Bacilos Entéricos Gram-negativos

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Departamento de Microbiologia
Insti tuto de Ciências Biológicas
Universidade Federal de Minas Gerais
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Bacilos entéricos Gram-negati vos: 
Enterobacteriaceae
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Introdução
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A família Enterobacteriaceae consti tue um grande grupo heterogêneo de bastonetes Gram-negati -
vos cujo habitat natural é o trato gastrointesti nal dos seres humanos e animais, organismos muito 
disseminados podendo ser encontrados no ambiente (solo, água e mineral).
São bactérias anaeróbias facultati vas com grande ati vidade metabólica, fermentam glicose sendo a 
maioria oxidase negati va, possuem estrutura anti gênica complexa, diferentes fatores de virulência 
e podem produzir toxinas. Resistentes à dessecação e a diversas substâncias como bile e corantes. 
Não esporulam e multi plicam-se rapidamente em meio simples. Podem possuir capacidade de ser 
móveis quando há fl agelos peritríqueos.
Estrutura Anti gênica
As Enterobacteriaceae possuem estrutura anti gênica complexa. A sua classifi cação sorológica 
baseia-se em três grupos principais de antí genos:
 - Polissacarídeos O, somáti cos ou de parede (LPS)- há mais de 150 antí genos termoestáveis 
diferentes;
 - Os antí genos K (termolábeis), capsulares (proteínas ou polissacarídeos)- há mais de 100 
antí genos diferentes;
 - As proteínas H (fl agelares)- há mais de 50 antí genos diferentes.
Os grupos de maior relevância clínica são:
Doenças infecciosas intesti nais e extra-intesti nais: Escherichia coli, Salmonella enterica e Yersinia.
Doença infecciosa intesti nal: Shigella.
Doenças infecciosas extra-intesti nais: Klebsiela, Enterobacter, Serrati a, Proteus, Providencia, Morg
anela,Citrobacter,Edwardsiella e Hafnia.
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Endotoxina
Cápsula
Variação da fase 
antigênica
Seqüestro de fatores de
 crescimento
Resistência ao poder 
bactericida do soro
Resistência a antibióticos
Fator de virulência compartilhado por todas as bactérias 
Gram-negativas aeróbias e algumas anaeróbias. Envolvidas 
na ativação do complemento, liberação de citocinas, leuco-
citose, trombocitopenia, coagulação intravascular dissemi-
nada, febre, diminuição da circulação periférica, choque e 
morte.
As Enterobacteriaceae encapsuladas são protegidas da fago-
citose por antígenos capsulares hidrofílicos, que repelem a 
superfície celular hidrofóbica dos fagócitos. Estes antígenos 
interferem na ligação dos anticorpos às bactérias e são imu-
nógenos ou ativadores fracos do complemento. Entretanto 
o papel protetor da cápsula diminui quando ocorre o desen-
volvimento dos anticorpos anticapsulares específicos.
A expressão dos antígenos K capsulares e H flagelares en-
contra-se sob o controle genético do microrganismo. Cada 
um desses antígenos pode ser alternadamente expresso ou 
não expresso (variação de fase), podendo proteger as bac-
térias da morte celular mediada por anticorpos.
As bactérias produzem seus próprios compostos competiti-
vos de quelação do ferro: os siderófilos,
a enterobactina e a aerobactina. O ferro também pode ser 
liberado da célula hospedeira por hemolisinas produzidas 
pelas bactérias.
A cápsula bacteriana pode proteger o microrganismo da des-
truição sérica e outros fatores pouco definidos impedem a 
ação de componentes do complemento sobre as bactérias 
e sua subseqüente eliminação mediada pelo complemento.
Essa resistência pode ser codificada em plasmídios transferi-
dos e trocados entre espécies, gêneros e até mesmo famílias 
de bactérias. Por mais rápido que se desenvolvam novos an-
tibióticos, os organismos são capazes de desenvolver resis-
tência contra eles.
Identificação de enterobactérias
O principal diagnóstico laboratorial é feito por meio da cultura.
