2 Microbiologia Bacteriana - ok

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Genética Bacteriana
	
	Procariotos
	Eucariotos
	DNA cromossômico
	Fita dupla.
Mais frequentemente circular.
Características essenciais.
No citoplasma.
Da ordem de 10⁶ pares de bases. 
	Fita dupla. 
Linear. 
Características essenciais.
No núcleo.
3,2.10⁹ pares de bases.
	DNA extra cromossômico
	Plasmidial:
Fita dupla.
Mais frequentemente circular. 
Define características adicionais: resistência, adesão, invasão, fermentação de açúcares.
Se multiplica na replicação.
Sempre menores que cromossomal. 
Número variado por bactéria. 
	Plasmidial – ex.: levedura. 
DNA de Cloroplastos – plantas e algas.
Mitocondrial – circular de fita dupla (sem excessão).
Teoria da endossimbiose. 
DNA mitocondrial da levadura é maior que do homem, pois, na humanidade, alguns genes foram transferidos para o cromossomal. 
- E. coli, Shigella ssp. e Salmonela ssp. são as bactérias da diarreia humana. Os testes mais simples permitem diferenciá-las, a menos que ganhem características adicionais que atrapalhe a identificação.
- Até mesmo os megaplasmídeos são menores que o DNA cromossomal. 
- Há DNA plasmidial capaz de se integrar ao cromossomal. 
- Mecanismos de transferência de material genético entre bactérias gram positivas e gram negativas são diferentes e existe uma barreira de transferência entre elas: gram positivas não transferirão para gram negativas e vice-versa.
- O DNA cromossomal determina as maneiras de transferência de plasmídeos.
Replicação:
Mesossomo septal. 
Bipartição – descendência clonal. 
 
Mecanismos de variação Genética
Só pode ocorrer por mutação ou recombinação, independentemente do organismo. 
Mutação: qualquer alteração súbita ou hereditária no conjunto gênico não explicável pela recombinação da variabilidade genética preexistente. 
Bactérias são haploides e, portanto, mutações recessivas não são mascaradas.
Espontâneas: resultado de funções celulares normais ou interações aleatórias com o ambiente.
A própria estrutura do DNA que, em água, apresenta tautomerismo de bases nitrogenadas, pode gerar mutações aleatórias. 
Induzidas: ocorre devido o tratamento com determinados compostos chamados mutagênicos ou genotóxicos. 
Agentes mutagênicos: 
Mutagênicos físicos: 
- UV gera dímeros de pirimidinas. Ex.: T:T
- Radiações ionizantes (ionização do DNA) quebra das cadeias do DNA simples e duplas. 
- Calor: aumenta instabilidade estrutural do DNA.
Mutagênicos químicos: 
- Moléculas planares. Ex.: brometo de etídio.
- Agentes alquilantes. Ex.: metil metano sulfonato.
- Água oxigenada.
Conceitos: 
Transição: troca de purinas (A, G) por purina ou pirimidina (C,T) por pirimidina.
Transversão: troca de purina por pirimidina ou de pirimidina por purina.
Mecanismos de Reparo de DNA contra mutações:
Todos os seres possuem mecanismos multienzimáticos para a eliminação (reparo) das lesões presentes no DNA. 
Na presença de luz visível: fotorreativação. 
Distorção de DNA por dímeros de pirimidinas é reconhecida por fotoliases e por elas corrigida. Luz visível (não ultravioleta) energiza as fotoliases, restaurando-as para o reparo. Funciona somente na superfície e sempre contra as mutações originadas por radiação ultravioleta. 
Na ausência de luz: vários mecanismos.
Aplicações do conhecimento sobre mecanismos de reparo:
Obtenções de mutantes. 
Testes de detecção de substâncias mutagênicas. 
Se determinado tratamento aumentar o número de mutações em bactérias, por exemplo, não deve ser aprovado para uso humano, pois ele é mutagênico e, portanto, potencialmente cancerígeno. Essa detecção bloqueia a continuação dos testes e o desenvolvimento de pesquisas. 
Recombinação: 
4 tipos de recombinação: 
Transformação bacteriana
- Transformação é o mecanismo de transferência de DNA nú (sem acoplamentos) para a célula por captação de material genético do meio. 
- A transformação somente ocorre entre bactérias parecidas, pois é necessário que o DNA a ser recebido seja reconhecido pelos receptores da célula transformada. Além disso, as enzimas de restrição iriam degradar um DNA que não fosse parecido com o próprio. O corte do próprio DNA não ocorre, pois na região de restrição, o sistema de modificação de DNA está ativado para evitar o corte. 
- Algumas bactérias recebem preferencialmente plasmídeos, outras não, recebendo fragmentos lineares de DNA que são incorporados ao DNA cromossomal. Exemplo: na E. coli, a transferência genética dá-se basicamente por DNA cromossômico associado a plasmídeo (de bactérias mortas, por exemplo).
- Streptococcus pneumoniae: cepa lisa viva mata camundongos e cepa rugosa é inofensiva. Misturando a cepa lisa com a rugosa, houve virulência da rugosa, pois a cepa se transformou: ganhou capsula, típica da lisa. A transformação tornou a cepa rugosa mortal. 
