem vitaminas B e K (Lactobacillus acidophilus, Bifidobacterium bifidum)
 Estímulo antigênico que assegura o desenvolvimento do sistema imune
Microbiota normal
Fatores que alteram a natureza e a quantidade da 
microbiota residente
- mudanças de temperatura, umidade, pH (ex. pele)
- idade (crianças tem microbiota mais variada)
- pacientes hospitalizados
- tratamentos quimioterápicos
- sistema imune comprometido
- higiene pessoal
Microbiota normal
EXEMPLOS DE TROPISMO TECIDUAL DE ALGUNS 
MICRORGANISMOS ASSOCIADOS AO HOMEM
MICRORGANISMO TECIDO
Streptococcus mutans Superfície do dente
Streptococcus salivarius Superfície da língua
Escherichia coli Intestino delgado
Staphylococcus aureus Nasofaringe
Staphylococcus epidermidis Pele
Candida albicans Trato urogenital
Tropismo bactéria-hospedeiro
RELAÇÃO ENTRE MICRORGANISMO E HOSPEDEIRO
1. MUTUALISMO
benefício mútuo 2. COMENSALISMO
E. coli - intestino um dos organismos é 
(produção de vitaminas K, B) beneficiado e o outro não é 
afetado
(ex. microbiota normal)
3. PARASITISMO 
somente bactérias se 
beneficiam
danos
hospedeiro
(Simbiose)
Microrganismo x Hospedeiro
Patógeno
“Um microrganismo especializado para crescimento e 
sobrevivência em um hospedeiro eucariótico que, como 
consequência de seu crescimento, causa danos nesse 
hospedeiro” 
(Falkow et al., 1997)
Patógeno
• Microrganismos potencialmente patogênicos
• Microrganismos raramente patogênicos
• Microrganismos estritamente patogênicos
Patógeno
Poucos são sempre patogênicos
Muitos são potencialmente
patogênicos
Maioria nunca é 
patogênico
Transmissão de microrganismos
reservatório
Humanos 1. via direta (contato direto entre 
Água reservatório e hospedeiro) 
Ar ex. sífilis, tuberculose
Plantas
Animais 2. via indireta (transmitido via agente) 
ex. material cirúrgico, cateteres 
alimentos/água contaminado com fezes
hospedeiro
Microrganismo x Hospedeiro
Como microrganismos causam danos no hospedeiro?
1. Ação direta do patógeno:
- formação de produtos metabólicos tóxicos
- replicação dentro de células do hospedeiro (lise celular)
- ação de enzimas que degradam tecidos e outras toxinas
2. A própria resposta imune causa danos:
- inflamação
- reações de hipersensibilidade
Microrganismo x Hospedeiro
A entrada do microrganismo no sítio
(Virulência do microrganismo)
X
(Fatores do hospedeiro)
Fatores que determinam a permanência e colonização 
bacteriana no sítio anatômico
(Vias de contaminação) 
Infecção/Doença
Microrganismo x Hospedeiro
 Colonização é a persistência de microrganismos no 
sítio anatômico ou em superfícies
- pele, orofaringe, trato gastrointestinal, trato 
genitourinário
- produtos sintéticos - biofilmes
 A colonização por mo. pode ser classificada como 
comensalismo, ou seja, não causa danos
 No entanto, este é o primeiro passo para desencadear 
infecção e doença
Microrganismo x Hospedeiro
A entrada do microrganismo no sítio
(Virulência do microrganismo)
X
(Fatores do hospedeiro)
Fatores que determinam a permanência e colonização 
bacteriana no sítio anatômico
(Vias de contaminação) 
Infecção/Doença
Microrganismo x Hospedeiro
Microrganismo x Hospedeiro
Fatores que influenciam e controlam a colonização
Microrganismo
Adaptação a variações do hospedeiro
(co-existir com outros microrganismos., resistência a substâncias do hospedeiro)
Fatores de virulência
- aderência às células (adesinas),
- formação de cápsula inibindo fagocitose
- liberação de enzimas e toxinas que danificam fagócitos
- inibição da fusão fagossoma-lisossoma
- multiplicação intracelular
- biofilmes
Motilidade
Microrganismo x Hospedeiro
Fatores que influenciam e controlam a colonização
Hospedeiro
- Barreiras físicas e 
químicas
(pele, muco, produção 
de lisozimas que 
degradam a parede 
bacteriana)
- Resposta imunológica
- Doenças crônicas
- Idade
- Pacientes hospitalizados
Fatores do Hospedeiro
1. Fímbrias/Flagelos (adesão células epiteliais)
fímbria tipo 1/ fímbria P/ fliP
2. Antígeno Capsular K 
(dificulta Opsonização/Fagocitose) 
3. Produção de uma série de enzimas
hemolisinas, aerobactinas e etc. 