Os membros da família Enterobacteriaceae crescem rapidamente em meios de cultura. São empre-
gados meios seletivos (por exemplo, ágar MacConkey, ágar eosina-azul-de-metileno) para a cultura 
de amostras normalmente contaminadas com outros microrganismos, para separar as Enterobacte-
riaceae fermentadoras de lactose das linhagens que não a fermentam, fornecendo assim, informa-
ções que podem ser utilizadas para orientar o tratamento antimicrobiano empírico. Meios altamen-
te seletivos são úteis para o isolamento de microrganismos como Salmonella e Shigella.
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Doenças
Identificação bioquímica
Os sistemas de testes bioquímicos tornaram-se cada vez mais sofisticados e, na atualidade, prati-
camente todos os membros da família podem ser identificados com precisão em 4 à 24hs com um 
dos vários sistemas de identificação comercialmente disponíveis. 
Classificação sorológica
Útil para determinar o significado clínico de um microrganismo isolado, bem como para classificar 
microrganismos isolados com propósitos epidemiológicos. Todavia, a utilidade deste procedimen-
to é limitada devido a reações cruzadas com microrganismos antigenicamente relacionados da 
família Enterobacteriaceae e microrganismos de outras famílias.
Infecção do Trato Urinário (ITU)
As ITU acometem mais de 50% da população, e sua prevalência pode variar com relação à idade e 
sexo.Mulheres entre 10 e 20 a 40 anos são mais propensas a ter essa doença e em homens a faixa 
etária é de menor de três anos e acima de 50 anos.As causas das infecções podem ser por higiene 
inadequada, fatores que interferem com o fluxo urinário e ação mecânica causando suscetibilidade, 
tendência á recorrência, reinfecção e cronificação. 
Na comunidade, quando ocorre infecção aguda do TU, 80% têm como causa a E.coli uropatogênica 
(UPEC), presente em mais de 20% da população; o restante pode ser por Klebsiella e Proteus e são 
de via ascendente, ou seja, a bactéria atinge a uretra, vai para a bexiga e depois para os rins.
No ambiente hospitalar, a ITU pode ser causada por instrumentação (catéter) e alterações de mi-
crobiota. Exemplo de bactérias que podem causar infecções hospitalares: E.coli, Klebsiella, Proteus, 
Providencia, Serratia, Pseudomonas, Enterococus e Staphylococus coagulase negativa. 
O diagnóstico etiológico das infecções do TU se dá pela coleta do jato médio urinário (primeira 
urina da manhã). Pela técnica de Gram de gota de urina não centrifugada se obtém um diagnóstico 
presuntivo (maior ou igual a uma bactéria/campo). Também é possível fazer o teste de urocultura 
que cultiva as bactérias da urina em um meio não seletivo ou em mais de um meio de cultura.
Enterite aguda 
Transmitida por água contaminada, de pessoa para pessoa e por objetos. Em países desenvolvidos 
as causas são mais por via alimentar, ou seja, falta de higiene na hora de fazer ou lavar seus ali-
mentos. A transmissão via água ocorre em países com falta de tratamento de água. As condições 
precárias tanto pessoais como domiciliar, econômicas e de saneamento básico fazem com que a 
transmissão fecal-oral seja prevalente e cause uma diarréia infecciosa aguda que se não tratada 
leva à morbidade das pessoas.
Diarreia 
Há dois tipos: a aguda que dura até 7 dias e a crônica que pode durar mais de 4 semanas. A diarreia 
aguda pode ser principalmente de natureza infecciosa causando desidratação e desnutrição protéi-
co-calórica, pois, há um aumento da secreção e diminuição da absorção, perda de fluidos e eletróli-
tos. O tratamento consiste em reidratação oral e venosa e em casos específicos antibioticoterapia.
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Enteropatógenos
 - Vírus: Rotavirus, Roravirus, Adenovirus e Astrovirus.
 - Bactérias: Escherichia coli, Shigella, Salmonella enterica, Yersinia, Plesiomonas, Campylo-
bacter e Vibrio cholerae.
 - Parasitas: Giardia lamblia, Crytosporidium parvum, Isospora belli, Cyclosporacayetanesis e 
Entamoeba histolytica.