Conjugação
Na maior parte dos casos, a conjugação é a transferência de DNA plasmidial mediada por pili de conjugação (fímbria sexual). Pode haver transferência de DNA cromossomal também. 
- Aparentemente (ainda não há consenso científico), o plasmídeo não passa pelo pili, mas a estrutura é necessária para gerar a suficiente aproximação entre células que, então, formam uma ponte de conjugação.
- Prevalente nos ambientes hospitalares. 
-Geralmente, a bactéria doadora contém em seu plasmídeo o Fator de Fertilidade (fator F), que determina pili sexual e início da conjugação.
Transdução
Transferência de material genético de uma bactéria para outra mediada por bacteriófago – vírus. 
Cauda do fago se liga a bactéria por interação eletrostática. Fagos são específicos para bactérias. 
Generalizada: mais virulenta e menos importante para transdução. Replicação de DNA do fago e ciclo lítico: adesão do fago penetração do material genético biossíntese de materiais virais maturação do bacteriófago lise. Normalmente, em meios ricos. Pode ocorrer de o fago sair da célula com pequena porção de material genético bacteriano; normalmente, só genes bacterianos próximos ao local de montagem do vírus podem ser transduzidos. 
Especializada: menos virulenta e mais importante para transdução. DNA do fago inserido no DNA bacteriano, gera ciclo lisogênico: adesão do fago penetração do material genético integração do material genético do fago ao cromossomal bacteriano material do fago é retirado do bacteriano junto com um pequeno fragmento do DNA bacteriano indução do ciclo lítico: por presença de antibióticos, metais pesados, mudança de pH, mudança bacteriana etc. material bacteriano e do fago são encapsulados por cápsula proteica viral sintetizada lise fago capaz de infectar outra célula com material genético próprio e bacteriano transdução e recombinação de materiais genéticos de 3 indivíduos ( bacteriana hospedeira atual, bacteriana anterior, viral). Normalmente, ocorre em meios pobres. Ciclo lisogênico pode manter-se por anos e, enquanto o DNA do bacteriófago estiver inserido no da bactéria, poderá ser passado para as bactérias filhas ou outras (via plasmídeo). 
- Exemplo: Corynebacterium diphteriae (difteria) – a virulencia (formação de membrana que pode obstruir cavidade respiratória) é determinada por genes do bacteriófago durante ciclo lisogênico. 
Transposição 
Elementos transponíveis – Transposons.
A maioria dos genes tem posição fixa no genoma, entretanto, em 1940 foram identificadas sequencias de DNA que alteram suas posições (transpossons). 
- Transferência de um segmento de DNA de uma posição para outra: rearranjos estruturais. 
- Transposons: “elemento genético” > um gene ou um pequeno número de genes ligados.
Ex.: no Operon lac, a montante de LAC I, há uma região transponível.
- IRs: sequências de bases repetidas e invertidas que determinam extremidades dos transposons. 
- Transosons tem papel importante na geração de indivíduos com resistência a drogas ou metais pesados. 
- Transposons podem estar tanto em genes cromossomais quanto em plasmidiais. 
- “Ilhas de patogenicidade”: elementos móveis contendo genes responsáveis pela virulência.Conceitos chaves para compreensão da relação homem-bactérias-meio e dos processos de patogenicidade e virulência:
Colonização: invasão (intracelular, extracelular ou ambas) e proliferação da bactéria em hospedeiro. 
Infecção: colonização que promove uma resposta do sistema imune.
Primária: agente naturalmente patogênicos. 
 Oportunista: aproveita-se de momento de imunossupressão para gerar infecção. 
Doenças infecciosas: condição anormal, desordem de uma estrutura ou função, que afeta parte ou todo organismo, resultante de uma infecção bacteriana. Infecção + lesão/dano tecidual. 
Aguda, subaguda, crônica, assintomática. 
Patogenicidade: capacidade do microrganismo de gerar doença. Medida qualitativa. 
Componente genético bacteriano. 
Dano ao hospedeiro interações patógeno-hospedeiro.
Virulência: refere-se ao grau de patogenicidade, habilidade de um microrganismo em causar doença grave. Medida quantitativa. 
Medida obtida a partir de CD50: concentração capaz de matar 50% dos animais de um grupo teste. 
Infecções:
Endógenas: provocadas pelas bactérias da m.n.c.h quando a partir do seu local natural são introduzidos em outro local – estéril – devido a traumatismos, ferimentos, cirurgias, procedimentos invasivos ou quando geram doença devido à baixa imunidade (uso de imunossupressores ou uso abusivo de antibióticos).
Exógenas: transmissão inter-humana ou zoonose/antropozoonose. 
Horizontal: disseminada na população > de um animal infectado para um sadio independente do parentesco.
Vertical: transmitida de pais para filhos pela reprodução > placenta, óvulo, esperma ou leite contaminados.
Mutualismo: associação entre dois seres vivos, na qual ambos são beneficiados.
