Patogenese Bacteriana

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Relação bactéria-hospedeiro e 
Patogênese bacteriana
Analice C. Azevedo
Agosto- 2017
UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA
DEPARTAMENTO DE PARASITOLOGIA, 
MICROBIOLOGIA E IMUNOLOGIA
• Os microrganismos são ubíquos;
• Os ecossistemas são normalmente colonizados por uma ampla e
diversa microbiota, formada por bactérias, fungos e vírus.
DIVERSIDADE E UBIQUIDADE MICROBIANA
ECOSSISTEMA HUMANO : MICROBIOMA
• Nichos ambientais que fornecem: nutrientes, umidade, pH e
temperatura;
• Microbiota humana numerosa, complexa e diversa (Proporção 1.3:1).
Caracterizar detalhadamente a
microbiota humana e analisar seu papel
na saúde e na doença;
Mudanças na composição da
microbiota – correlação com várias
doenças;
Manipulação dessas comunidades –
tratamento de doenças.
iHMP
• A colonização pode iniciar na
vida intra uterina?
• Uma sucessão ordenada de 
microrganismos, específica para 
cada região do corpo, até a 
formação de uma comunidade
relativamente estável.
Colonização Microbiana do corpo humano
Os microrganismos que habitam os diversos sítios anatômicos 
do corpo humano podem ser classificados em dois grupos:
• Microrganismos presentes temporariamente nas superfícies
externas e internas, geralmente adquiridos pelo contato direto com
o ambiente (bebidas, alimentos, objetos ou superfícies e poeira);
• Não patogênicos ou potencialmente patogênicos;
• Alteração nesse equilíbrio (podem proliferar e causar doença);
• Eliminados por lavagem.
• Microrganismos relativamente fixos em determinados sítios;
• Podem apresentar papel específico, estabelecendo interações
positivas ou neutras (não produzem doença em condições
normais);
• Apresentam diversificada habilidade metabólica que permite tanto
sua colonização em determinados sítios, quanto a coexistência uns
com os outros.
• Produção de substâncias que são utilizadas pelo hospedeiro (ácidos
graxos de cadeia curta, vitaminas complexo B e K);
• Degradação de componentes da dieta não degradados (fibras) pelas
enzimas do hospedeiro;
• Desenvolvimento, modulação e maturação do sistema imune dos
hospedeiros;
• Barreira contra colonização por patógenos (exclusão competitiva).
Papel importante na manutenção da integridade do hospedeiro, 
quando em equilíbrio em um sítio específico:
Microbiota Residente
Microbiota bacteriana normal da 
vagina mantém o pH em torno de 4 
Inibe crescimento 
excessivo de 
C. albicans
Alteração da microbiota normal da 
vagina – pH próximo a 
neutralidade
Favorece 
crescimento de 
C. albicans
vaginite
EXCLUSÃO COMPETITIVA
Atua:
• Modulação do sistema imune;
• Degradação de componentes não digeríveis da dieta,
produção de ácido graxo de cadeia curta;
• Síntese de vitaminas;
• Proteção do epitélio intestinal contra patógenos;
• Degradação de produtos tóxicos.
Papel importante na manutenção da integridade do 
hospedeiro, forte impacto na fisiologia e na nutrição 
humana.
MICROBIOTA INTESTINAL
• Ambiente com baixo conteúdo de umidade
• Favorece crescimento de microrganismos resistentes à desidratação
– cocos Gram positivos
• Principalmente nas glândulas apócrinas e folículo piloso
• 103 – 104 microrganismos/cm2
MICROBIOTA RESIDENTE DA PELE
• Staphylococcus epidermidis - não patogênico na pele, mas se atinge
outros sítios (válvulas cardíacas artificiais, articulações prostéticas)
pode causar doença
• Propionibacterium e Peptococcus (anaeróbios) – folículos mais
profundos da derme – tensão oxigênio mais baixa. P. acnes –
patogênese da acne.
• Candida sp e Malassezia – se atingir a corrente sanguínea –
infecção sistêmica
• Acinetobacter – Gram negativa que coloniza a pele
MICROBIOTA RESIDENTE DA PELE
Alta população 
microbiana
Poucos ou nenhum 
microrganismo
TRATO RESPIRATÓRIO
Microrganismos podem se comportar como patógenos oportunistas,
em situações de desequilíbrio ou ao serem introduzidos em sítios
não específicos.