Introdução
Escherichia coli
O gênero Escherichia pertence à família Enterobacteriaceae. A bactéria E.coli é parte da microbiota 
normal do cólon em seres humanos e outros animais, mas pode ser patogênica dentro ou fora do 
trato gastrintentinal. A bactéria E.coli (Fig. 1) possui em sua estrutura fímbrias ou píli que freqüen-
temente são importantes para a sua aderência na superfície das mucosas do hospedeiro. A maioria 
das linhagens é capaz de fermentar a lactose, o que constitui uma diferença dos patógenos intes-
tinais mais importantes, que são Salmonella e Shigella, os quais não fermentam a lactose. Possui 
diversidade fenotípica e genotípica e apresenta mais de 150 tipos antigênicos O, além disso, é um 
dos microrganismos mais comumente isolados em laboratórios de microbiologia clinica.
Estrutura e Fisiologia
A E. coli tem propriedades semelhantes às de outras Enterobacteriaceae. São todas anaeróbicas 
facultativas, oxidase-negativas, fermentam a glicose e podem gerar energia por redução de nitratos 
e nitritos. É o microrganismo mais presente nas fezes, sendo a causa mais freqüente de infecção do 
trato urinário, causa importante de diarreia aguda e meningite neonatal. A tipagem das linhagens é 
realizada com base nas diferenças em três antígenos estruturais: O, H e K. 
Há dois grupos de E.coli: as patogênicas, responsáveis por infecções do trato urinário (infecção via 
ascendente) e que pertencem a microbiota indígena, e as diarreiogênicas, que não fazem parte da 
microbiota indígena e causam infecção intestinal.
Doença intestinal
A transmissão da doença intestinal ocorre comumente pela rota fecal/oral. Há seis grupos diarreio-
gênicos que causam diarreia de formas diferentes, a saber:
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E. coli enterotoxigênica (ETEC)
E. coli enteropatogênica (EPEC)
E. coli enterohemorrágica (EHEC)
E.coli enteroagregativa (EAEC)
E. coli enteroinvasiva (EIEC)
E. coli difusamente aderente (DAEC)
É a causa mais comum de diarreia em viajantes. Por um pro-
cesso mediado por enterotoxinas (termoestável, termolábil 
ou ambas), as ETECs causam uma hipersecreção prolongada 
de íons cloreto e água pelas células da mucosa do intestino e 
inibem a reabsorção de sódio.
Elas atacam as células das mucosas do intestino delgado, 
causando a destruição das microvilosidades e o desenvolvi-
mento de lesões características (causam a degeneração focal 
de microvilosidades, aderência íntima e rearranjo de actina 
pedestal). Ocorre diarreia líquida, não inflamatória, que rara-
mente se torna crônica.
As EHECs ligam-se às células no intestino grosso, onde pro-
duzem uma exotoxina (toxina Shiga), que causa uma forma 
de diarreia abundante e com sangue (colite hemorrágica) 
na ausência tanto de invasão da mucosa como de inflama-
ção. O reservatório primário da EHEC é o gado. Portanto, a 
possibilidade de infecção pode ser bastante diminuída pelo 
cozimento apropriado da carne de gado e por pasteuriza-
ção do leite.
As bactérias se aderem de forma agregativa à mucosa intes-
tinal, liberam toxina termoestável, hemolisinas e citotoxinas, 
aumentando a produção de muco, resultando numa diarreia 
mucóide que, se persistente, pode resultar em atraso no de-
senvolvimento, quando em crianças.
Caracteriza-se por aderência, invasão, multiplicação intra-
celular e disseminação célula-célula. O processo ocorre no 
intestino grosso e a invasão ocorre apicalmente pela célula 
M e, a partir dela, as bactérias invadem os enterócitos pela 
membrana baso-lateral. 
Caracteriza-se por aderência difusa às células do intestino. O 
mecanismo de patogenicidade e o órgão alvo (intestino gros-
so ou intestino delgado) não são bem conhecidos.
Doença extra-intestinal
A fonte de infecção para a doença extra-intestinal é, freqüentemente, a microbiota do próprio pa-
ciente, em que a E.coli do indivíduo não é patogênica no intestino, mas causa doença quando encon-
trada, por exemplo, na bexiga ou na corrente circulatória. São exemplos de doença extra-intestinal 
causada por E. coli as infecções do trato urinário (ITU) e a meningite neonatal.
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Tratamento e prevenção
A melhor forma de prevenir a doença intestinal é o cuidado na seleção, no preparo e no consumo 
de alimentos e água.