Comensalismo: relação ecológica interespecífica na qual duas espécies de animais se encontram associadas com benefício para uma delas, mas sem prejuízo para a outra; inquilinismo.
Parasitismo: relação ecológica interespecífica na qual duas espécies de animais se encontram associados com benefício para uma delas e prejuízo para a outra. 
Iceberg da infecção: 
Exemplo clássico: tuberculose – 1/3 da população mundial tem a Mtb, mas a doença clínica se expressa em uma pequena minoria das pessoas. 
Interação Microorganismos, Homem e Meio
Colonização transitória microrganismos que permanecem por pequeno tempo nas superfícies corporais. Ex.: mãos, boca. 
Colonização permanente microrganismos que permanecem anos com o indivíduo humano sem gerar patogenicidade. 
Doença colônia transitória estabelece lesão. 
Microbiota Normal do Corpo Humano (M.N.C.H.):
Alguns microrganismos de interesse médico produzem doenças: sempre (ex.: bactéria da meningite), frequentemente (microrganismos oportunistas) e raramente. 
Colonização permanente, somente microrganismos que produzem doença raramente são considerados m.n.c.h.
Na medicina, não se pode estabelecer que o microrganismo jamais irá gerar doença, pois existem exceções. Por exemplo, a levedura da cerveja pode lesionar um aidético. 
- Quando se forma? Começa a se formar quando a criança passa pelo canal do parto; ela não é uniforme: varia em relação aos tipos de microrganismo e a quantidade segundo a idade, alimentação, meio e experiência. 
- Importâncias benéficas: 
Produção de vitamina K e do complexo B, 
Estímulo ao desenvolvimento das defesas imunológicas, 
Proteção dos intestinos contra infecção por Salmonella, 
Proteção dos intestinos contra colite pseudomembranosa (Clostridium difficile),
Proteção da pele contra infecções microbianas, 
Proteção de mucosas contra infecções microbianas. 
- Pode ser responsável por uma série de doenças: infecções endógenas. Ocorrem quando deixam o sítio normal e migram de um local para outro do corpo (ex.: cirurgias e perfurações), uso de antibióticos ou imunossupressores, pacientes na UTI. 
- Distribuição: 
Pele: Corynebacterium, Propionibacterium (acnes), Streptococos, Staphylococos epidermidis (90% das pessoas) e Staphylococos aureus, Peptococos, Peptostreptococo; fungos como Candida, Malassezia.
Fossas nasais: Staphylococos aureus (50-70% das pessoas), Corynebacterium. Há sempre mais bactérias aeróbias que anaeróbias. 
Cavidade oral: numerosa e diversificada – placas dentais tem ainda mais bactérias que a saliva. Staphylococos, Streptococos, Neisseria, Bactereoides, Corynebacterium, etc. Podem gerar cárie dentária, doenças periodentais e endocardites. Coryneobactéria, se adquirir vírus, produzirá toxina da difteria. Streptococos mutans produz biofime sobre o esmalte do dente criando ambiente anaeróbico e, assim, há proliferação de bactérias anaeróbias resultando na evolução da carie e outras doenças.
Aparelho digestivo: estômago tem número variado após as refeições, intestino é a principal fonte de microbiota natural do corpo humano (principalmente cecos), mais de 50% do peso das fezes, importante papel de defesa, 1 aeróbia: 100/0 anaeróbias, mais importantes agente de infecção endógena. 
Vagina: varia com idade, pH e secreção hormonal. Lactobacilos de Doderlein até a menopausa que ajudam a preparar o corpo para a gravidez, acidificando a vagina e evitando infecções; depois da menopausa, a proteção não é mais necessária e há substituição por microbiota comum da pele. 
Uretra: microbiota normal da pele. 
Microbiota Intestinal
Microbiota forte é microbiota balanceada e variada.
Ácidos graxos de cadeia curta produzidos pelas bactérias durante a digestão de alimentos podem penetrar nas células epiteliais do intestino e afetar a expressão de seus genes. 
Microbiota intestinal de magros e obesos difere muito: em obesos há mais Firmicutes e menos Bacteroidetes e, nos magros, a composição é oposta. Desta forma, Bacteroidetes foram associados a perda de peso. 
Interfere sobre aspectos psicológicos, de digestão, imunidade, metabolismo, etc.
Transplantes de Microbiota Fecal: 
- 2013: Colite recorrente por Clostridium difficile: desblanço de Firmicutes, Bacteroidetes e Probacterias. 
Amostra de bolo fecal saudável e balanceada para empresa que cultiva as bactérias pró-biontes da microbiota própria e, se houver perturbação delas, pode-se desenvolver capsulas com os microrganismos próprios e do bem. 
A ingestão saudável e com abundância de elementos não industriais aumentam a variedade microbiana e qualidade da microbiota. 
Epidemiologia das Doenças Infecciosas
Doença infecciosa = carga infectante x virulência / resistência do hospedeiro.
Fonte: 
Fonte de uma bactéria que cause infecção exógena é seu habitat natural, onde ela cresce e se reproduz água e ar, por exemplo, não é fonte, mas via de transmissão. 
