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Número de surtos por agente etiológico (2000-2013) Fonte: Brasil (2013) ENTEROBACTÉRIAS Ciclo Fecal-Oral Ampla disseminação no ambiente Qualidade da água Historicamente Presença de microrganismos Contaminação Microrganismos indicadores COLIFORMES Indicativo de má qualidade microbiológica X COLIFORMES FECAIS Indicativo da presença de patógenos ENTEROBACTÉRIAS Indicadoras/Deteriorantes Grupo coliforme Patogênicas Salmonella Yersinia enterocolitica Shigella Escherichia coli ENFOQUE EPIDEMIOLÓGICO Grupo COLIFORMES Escherichia Enterobacter Klebsiella Serratia Citrobacter Grupo COLIFORMES Não necessariamente intestinais Fontes ambientais deteriorantes de alimentos indicam contaminação higiene do processo de produção Grupo COLIFORMES Bastonetes Gram-negativos, não-esporulados, anaeróbios facultativos, capazes de fermentar a lactose dentro de 48 horas, com produção de gás, em caldo verde-brilhante a 35ºC COLIFORMES FECAIS (= termotolerantes, a 45ºC) Adaptados ao intestino Escherichia coli Indicam contaminação fecal Sugerem presença de patógenos COLIFORMES FECAIS (= termotolerantes, a 45ºC) Coliformes capazes de fermentar a lactose dentro de 24 horas, com produção de gás, em caldo EC a 44,5-45,5ºC Maior (e mais variado) grupo de bacilos Gram-negativos (indistinguíveis entre si pela morfologia) Microbiologia clínica (± 20 espécies 95% das infecções) 35% das septicemias, 70% das ITUs, infecções gastrintestinais, meningite. Habitat: São ubiquitários (solo, água, vegetação, microbiota do trato intestinal de animais e homem) (coliformes termotolerantes) FAMÍLIA: Enterobacteriaceae Sítios de infecções com membros da família Enterobacteriaceae listados em ordem de prevalência Família Enterobacteriaceae Shigella Salmonella Yersinia Escherichia coli Klebsiella pneumoniae Proteus Serratia Enterobacter Morganella Providencia Patógenos primários Organismos capazes de causar doenças sempre Patógenos oportunistas Organismos que podem causar doenças em determinadas condições ou em alguns hospedeiros (mais de 46 gêneros, centenas de espécies e subespécies (263) e milhares de sorotipos) (Diferenciados por: Propriedades bioquímicas, estruturas antigênicas e hibridização e sequenciamento de ácidos nuclêicos) Enterobacteriaceae Origem das doenças por Enterobactérias Reservatório animal (Salmonella, Yersinia) Carreador humano (Shigella, Salmonella Typhi) Transmissão endógena (E. coli) (ou veiculada) Doenças em animais de produção e estimação Diarréias (Doenças intestinais), Sepsis,e meningites em recém nascidos até processos como mastites, abortos, infecções nos tratos urogenital e respiratório (Doenças extraintestinais). Estrutura antigênica das Enterobactérias 100 tipos 85 tipos >170 tipos Fimbria Bacilo Gram negativo Membrana externa com lipopolissacarídeo (LPS) (Endotoxina-Fator de Virulência das Gram negativas) Peptideoglicano Composição de uma unidade de LPS Polissacarídeo Manifestações sistêmicas das infecções por Gram negativas: Ativa o complemento, liberação de citocinas, leucocitose, trombocitopenia, coagulação intravascular disseminada (CID), febre, diminuição da circulação periférica, choque e morte. (Polissacarídeo O) (Core) Fatores de Virulência Fímbrias (Adesinas): Variadas (ex. Tipo 1 é a mais comum) e com