Salmonella
Introdução
Os membros do gênero Salmonella podem causar uma variedade de doenças, incluindo a gastro-
enterite e a febre entérica (tifóide). Não pertence à microbiota indígena humana, podendo, entre-
tanto, ser mantida como reservatório, permanecendo por algum período no trato gastrintestinal 
humano. Todas as cepas são agrupadas em uma única espécie que é dividida em mais de 2000 
sorotipos, com base nos antígenos da parede celular (O), flagelar (H) e capsular (Vi, análogo ao K). 
A maioria das cepas de Salmonella produz ácido e gás durante a fermentação da glicose. Dentre as 
espécies patogênicas, destacam-se:
 - S. typhimurium, S. enteritidis, S. newport: causadoras da enterite aguda.
 - S. Choleraesuis: responsáveis por infecção focal e bacteremia (diarreia em porcos).
 - S. typhi: Responsável pela febre tifóide (quadro de febre prolongada e bacteremia endêmi-
ca em países da America Latina e Ásia).
Epidemiologia
O sorotipo typhi é o único exclusivamente patógeno de seres humanos, enquanto outras cepas são 
associadas a animais e alimentos.
Patogênese
A bactéria Salmonella invade as células epiteliais do intestino delgado e grosso (íleo – células M), 
multiplicação no interior dos vacúolos, secreção de água e eletrólitos e como conseqüência pode 
ocorrer a diarreia inflamatória (S. enterica). O desenvolvimento dos sintomas clínicos depende de 
fatores bacterianos, incluindo proteínas que induzem as células epiteliais a endocitar as bactérias e 
promoverem sua sobrevivência dentro de células fagocíticas. A infecção por Salmonella pode cau-
sar tanto doença intestinal quanto extra-intestinal
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Gastroenterite
É caracterizada por náusea, vômito e diarreia (normalmente sem sangue) que se desenvolve geral-
mente dentro de 48 horas após a ingestão de comida ou água contaminadas. Febre e contrações 
abdominais são sintomas comuns.
Febre entérica (tifóide)
É uma doença sistêmica grave com risco de morte. A sintomatologia específica pode incluir cala-
frios, sudorese, cefaléia, anorexia, fraqueza, dor de garganta, tosse e mialgia.
Tratamento e Prevenção
Para a gastroenterite, normalmente a terapia com antibióticos não é necessária. Para a febre enté-
rica, os antibióticos apropriados incluem os beta-lactâmicos e as fluroquinolonas. A prevenção da 
infecção é obtida com a disposição adequada de esgotos, o manuseio correto de alimentos e a boa 
higiene pessoal.
Shigella 
Introdução
As espécies de Shigella causam a Shigelose (disenteria bacilar), que é uma doença intestinal huma-
na que ocorre mais freqüentemente em crianças pequenas. O reservatório dessa bactéria encontra-
-se em seres humanos e primatas superiores.
Epidemiologia
As bactérias do gênero são normalmente disseminadas de pessoa a pessoa, sendo os sanitários a 
maior fonte dos microrganismos. Moscas e alimentos ou água contaminados podem também trans-
mitir a doença.
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Patogênese e significado clínico
A Shigella invade e destrói a mucosa do intestino grosso. Uma exotoxina pode ter um papel se-
cundário no desenvolvimento das lesões no intestino. A Shigella causa a disenteria bacilar clássica, 
caracterizada por diarreia com sangue, muco e contrações abdominais dolorosas. Em populações 
não comprometidas, a disenteria não tratada normalmente é superada em uma semana,mas pode 
persistir.
Identificação laboratorial
No curso da doença aguda, as bactérias podem ser cultivadas a partir de fezes utilizando ágar Hekto-
en, que é diferencial e seletivo ou outros meios específicos para patógenos intestinais
Tratamento e prevenção
Os antibióticos podem reduzir a duração da doença e o período de transmissão da bactéria, mas seu 
uso é controverso devido à elevada resistência a eles. A proteção das fontes de água e alimentos e 
a higiene pessoal são cruciais na prevenção das infecções por Shigella.
Yersinia 
Introdução
 Existem sorotipos múltiplos das principais espécies, os antígenos Y e W são fatores de virulência. 
Diferentemente da maioria das enterobactérias patogênicas, as espécies de Yersinia desenvolvem-
-se bem em temperatura ambiente, assim como a 37°C. 