Outra pessoa: transmissão inter-humana. A fonte é uma pessoa doente ou portador “são” (ex.: Mary Typhi que tinha infecção renal que não conhecia com Salmonela e trabalhava cozinhando, infectando muitas pessoas; ela foi detida e o EUA passou a pagar uma pensão a senhora). 
Animal: zoonose. Ex.: leptospirose – advém do rato, febre tifoide – advém da pulga do rato. 
Animal e humanos: antropozoonose. Ex.: dengue – humano é fonte ao mosquito, mosquito é fonte ao humano.
Vias de transmissão: 
Contato direto: 
Imediato: contato pessoal com o portador de microrganismo. Exemplos: DSTs. 
Mediato: não necessariamente há contato pessoal com o portador do microrganismo - perdigoto, toque em excretas. Exemplo: TB;
Vetores (como leptospirose); 
Solo, alimentos e água contaminada (potabilidade/saneamento básico – cloro, recreacional); 
Ar atmosférico (poeira, sazonalidade, síndrome dos edifícios doentes); 
Soluções terapêuticas contaminadas. 
Portas de entradas: 
Pele (rota tegumentar), mucosas, vias aéreas, via oral, congênita (transplacentária) e iatrogênica (sangue, agulha contaminada etc.). 
Importância: 
Classificar os modos de transmissão das doenças infecciosas, envolvendo identificação de reservatórios, vias de transmissão, vetores e portas de entrada é jurisdição da epidemiologia e pode determinar a prevenção de maneira sistêmica e não somente individual. Mais importante determinar a viade transmissão do que o agente, normalmente; o que é evidente se tomarmos a AIDS como exemplo. 
- Enterobactérias: bactérias do intestino, dentre as quais predomina a E. coli. Uma criança com diarreia tem as fezes submetidas a copocultura e o resultado indicou presença abundante de E. coli; normalmente, ela é m.n.c.h., mas é capaz de adquirir novas características e originar processo patogênico, eliminando microvilosidades do intestino e gerando grande liberação de água na luz intestinal. Os processos conhecidos de mudança da característica de E. colis que originam subtipos que causam doença são: plasmídeos, fagócitos, etc. Pode até gerar bactéria patogênica capaz de gerar hemorragias e até septicemia.
Mecanismos de Virulência e Patogenicidade Bacteriana
- Macromoléculas: proteínas, lipídeos, polissacarídeos. 
- Maquinarias: sistemas de secreção que produz diversos fatores de virulência. 
- Metabolismo: competição com os nutrientes do hospedeiro.
Etapas da doença infecciosa: 
Acesso ao hospedeiro:
- Bactérias têm porta de entrada de preferência, algumas têm mais de uma.
Exemplo: Yersinia pestis (peste) – parenteral (picada de pulgas e piolos) e respiratória. 
- Estruturas dos micróbios que facilitam o acesso ao hospedeiro são estruturas de locomoção: flagelo, rearranjo de citoesqueleto, filamento axial (endoflagelo). 
Portas: 
Membranas mucosas: trato respiratório, gastrointestinal, geniturinário e conjuntiva. 
Exemplos: 
Mtb (Tubeculose):
- Proteção do sistema respiratório: muco, cílios e microbiota natural (compete pelo macrófago inativado, sítio de infecção). 
- Mecanismos de evasão da bactéria: cilioestase (induz a imobilidade dos cílios), enzimas de degradação de muco etc.
Infecção do tubo gastrointestinal:
- Proteção do TGI: ác. gástrico, enzimas estomacais, bile, muco, choque osmótico, aerobiose (cólon e ceco), peptídeos antimicrobianos, microbiota.
- Mecanismos de evasão da bactéria: bombas de próton (efluxo H+) que mantém o pH intracelular; modificação da fluidez da membrana (resistência aos choques osmóticos com menor fluidez de membrana, isto é, mais ácidos saturados); resistência a bile (principalmente gram negativas). 
Pele: normalmente, não penetrável; folículos capilares e glândulas sudoríferas são mais susceptíveis.
Exemplo: Propionibacterium acnes infecta folículo sebáceo e piloso. 
Via parenteral: deposição direta abaixo da pele e mucosas.
Exemplos: injeções, picadas de insetos, mordidas, cortes, feridas, rachaduras na pele, ressecamento. Clostridium perfringens (gangrena), C. tetani, Rickettsia rickettsii (febre maculosa).
Adesão: 
Adesinas: moléculas que facilitam a adesão. A maioria é molécula de superfície de composição glicoproteica ou lipoproteínas.
Adesinas fimbriais: pilis, principalmente em G- (Salmonella; Neisseria gonorrhoae).
Exemplo: E. coli enteropatogênica – principal causa de diarreia infantil, não produz toxina, a adesão das E. coli proporcionada pelos genes cromossomais é fraca, gene plasmidial determina a expressão de E. coli EPEC (enteropatogênica), cujo pili se liga a receptor Thir e induz fagocitose. 