especificidade para algumas hospedeiros. E.coli K88-Leitões, K99-Bezerros, CFAI e CFAII-Humanos) Sistemas de secreção de enzimas hidrolíticas e proteínas de patogenicidade (T1SS, T2SS, T3SS, T4SS, T5SS e T6SS) (Yersinia, Salmonella, Shigella, EPEC) Obs: São 6 tipos Os tipos I e IV Bactérias G(+) e G(-) Os tipos II, III, V e VI Bactérias G(-) Na ausência do T3SS a bactéria perde sua virulência Fatores de Virulência A. Esquema do sistema de secreção tipo III, aqui apresentado com dois anéis atravessando a membrana e a agulha surgindo da superficie da bactéria. As proteinas efetoras e translocadoras estão estocadas. B. Esquema do SSTT em operação. As proteinas translocadoras formam um poro na membrana da célula alvo e as proteinas efetoras são translocadas para o citosol da célula alvo. C. Microscopia eletrônica da superficie de bactéria com agulhas do SSTT. Baseado, com modificações, em Troisfontaines P. and Cornelis G. R., Physiology, 20:326-339, 2005 Fatores de Virulência Variação de fase antigênica: Antígenos capsulares K e flagelares H estão sob controle genético do micro-organismo e podem ser expressos alternadamente (variação de fase) Isto protege a bactéria da morte mediada pelo anticorpo. Sideróforos (ex. enterobactina e aerobactina) e Hemolisinas Fatores de Virulência Enterobactina de E. coli Hemolisinas (α e β) Fatores de Virulência Produção de bacteriocinas Colicinas, Marcescina. Exotoxinas Exemplos: Enterotoxinas (LT e ST) de um sorotipo de E.coli (ETEC): secreção de água e cloretos e inibe reabsorção de sódio Diarréia aquosa Klebsiella pneumoniae – Algumas cepas podem produzir doenças no aparelhos intestinal (enterotoxinas), respiratório e genital em animais) (Ex. Metrites em equinos). Shigella dysenteriae Exotoxina Ação de enterotoxina e neurotoxina. O triunfo da morte, Pieter Bruegel, 1562 Peste negra = peste bubônica Séc XIV: Europa 25 e 75 milhões de mortes Yersinia pestis Infecções alimentares Y. enterocolitica Y. pseudotuberculosis Taxonomia Gênero Yersinia 11 espécies Y. pestis Y. enterocolitica Y. pseudotuberculosis Y. frederiksenii, Y. kristensenii, Y. intermedia, Y. aldovae, Y. rohdei, Y. bercovieri, Y. mollaretti, Y. ruckeri Características Yersinia enterocolitica ICMSF, 2002 Grupo de risco II “Sério perigo, não representando ameaça de morte e normalmente não deixando sequelas, mas incapacitando por períodos moderados” Características Psicrotróficas Crescimento ótimo a 22-29ºC Crescem sob temperaturas de refrigeração Crescimento: -2ºC a 45ºC Características Anaeróbia facultativa Risco em embalagens com ATM ou vácuo Resistentes no ambiente Não toleram altas temperaturas Epidemiologia Transmissão Via fecal-oral Água e alimentos contaminados Contato com indivíduos/animais infectados Epidemiologia Gastrenterite veiculada por alimentos Sintomas Diarréia aguda e febre (crianças) Dor abdominal Linfadenite mesentérica aguda (~ apendicite) Infecção sistêmica Diarreia sanguinolenta (10-30%: crianças) Principais surtos de yersiniose - Gênero Shigella Apenas 4 espécies S. dysenterie S. flexneri S. boydii S. sonnei DISENTERIA BACILAR CLÁSSICA Gênero Shigella Bastonetes Gram-negativos Imóveis Foto: http://pt.wikipedia.org/wiki/Shigella Gênero Shigella Lactose-negativas Tº Crescimento: 10 a 48ºC Ótima de 37ºC pH 5-8 Mariscos, crustáceos Frutas, vegetais