Exemplo:
E. coli no intestino delgado – inofensivo
E. coli no trato urinário – colonização –
infecção urinária (doença)
Caráter anfibiôntico
MICROBIOTA RESIDENTE
Simbiose – relação entre dois organismos na qual pelo menos um é
dependente do outro
Muitos microrganismos
que fazem parte da
microbiota residente
Bactérias do intestino grosso 
que sintetizam vitamina K e B 
– absorvidas pelos vasos 
sanguíneo
IG fornece nutrientes
Muitas bactérias 
causadoras de 
doenças 
RELAÇÕES ENTRE A MICROBIOTA E O HOSPEDEIRO
Exposição
Infecção - presença e multiplicação de uma patógeno 
em um hospedeiro (sem sinais e sintomas perceptíveis)
Doença - alteração do estado normal do organismo 
Morte
EXPOSIÇÃO X COLONIZAÇÃO X DOENÇA
ELEMENTOS ENVOLVIDOS NO PROCESSO SAÚDE /DOENÇA
Agente etiológico Hospedeiro
Ambiente
SAÚDEDOENÇA X
Um microrganismo é um patógeno 
se for capaz de causar doença
Patogenicidade – propriedade de um microrganismo de provocar
alterações fisiológicas no hospedeiro, ou seja, capacidade de
produzir doença.
Virulência – Grau de patogenicidade, determinada pelos fatores
de virulência expressos pelas células.
MECANISMOS BACTERIANOS DE PATOGENICIDADE
o Membranas mucosas
(Trato respiratório,
gastrointestinal,
geniturinário, conjuntiva)
o Pele
o Via parenteral
PORTAS DE ENTRADA
Trato respiratório
Inaladas para dentro da cavidade nasal ou boca
– gotículas de umidade ou partículas de pó
Bactéria Doença
Streptococcus pneumoniae Pneumonia
Mycobacterium tuberculosis Tuberculose
Bordetella pertusis Coqueluche
PORTAS DE ENTRADA
Trato gastrointestinal
Alimentos e água
Bactéria Doença
Shigella spp Shigelose
Salmonella enterica Salmonelose
Salmonella typhi Febre tifóide
PORTAS DE ENTRADA
Trato geniturinário
Porta de entrada de patógenos sexualmente transmitidos
Membranas mucosas íntegras ou presença de cortes 
Bactéria Doença
Neisseria gonorrhoeae Gonorreia
Treponema pallidum Sífilis
Chlamydia trachomatis Uretrite
PORTAS DE ENTRADA
Pele ou via parenteral
Pele íntegra – impenetrável para maioria das bactérias
Cortes, ferimentos, injeções - favorecem a entrada
Bactéria Doença
Clostridium tetani Tétano
Rickettsia rickettsii Febre maculosa
Clostridium perfringens Gangrena gasosa
PORTAS DE ENTRADA
Salmonella typhi – sinais e sintomas quando ingeridas (via preferencial); se em
contato com a pele – sem colonização.
Pré-requisito para serem capazes de causar doença
Alguns podem iniciar doença a partir de mais de uma porta de entrada. Ex:
Bacillus anthracis.
Streptoccocus pneumoniae – se inalados (via preferencial) podem causar
pneumonia; se ingeridos – sem colonização.
PORTAS DE ENTRADA PREFERENCIAL
O resultado da relação bactéria-hospedeiro depende da:
Fatores de virulência
X
Patogenicidade do 
microrganismo
Resistência do 
hospedeiro
Mecanismo de defesa
Estruturas, produtos ou estratégias que contribuem para o aumento da
capacidade da bactéria de causar doença
FATORES DE VIRULÊNCIA
Geralmente é específica, dependente do reconhecimento bactéria-hospedeiro
• Adesinas - localizadas em estruturas de superfície da célula e interagem com
receptores das células do hospedeiro.
ADERÊNCIA
Cápsula
Flagelos
ADERÊNCIA
Fímbrias
Pilus
Biofilmes –
Comunidades estruturadas de células 
microbianas envolvidas por exopolissacarídeos e 
aderidas a superfícies
Biofilme – placa dental
FATORES RELACIONADOS À ADESÃO
• Fatores anti-fagocíticos: bloqueiam a fagocitose.
Ex: Cápsula.
Como os patógenos bacterianos escapam das defesas do hospedeiro?
Como os patógenos bacterianos causam danos às células 
hospedeiras?
Utilização de nutrientes do hospedeiro–
removem ferro das proteínas transportadoras
do hospedeiro.