Adesinas não fimbriais: 
- Cápsula e camada limosa (biofilme): Streptococcus mutans (cárie dentária). 
- Ácido lipoteicoico: ácido ligado a camada de mureína de bactérias G+. Streptococcus pyogenes (ligação a mucosa respiratória).
- Proteínas de aderência: Proteína M em Streptococcus pyogenes, tal proteína também tem função antifagocitária. Proteína Opa liga Neisseria gonorrhoae (que também tem pilis) a epitélio.
Adesão ativa cascata de sinalização. 
Invasão/Penetração:
Micróbios são extracelulares ou intracelulares. 
Intracelular obrigatórios ou facultativos. 
Mecanismos de invasão: fagocitose ou fagocitose induzida.
Colonização do epitélio do hospedeiro disseminação. Esse processo é orientado pelo tropismo (afinidade por determinados sítios do corpo) do microrganismo. Sideróforos (composto molecular) é importante para captura de ferro pela bactéria. 
Mecanismos de sobrevivência intracelular:
Invasão do epitélio reprodução disseminação. 
Se englobadas pelo fagossomo: algumas bactérias conseguem sobreviver e se reproduzir no interior do fagócito (Ex.: Mtb e M. leprae).
Mecanismos:
- Adaptam ao meio ácido – enzimas lisossômicas só funcionam em baixo pH e resistem ao estresse. 
- Alteram a biogênese dos fagossomos - aumento do pH do fagossomo.
- Escape do vacúolo: Mycobacterium tuberculossis, Listeria monocytogenes, Shigella flexneri, Rickettici spp. Gera poro no fagossomo por enzimas que variam segundo a espécie bacteriana. 
Se quiescentes em vacúolos: 
- Inibem fusão com fagossomo e lisossomo.
Enzimas extracelulares que facilitam infecção:
Coagulases: fibrinogênio fibrina coágulo inibe fagocitose e evita a chegada de células de defesa até a bactéria. Ex.: Staphylococcus spp.
Fibrinolisinas: clivam fibrina desfaz coágulos. Ex.: Streptococcus spp (chamadas também de estreptoquinase). 
Hialuronidase: hidrolisa ácido hialurônico acesso aos tecidos conjuntivos, aumenta alcance a tecidos profundos. Ex.: C. perfringens.
Colagenase: quebra ligações peptídicas do colágeno acesso. Ex.: C. perfringens. 
Outras: hemolisia, leucocidinase.
Evasão do patógeno
“Fuga” do sistema imune e inato. 
Evasina = fatores que promovem evasão. 
Evasão da fagocitose: 
- Cápsulas (G+ e G-): composição de polissacarídeos variáveis externa a bactéria, tornam a célula mais negativa, assim como a célula hospedeira. Ambas as células negativas irão gerar repulsão uma em relação a outra. Além disso, as cápsulas escondem os PAMPs. Também auxiliam na formação de biofilmes, o que as torna resistente a biocidas e auxilia na aderência. 
- Proteína A (S. aureus): se liga a região Fc do anticorpo, evitando sua própria opsonização.
- Ligantes do complemento: impedem ação da cascata de reações do sistema complemento. 
- Proteases de imunoglobulinas: enzimas que degradam IgA (imunoglobulina das mucosas) – evitam opsonização.
Variação de antígenos de superfície: “foge” da memória imunológica, driblando o sistema imune adquirido, pois a variação do antígeno de superfície altera o reconhecimento. Mecanismo de bacteremia cíclica (picos e declínios cíclicos de bacteremia) e infecção crônica. Ocorre por variação gênica: recombinação, mutação. 
Mimetismo molecular: evita reconhecimento, pois corpo entende como componente self. Principalmente proteínas que compõe a cápsula.
Adsorção de anticorpos por antígeno bacterianos solúveis: bactéria libera antígenos no meio, que serão opsonizados, neutralizando sistemas de defesa.
Dano Tecidual: 
Enzimas extracelulares;
Resposta imunológica; 
Competição por nutriente – capacidade de sequestrar principalmente ferro; 
Toxinas. 
Toxinas: mais de 200 toxinas bacterianas conhecidas, 40% causam doença por meio de rompimento da membrana plasmática do hospedeiro. 
	Endotoxinas
	Exotoxinas
	Constituintes da parede celular
	Secretadas por bactérias vivas 
	Genes cromossomais
	Genes extracromossomais – plasmidiais
	Lipopolissacarídeo (G-) > Ác. teicóico (G+)
	Polipeptídeos
	Principalmente G-
	G- e G+
	Relativamente estável
	Termo-estável ou termo-instável
	Fracamente imunogênicas
	Altamente imunogênicas
	Geralmente, moderadamente tóxicas
	Altamente tóxicas
	Produzem febre
	Não produzem febre
Endotoxinas: 
LPS: antígeno O + núcleo polissacarídeo + lipídeo A. 
Lipídeo A (endotoxina): toxicidade inflamação.
Antígeno O/Polissacarídeo: imunogênicidade resposta imunológica, coagulação, atuação de TNF. Varia segundo a espécie. 