Leite, ovos e farinha Reservatório Homens Primatas Patogenia Produção de ShigaToxina (citotóxica) inibe a síntese protéica dentro da célula compromete transporte de eletrólitos liberação de fluidos no lumen intestinal destruição de células epiteliais Invasão celular Patogenia Patogenia http://epidemiologiamolecular.com/wp- content/uploads/2009/02/clip-image021.gif http://antares.ucpel.tche.br/atlas/sistemas/ digestivo/images/15-1.jpg Sintomas Dose infectante Estado imune Arsenal genético Diarréia leve Disenteria cólicas abdominais, desidratação febre, fezes sanguinolentas (com pus e muco) Sintomas Espasmos dolororosos PI = 1 a 7 dias Epidemiologia Via oral-fecal Má higiene e contato pessoal Contaminação de alimento e água = má higiene Profilaxia Melhoria da qualidade da água Destino adequado de lixos e dejetos Higiene pessoal e alimentar Orientações e campanhas específicas Colégios Creches Hospitais Penitenciárias Histórico 1885: Escherichi Isolamento do agente da cólera Bacterium coli commune (= bactéria comum em diarréia) E. coliBactéria anaeróbia facultativa da flora intestinal de animais de sangue quente Maioria das cepas = não patogênicas ENFOQUE EPIDEMIOLÓGICO = PATOGÊNICAS E. coli patogênica Histórico recente Patógeno: 1971 veiculada por alimentos queijos importados para os EUA 400 casos de gastrenterites (EIEC) E. coli patogênica 4 TIPOS Enteropatogênicas Enteroinvasivas Enterotoxigênicas Enterohemorrágicas EPEC EIEC ETEC EHEC E. coli ENTEROTOXIGÊNICA (ETEC) 1960: primeiros trabalhos ETEC x diarréia Enterotoxinas Termolábil (LT): 60°C/30 minutos Termestável (ST): 100°C/15 minutos E. coli ENTEROTOXIGÊNICA (ETEC) DIARRÉIA DOS VIAJANTES Diarréia: 10 a 50% dos viajantes Duração: 2 a 3 dias Diarréia profusa e aquosa Desidratação Febre, mal-estar e náusea Choque E. coli ENTEROTOXIGÊNICA (ETEC) Patogenicidade estino delgado) Ingestão Adesão ao epitélio (int Colonização Produção de toxina Diarreia FÍMBRIA TIPO III FÍMBRIA TIPO I (CFA) E. coli ENTEROTOXIGÊNICA (ETEC) Patogenicidade Ingestão Adesão ao epitélio Colonização Produção de toxina Diarreia PRODUÇÃO DE ENTEROTOXINAS Termolábil (inat. a 60ºC/30’) Termo-estável (resist. a 100ºC/15’) Sta; Stb E. coli ENTEROTOXIGÊNICA (ETEC) Patogenicidade Ingestão Adesão ao epitélio Colonização Produção de toxina Diarreia E. coli ENTEROPATOGÊNICA (EPEC) 1ª a ser descrita: 1945 Diarreia na infância Principal causa no Brasil Sorogrupos O55 e O11 E. coli ENTEROPATOGÊNICA (EPEC) Diarreia severa Até 14 dias Acompanhada de vômitos e febre PI = 17 a 72 horas Duração da doença: 3 dias E. coli ENTEROPATOGÊNICA (EPEC) Patogenicidade Diarreia severa Lesão do epitélio intestinal Intestino delgado E. coli ENTEROPATOGÊNICA (EPEC) Patogenicidade Adesão Fímbrias Adesão de umas células às outras E. coli ENTEROPATOGÊNICA (EPEC) Patogenicidade Aderência ao enterócito Intimina Proteína da EPEC com um receptor na superfície do enterócito Ligação íntima da EPEC com a membrana celular induz alteração estrutural no enterócito E. coli ENTEROPATOGÊNICA (EPEC) Patogenicidade Lesão Desaparecimento das microv Formação de pedestais E. coli ENTEROPATOGÊNICA (EPEC) Patogenicidade Diarreia Desaparecimento das microvilosidades E. coli ENTEROPATOGÊNICA (EPEC) Epidemiologia Reservatórios Humanos Pode ocorrer em bovinos e suínos PI = 9 a 10 horas