4. Produção de uma série de toxinas
Virulência bacteriana
Algumas enzimas extracelulares bacterianas que 
contribuem no processo de virulência
Virulência bacteriana
Danificam fisicamente ou alteram o metabolismo das células do 
hospedeiro
Endotoxinas
Exotoxinas
Toxinas bacterianas são substâncias tóxicas para o 
hospedeiro e produzidas por alguns microrganismos
Virulência bacteriana
Endotoxinas
• LPS que são liberados durante a lise bacteriana
• Fazem parte da porção externa da parede celular das bactérias
Gram negativas
• Estimulam os macrófagos para liberar citocinas que estimulam
sintomas (febre, náusea, calafrios)
Lise bacteriana
Virulência bacteriana
Exotoxinas
• São proteínas secretadas (principalmente por bactérias Gram
positivas) tóxicas para células eucarióticas
• Solúveis, portanto podem ser disseminadas no hospedeiro
• São específicas e possuem vários tipos de classificação
Grupo I – Superantígenos
Grupo II - Toxinas que lesam membrana citoplasmática
Grupo III – Toxinas formadas por subunidades
Virulência bacteriana
•Grupo I:
• Provocam resposta imune exacerbada, liberando citocinas que
estimulam sintomas (febre, náusea,diarréia)
• ex. Intoxicação alimentar por Staphylococcus
• Grupo II:
• Lesam membrana citoplasmática de vários tipos celulares
(fagócitos, hemácias, etc...) desencadeando a morte celular
Ação:
- maioria forma poro
ex. hemolisina de Escherichia coli
- algumas removem fosfatos dos fosfolipídios
ex. alfa-toxina de Clostridium perfringens
Virulência bacteriana
• Grupo III ou toxinas A-B
• possuemdois tipos de sub-unidade: A e B 
- Porção B: adere a receptores específicos do hospedeiro 
- Porção A: atividade tóxica
ex. toxina diftérica (C. diphteriae) inibe a síntese proteica 
celular
toxina tetânica (C. tetani) inibe função em sinapse 
nervosa resultando em contrações musculares incontroláveis
Virulência bacteriana
Micotoxinas
São produzidas pelos fungos e causam danos às células hospedeiras, 
são mutagênicas e carcinogênicas.
Ex.: Aflatoxina: produzida por espécies do gênero Aspergillus,
causam danos as células hepáticas.
A produção desta toxina é induzida principalmente quando o fungo
cresce sobre grãos (amendoim, feijão, milho, etc.)
Milho com Aspergillus
Virulência bacteriana
Formação de biofilmes
http://www.personal.psu.edu/faculty/j/e/jel5/biofilms/primer.html
Virulência bacteriana
Staphylococcus sp aderido a 
superfície interna de cateter
Virulência bacteriana
• Permanência no vacúolo >>> transporte para tecido sub-epitelial
Ex. Listeria sp; Shigella
• Multiplicação intracelular e escape de mecanismos de defesa do
hospedeiro
Ex. Mycobacterium, vírus
Destino após invasão celular
Virulência bacteriana
• Permanência no vacúolo >>> transporte para tecido sub-epitelial
Ex. Listeria, Shigella
• Multiplicação intracelular e escape de mecanismos de defesa do
hospedeiro
Ex. Mycobacterium, vírus
Destino após invasão celular
Virulência bacteriana
Esquema representativo de 
infecção de células 
epiteliais da parede 
intestinal causada por 
Shigella
Mycobacterium impede a 
fusão entre fagossoma e 
lisossoma
Portas de saída
Geralmente o microrganismo usa a mesma porta de entrada para saída e 
assim infectar outro hospedeiro
As principais portas de saída são:
Trato respiratório
Trato gastrointestinal
Trato genitourinário
Insetos, agulhas, sangue ...
Microrganismo x Hospedeiro
Um patógeno de sucesso deverá:
• Ser transportado para um hospedeiro (via de contaminação)
• Entrar no hospedeiro e evitar sua remoção
• Migrar para um sítio que permita seu crescimento
(colonização)
• Evadir as defesas do hospedeiro e multiplicar-se nesse sítio
preferencial (multiplicação/proliferação)
• Eventualmente, transferir-se para novo hospedeiro e
recomeçar o ciclo
**Fatores de virulência específicos são requeridos em cada
estágio
Microrganismo x Hospedeiro
Principais patógenos bacterianos