Cerne polissacarídico: conservado evolutivamente.
Efeitos: febre, leucopenia, hipotensão, hipoglicemia. 
- Camada de peptino glicano com ácido teicóico de Gram-positivas tem efeitos simulares aos gerados por LPS, entretanto são bem mais moderados. 
Exotoxinas:
Tipo AB (A ativo, B de ligação/Binding)
A + B B se liga a receptor celular endocitose vacúolo A+B se separam A evade vacúolo e atua na célula.
E. coli enterotoxigênica.Toxina termo-lábil (LT): subunidade B se liga a membrana subunidade A atua sobre adenilato ciclase aumento da concentração de AMPc canais iônicos dependentes de AMPc se ativam cloreto no lúmen e sódio na célula diarreia aquosa.
Toxina tetânica (C. tetani).
C. tetani no ambiente Trauma Multiplicação. Produção de tetanospasmina (toxina) Toxina atinge o neurônio motor da medula espinhal Cliva sinaptobrevinas (permitem sinapses inibitórias) Glicina e GABA (neurotransmissores inibitórios) não são liberados Tônus muscular contraído (paralisia espástica).
Toxina chega ao encéfalo ascendendo via medula espinal. 
Toxina butolínica (C. botulinum).
Toxina ou esporos são ingeridos Toxinas passa pelo intestino sem ser destruídas Atingem corrente sanguínea permanecem na junção neuromuscular cliva proteínas que regulam acetilcolinesterase impede liberação pré-sináptica de acetilcolina (excitatório) paralisia flácida. 
- Botulismo alimentar (alimentos enlatados ou peixes em conserva com toxina). 
- Botulismo infantil (a forma mais comum, devido a consumo de alimentos contaminados com esporos que colonizam intestino). 
- Botulismo de lesão. 
- Botulismo de inalação (bioterrorismo). 
Não invade membrana hematoencefálica, todos os sinais causados pela exotoxina advêm do sistema nervoso periférico. 
Toxina colérica (V. cholerae)
Faz ADP-ribosilação da proteína G e ativa a adenilato ciclase e aumenta concentração de AMPc influencia canais e bombas dependentes de AMPc efluxo de cloreto, água e íons (bicarbonato) diarreia secretória. 
Tipo toxinas que lisam membrana: 
- Formam poros.
- Exemplos: 
Leucocidina de S. aureus, que matam leucócitos e promovem esporulação. 
Streptolisinas que lesam capilares sanguíneos e eritrócitos. 
Tipo toxinas: superantígenos
Superantígenos se ligam a TCR pela região externa a fenda MHC, gerando estimulação absurda de células T, o que leva ao choque tóxico. 
Síndrome do choque tóxico. S. aureus. 
Artrite imunomediada por toxina em ratos: Mycoplasma arthritidis. 
Combatendo bactérias: Antibióticos
Era Pré-antibiótica: infecções bacterianas eram causa principal de morte mundialmente Era Pós-antibiótica: aumento da resistência bacteriana. 
A partir de determinado tempo do surgimento de um fármaco, aparecem indivíduos bacterianos resistentes, configurando um ciclo vicioso.
Para a indústria farmacêutica, não é muito rentável investir em novos antibióticos, pois o tempo de pesquisa necessário para que o medicamento seja aprovado é muito longo. 
Descoberta de antibióticos:
Contexto: combate da sífilis, representou uma revolução na medicina. 
Quimioterápicos: compostos sintéticos ou modificados quimicamente que matam ou inibem o crescimento de bactérias: bactericidas ou bacteriostáticos.
Cientista: Paul Erlich produziu o primeiro composto quimioterápico. 
1882 – Estudos com corantes “seletividade”. 1909 – 1910: Salvarsan – compostos arsênicos. Tais eventos demonstram Seletividade: compostos capazes de combater as infecções, mas comprometem atividades fisiológicas. 
Posteriormente: Quinolonas, Sulfonamidas. 
Antibióticos (não quimioterápicos): Compostos naturais (normalmente, produzidos por outros microrganismos) de baixo peso molecular que matam ou inibem o crescimento da bactéria.
Cientista: Alexandre Fleming
1928 – Descoberta da Penicilina.
Exemplos de fármacos produzidos por microrganismos: Penicilina (1928) – Penicillium notatum, Estreptomicina (1944) – Streptomyces griséus.
Microrganismos estão em constante competição por território, alimentação e recursos e, por isso, a produção de antibióticos como metabólitos secundários gera vantagem adaptativa. 
Classificação dos Antimicrobianos
Espectro de Atividade:
Espectro dirigido/direcionado: atividade sobre gram positivas ou gram negativas, por exemplo. 
Amplo espectro: combate de gram positivos e negativos.
Estrutura Química: 
Alfa-lactâmicos, sulfanamidas, aminoglicoídeos etc.
Ação:
Bacteriostático: impede crescimento de colônia. 
Bactericida: gera morte de micróbio.
Bactéria gram negativa: membrana externa de bicamada fosfolipídica – droga deve ser hidrofóbica. 