Dano direto – a própria aderência e invasão da bactéria– danos e lise das células
hospedeiro.
Ex: Shigella, E. coli, Salmonella
Sideróforo – enterobactina
Salmonella spp e E.coli
• Coagulase – coagula o fibrinogênio no sangue, forma coágulo – protege a
bactéria da fagocitose e a isola de outras defesas do hospedeiro.
Staphylococcus aureus
PRODUÇÃO DE ENZIMAS
• Colagenase – hidrólise do colágeno que forma os tecidos conectivos de músculos e
outros tecidos e órgãos. Células do hospedeiro fracamente aderidas - disseminação da
bactéria.
Streptococcus spp
Clostridium perfringens
PRODUÇÃO DE ENZIMAS
Como os patógenos bacterianos causam danos às células 
hospedeiras
Endotoxina – lipídeo A do LPS
Exotoxina – produzidas e liberadas no meio
• Citotoxina
• Neurotoxina
• Enterotoxina
Propriedade Exotoxina Endotoxina
Fonte bacteriana Gram positiva 
Gram negativa
Gram negativa
Relação com a bactéria Produto metabólico Presente LPS
Propriedade química Proteína Lipídeo
Efeito no organismo Específica para estrutura 
ou função
Geral –produzem 
mesmo efeito
Indução de febre Não Sim
Endotoxinas
Parte da porção externa da parede celular das bactérias Gram-negativas. 
Bactérias Gram negativas mortas liberam endotoxina – induz efeitos como febre,
inflamação, diarreia, choque e coagulação do sangue
PRODUÇÃO DE TOXINAS
Neurotoxina – Clostridium botulinum
Toxina botulínica – age nas junções neuromusculares e impede a transmissão de 
impulsos para músculo (não se contrai)
PRODUÇÃO DE TOXINAS
Enterotoxina – Vibrio cholerae
Aumento da secreção de líquidos e eletrólitos pelas células intestinais – diarreia intensa
Diarreia intensa
PRODUÇÃO DE TOXINAS
Portas de 
entrada
Rotas de 
transmissão
Portas de 
saída
• Secreções, excreções ou tecidos que
descamam
• Geralmente é a mesma da porta de entrada
• Trato respiratório, gastrintestinal,
geniturinário e pele
• Várias portas de saída – podem disseminar
entre hospedeiros susceptíveis
PORTAS DE SAÍDA
Barreiras físicas e químicas
FATORES RELACIONADOS AO HOSPEDEIRO
Fatores de proteção do hospedeiro
• Respostas imunes inatas
Proporcionam respostas locais rápidas ao desafio de uma bactéria
Sistema complemento, neutrófilos, macrófagos e células natural killer
• Respostas imunes adaptativas
Identificam, atacam e eliminam as bactérias de forma específica
Anticorpos e células T
Macrófago fagocitando 
bactérias
Antígeno - anticorpo
FATORES RELACIONADOS AO HOSPEDEIRO
Fatores de risco do hospedeiro
• Idade
- Crianças: mais susceptíveis às infecções (intestinais e respiratórias)
- Idosos: mais susceptíveis às infecções respiratórias.
• Estresse e dieta
- Fontes de estresse fisiológico (fadiga, dieta pobre, desidratação, mudanças
climáticas bruscas) – aumentam a incidência e gravidade das doenças infecciosas.
• Hospedeiro comprometido
- Um ou mais mecanismos de defesa estão inativados –maior vulnerabilidade
FATORES RELACIONADOS AO HOSPEDEIRO
“O jogo da patogênese”
INTERAÇÕES BACTÉRIA-HOSPEDEIRO
(Microbe, 2006)
Quais são cartas das bactérias? “As cartas de virulência”
Cada fator de virulência é considerado uma carta que pode contribuir 
para a patogenicidade bacteriana
(Microbe, 2006)
Conjunto de diferentes cartas e 
trocas de cartas
“As cartas de virulência”
Quais são as cartas do hospedeiro? “As cartas de defesa”
As cartas do hospedeiro: barreiras químicas e físicas, resposta imune inata, resposta imune adaptativa,
imunização, tratamento, diagnóstico, prevenção
pele
pH 
ácido macrófago
Vacinaçãoneutrófilosdiagnósticoantimicrobiano
anticorpo
O resultado do jogo da patogênese 
- Quais cartas cada jogador possui
- Como as cartas são usadas