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Patogênese e significado clínico
A infecção ocorre via ingestão de alimento contaminado, por contato com animais domésticos 
colonizados, abatedouros ou carne crua (principalmente carne de porco). Quando acompanhada 
por endurecimento do quadrante direito baixo e leucocitose, os sintomas são clinicamente indis-
tinguíveis de apendicite.
Identificação laboratorial
CIN (meio seletivo para Yersinia)
O BD Yersinia Selective Agar(CIN) é adequado para isolamanto de Yersinia enterocolítica provenien-
te de amostras de fezes humanas e outros materiais. O BD Yersinia Selective Agar foi descrito pela 
primeira vez por Schiemann como alternativa ao Ágar de MacConkey e outros meios vulgarmente 
utilizados para o isolamento de Yersinia enterocolitica, uma agente causador da gastroenterite. 
Descobriu-se que este meio é superior aos agares de MacConkey, SS, CAL ou Y. As colónias de 
Yersinia enterocolitica estarão dotadas de centros em vermelho escuro circundados por um re-
bordo transparente e pálido, fazendo lembrar um “olho-de-boi” no BD Yersinia Selective Agar e 
no BD Aeromonas Yersinia Agar após 24 horas de incubação. Após 42 a 48 horas de incubação, 
estes apresentam-se completamente cor-de-rosa. A Yersinia pseudotuberculosis geralmente não 
possui a zona transparente em torno das colónias. A Aeromonas produz colónias mais pálidas que 
também possuem um centro cor-de-rosa avermelho e são positivas para oxidase. É fácil diferenciar 
a Aeromonas da Yersinia e de outras Enterobacteriaceae realizando um teste padrão de oxidase 
(apenas as Aeromonas spp. apresentarão um resultado positivo). É necessário proceder à confirma-
ção bioquímica e serológica para uma completa identificação dos isolados suspeitos.
Tratamento e prevenção 
A redução das infecções e dos surtos depende das medidas que limitam o potencial de contamina-
ção da carne e da garantia de manuseio e preparação apropriados.
Outras Enterobactereiaceae
Enterobacter
Fermentam lactose. Raramente causam doenças primárias em seres humanos, mas com freqüência 
colonizam pacientes hospitalizados.
Klebsiella
Fermentam lactose. Causam uma pneumonia lombar necrotizante em indivíduos comprometidos 
pelo alcoolismo, diabetes ou doença pulmonar obstrutiva crônica.
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Serratia
Pode causar infecções extra-intestinais no trato respiratório inferior e no trato urinário, especial-
mente em pacientes hospitalizados.
Proteus, Providencia e Morganella
Proteus – as espécies de Proteus provocam infecções nos seres humanos apeas quando deixam o 
trato intestinal. São encontrados em infecções das vias urinarias e causam bacteriemia, pneumonia 
e lesões em pacientes debilitados. O Proteus vulgaris e a Morganelas morganii são importantes pa-
tógenos hospitalares.
Providencia – as espécies de Providencia ( P. rettgeri, P. alcalifaciens e P. stuartii) estão presentes 
na flora intestinal normal. Todas causam infecções das vias urinarias e ocasionalmente outras infec-
ções, e ás vezes são resistentes ao tratamento antimicrobiano.
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Leitura Sugerida
EDWARDS, P. R; EWING, W. H. Identi fi cati on of enterobacteriaceae. 3. ed. Minneapolis: Burgess, 
1972. 362p.
MURRAY, P. R. et al. Microbiologia médica. 5ª ed. - Rio de Janeiro (RJ) Elsevier, 2006.
LEAL, N. C.; CAVALCANTI, T. I. R.; COSTA, M. F.; RODRIGUES, D dos P.; HOFER, E. Avaliação de dois 
meios de transporte no isolamento de enterobactérias patogênicas / Comparison of some transport 
culture media for pathogenic enterobacteria. Rev. microbiologia; 19 (4): 360-4 out-dez. 1988.
BD Yersinia Selecti ve Agar (CIN) •BD Aeromonas Yersinia Agar; NSTRUÇÕES DE UTILIZAÇÃO – MEIOS 
EM PLACAS PRONTOS A USAR;PA-254056.06 Rev.: April 2013