Bactéria gram positivo: antibióticos permeiam mais facilmente. 
Antibacterianos Comercializáveis:
Classes:
Quinolonas: quimioterápico que atinge grandes concentrações plasmáticas, levando a menor tempo de tratamento. Uso banalizou-se, o que compromete a eficiência dos medicamentos devido aos mecanismos de resistência.
Alvo: DNA girase. 
Ação: inibição da transcrição de DNA lise celular bactericida.
Espectro: Gram positivos e Gram negativos.
Primeira, Segunda e Terceira Geração.
Exemplos: Ciprofloxacina (CIPRO), Norfloxacina, Levofloxacina. 10 Fluoroquinolonas – molecularmente flexíveis.
Sulfonamidas: menos onerosos, eficiência equiparável a quinolonas. Também inibe a transcrição de DNA. 
Exemplo: BACTRIM. 9 Sulfonamidas.
Glicopeptídeos: 
Alvo: N-ácido acetilmuramico, N-acetilglucosamina
Ação: inibe síntese de parece celular lise celular (bactericida). 
Espectro: apenas Gram-positivas, pois seu tamanho impede a passagem pela membrana externa das gram-negativas.
Exemplos: Vancomicina e Teicoplanina 
Staphylococos aureus resistentes.
Aminoglicosídeos: uso tópico devido a nefrotoxicidade (colírios e cremes);
Alvo: subunidade 30 S do ribossomo. 
Ação: inibição da síntese de proteínas. 
Espectro: Gram-positivas e Gram-negativas. 
Resistência a um aminoglicosídeo, normalmente representa resistência a todos. 
8 Aminoglicosídeos. 
Macrolídeos: especialmente sensível Gram positivas em infecções do trato respiratório superior.
Alvo: subunidade 50 S do ribossomo. 
Ação: inibição de síntese de proteínas. 
Espectro: Gram-positivas, pois a estrutura físico química não é compatível com gram-negativo. 
10 Macrolídeos/Lincosamidas.
Tetraciclinas: especial sensibilidade para bactérias extracelulares – Mycoplasma, Chlamydia, Reckettsia
Alvo: subunidade 30 S do ribossomo. 
Ação: inibição da síntese de proteínas. 
Espectro: Gram positivos e Gram negativos. 
12 Tetraciclinas
Polimixinas: peptídeo catiônico; anfifílicos, o que determina toxicidade.
Alvo: membrana citoplasmática. 
Ação: disrrupção por carga positiva.
Espectro: gram-negativas (que têm gordura na membrana externa). 
Exemplo: Colistina (polimixia E). 
Beta-lactâmicos: principal classe
Alvo: Transpeptidases (PBP – Protein Binding Penicillin).
- Transpeptidase (PBP) na membrana interna define o tamanho da parede celular de mureína, pois promove a ligação entre peptinoglicanos. 
Ação: inibem síntese da parede (bactericida).
Espectro: Gram-positivas e/ou Gram-negativas.
Exemplos: 35 Penicilinas, 50 Cefalosporinas, 3 Carbapenems, 1 Monobactêmicos (para pessoas alérgicas a penicilina).
- Estrutura de quadrado indicada pela seta é conservada entre os beta-lactâmicos. 
- Em branco, está a penicilina descoberta por Fleming. 
Penicilina somente funciona para Gram positivos. 
- A inclusão do grupo amino (vermelho) formou aminopeninicilinas/amoxipenicilinas, permitindo ampliação do espectro: 
Amoxipenicilina funciona para Gram positivos e Gram negativos.
Rapidamente, entretanto, a resistência a penicilina e amoxicilina tornou-se muito abrangente. 
- Manipulação no anel em branco, com manutenção de estrutura quadrada:
- Manipulação permite a criação de mais compostos, pois ficam 2 grupos R livres para adição de outros grupos químicos. 
- Primeira, Segunda, Terceira, Quarta e Quinta gerações: com a evolução química das adições, as cefalosporinas criadas vão ampliando o espectro. Atualmente, as cefalosporinas mais utilizadas são as de Terceira Geração. 
- ISBL: Beta-lactase de Amplo Espectro, enzima bacteriana que hidrolisa cefalosporinas de Terceira Geração (e as mais simples). 
Cefalosporina tem amplo espectro e ISBL confere resistência a essa classe.
Para driblar a resistência gerada por ISBL:
 
Carbapenemicos tem amplo espectro e representa última alternativa de tratamento. 
- Muitos outros... 
Mecanismos de ação dos antibióticos:Para memorizar:
	CLASSE
	ALVO
	AÇÃO
	Beta-lactâmicos
	Transpeptidase (PBP)
	Inibe síntese de parede.
	Quinolonas 
	DNA girase
	Inibe transcrição de DNA.
	Sulfonamidas 
	Sintetase de dihidroperoato
	Inibe síntese de ácido fólico e, consequentemente de DNA. 
	Glicopeptídeos
	N-ácido acetilmuramico
N-acetilglucosamino
	Inibe síntese de parede 
	Aminoglicosídeos
	Subunidade 30S do ribossomo
	Inibe síntese proteica
	Macrolídeos 
	Subunidade 50 S do ribossomo
	Inibe síntese proteica
	Tetraciclinas
	Subunidade 30 S do ribossomo
	Inibe síntese proteica
	Polimixinas 
	Membrana plasmática 
	Disrupção
Resistência Bacteriana:
Os genes de resistência a antibióticos foram selecionados muito antes da era de criação dos antibióticos, pois microrganismos pré-históricos já produziam substâncias antibióticas visando a reduzir a competição intra e interespecífica e mecanismos de resistência a tais substâncias sempre foram fundamentais. 
- Como as bactérias poderiam ser resistentes a beta-lactâmicos? 
- Hidrólise do antibiótico: mecanismo enzimático por beta-lactamase (KPC), cujo gene pode estar no cromossomo ou em plasmídeos, passados entre bactérias por conjugação bacteriana. NDM (New Deli Metalolactamase) é uma beta-lactamase proveniente da Índia, que confere super resistência bacteriana. Mais presente gram negativos. 
- Alteração da PBP (transpeptidase): mudança estrutural da enzima, que não atrapalha a atividade da proteína, mas impede que os antibióticos se liguem a ela, pois perdem a afinidade. Principalmente nas gram positivas.
Alternativa: Inibidores de beta-lactamase (análogos aos beta-lactâmicos).
- Exemplos: ácido Calculâmnicoassociado a amoxicilina, sulbactam: associado a penicilina, tazobactam: associado a piperacilina. 
- Beta-lactâmico entra com “inibidor suicida” na célula. A beta-lactamase hidrolisa o inibidor e fica ocupada por ele e o beta-lactâmico fica livre e se liga na PBP, gerando ação do antibiótico. 
Seleção de bactérias resistentes:
Pressão seletiva in vivo: alta densidade populacional (superlotação) + fácil circulação de patógenos + condições de higiene deficientes + amplo uso de antimicrobianos e desinfetantes.
Locais propícios: hospitais, criação intensiva de animais. 
Super Bactérias: 
Bactérias resistentes aos antibacterianos: 
Multirresistentes (MDR) – resistência a algumas classes de atibióticos, 
Resistência Extrema (XDR) – resistente a todas as classes, com excessão do antibiótico Colistina, a presença de tal bactéria em núcleo de assistência médico-hospitalar pode gerar necessidade de fechamento do centro.
Panresistêntes (PDR) – resistência a todas as classes de antibióticos. 
Exemplos: Klebsiella pneumoniae produtora de KPC2 por plasmídios, Pneumonas aeruginosa produtora de IMP1. 
Biofilmes:
Superfície cuja composição é predominantemente de açúcares, produzida por comunidades bacterianas e que gera resistência. 
Antibiótico não consegue permeabilizar pela comunidade o suficiente e os macrófagos perdem capacidade de fagocitose. 
Catéteres ou sondas muitas vezes se colonizam com bactéria que produzem biofilme. 
Antibiograma: Teste de Resistência
- Objetivo: predizer in vitro o que acontecerá in vivo. 
- Usado para assistência terapêutica e epidemiologia.
Método de Diluição: 
- Método quantitativo. 
- Diluição em proporções exponencialmente (exponencial 2) descrescentes de antibióticos em diversos tubos. Exemplo: tubo 1 com 128ug/mL, tubo 2 com 64ug/mL, tubo 3 com 32ug/mL etc. Inoculação de concentração fixa de bactéria em cada um dos tubos com antibióticos diluíduos. Meio de controle: meio com bactéria e sem antibiótico. 
- Cresce bactéria turbidêz.
Em 20 horas, na temperatura de 35 graus: 
Resultado: 4ug/mL é a concentração inibitória mínima. 
- Concentração Inibitória Mínima: menor concentração do antibiótico que inibe o crescimento macroscópico bacteriano (unidade usual no Brasil: mg/L). 
O uso de antibiótico deve ser muito regulado, pois ele vai sendo consumido e se chegar a uma concentração inferior a mínima inibitória, a infecção passa a propagar-se e chega ao pico plasmático. Nesse processo, a bactéria pode adquirir resistência ao antibiótico, o que torna o fármaco ineficiente e pode agravar o caso do paciente. 
MICROSCAN: 
HU/HC utilizam cartões para culturas de biograma. O substrato é hidratado e, por computadorização e automação, toda sensibilidade e resistência microbiana é determinada. 
Difusão de disco: 
Disco de antibiótico vai se difudir no círculo ao redor, formando um halo inibitório. 
- Cobrir placa estéril com bactéria, colocar discos de antibiótico e efetuar leitura em mm (do diâmetro do halo, com régua), espera de 24 horas. 
Exemplo: ampicilina –> diametro de halo menor ou igual a 3mm – resistente/ maior que 17 mm – sensível.
Colônias satélites hipóteses: Cultura polimicrobiana? Contaminação? É possível identificar? Há heterorresistência entre a população? Repetição do teste a partir de cultura satélite – reisolamento, reidentificação.