Via oral-fecal Geralmente acomete crianças E. coli ENTEROPATOGÊNICA (EPEC) Epidemiologia Alimentos Carne crua Qualquer alimento exposto à contaminação fecal E. coli ENTEROPATOGÊNICA (EPEC) Epidemiologia Surtos BR: 30% dos casos de diarreia aguda em crianças E. coli ENTEROINVASIVA (EIEC) Invasão células do cólon Patogenia semelhante à Shigella Clinicamente indistinguíveis Dose infectante maior EIEC: 106 células Shigella: 10 a 100 células E. coli ENTEROINVASIVA (EIEC) Patogenicidade ~ Shigella São imóveis E. coli ENTEROINVASIVA (EIEC) Sintomas Febre Câimbra abdominal Diarreia profunda Disenteria PI = 8 a 24 horas E. coli ENTEROINVASIVA (EIEC) Epidemiologia Água ou alimentos contaminados Contato pessoal Surtos 1971: EUA: Queijo Camembert (380 casos) – água na produção 1981: Salada de batata (cruzeiro) – manuseio E. coli ENTEROHEMORRÁGICA (EHEC) Histórico 1983: EUA Surto de diarreia Hambúrguer Sorotipo O157:H7 E. coli ENTEROHEMORRÁGICA (EHEC) Histórico Entero-hemorrágica E. coli produtora de toxina de Shiga E. coli ENTEROHEMORRÁGICA (EHEC) Epidemiologia Reservatório Gado (principalmente), galinhas, porcos e carneiros Contaminação de carnes frescas em açougues Hambúrguer Processo de fabricação Águas de recreação, alface, frutas, sucos fermentados E. coli ENTEROHEMORRÁGICA (EHEC) Epidemiologia Produção de toxinas – 24 horas 21-37°C E. coli ENTEROHEMORRÁGICA (EHEC) Patogênese 3 síndromes Colite hemorrágica Síndrome hemolítico-urêmica (15%) Púrpura trombocitopênica-trombótica Mecanismo semelhante ao de EPEC ADESÃO COLONIZAÇÃO LESÃO E. coli ENTEROHEMORRÁGICA (EHEC) Patogênese 3 síndromes Colite hemorrágica Síndrome hemolítico-urêmica Púrpura trombocitopênica-trombótica (TTP) Produção de Toxina de Shiga (Stx) FORTES DORES ABDOMINAIS DIARRÉIA SANGUINOLENTA PI = cerca de 4 dias Sintomas = entre 3 e 7 dias E. coli ENTEROHEMORRÁGICA (EHEC) Patogênese 3 síndromes Colite hemorrágica Síndrome hemolítico-urêmica Púrpura trombocitopênica-trombótica (TTP) Hemorragias Anemia aguda E. coli ENTEROHEMORRÁGICA (EHEC) Epidemiologia Diarreia em crianças Regiões carentes em saneamento Hábitos inadequados de consumo Contaminação por água e alimentos Bacilos Gram negativos (0,3 a 1 x 1 a 6 µm) Escherichia coli. (Ann C. Smith, University of Maryland, College Park, MD) Klebsiella pneumoniae (Ann C. Smith, University of Maryland, College Park, MD) Não esporulados Características Gerais Maioria possui flagelo (peritríquios) (AgH) (exceções Klebsiella, Shigella, Yersinia e alguns sorotipos de salmonelas Características Gerais Catalase positivas São oxidase negativas Oxidação do Citocromo C pelo O2 Parafenilenodiamina é oxidado pela enzima adquirindo cor vermelha Pseudomonas (+), Enterobactérias (-) Características Gerais Características Gerais Bactérias Gram negativas Cocos Neisseria meningitidis, N. gonorrhoeae Cocobacilos Haemophylus influenza , Pasteurella, Brucella, Bordetella pertussis. Bacilos Víbrios Campylobacter jejuni, Vibrio cholerae Oxidase + Pseudomonas, Acinetobacter Lactose + Rapidos fermentadores da lactose Klebsiella, E. coli, Enterobacter Fermentam lactose lentamente Citrobacter, Serratia, outros Lactose - Não Fermentam lactose Shigella, Salmonella, Proteus, Yersinia e outros Enterobactérias Oxidase - Glicose + Quimio-organotróficos Fermentacão Respiracão aeróbia (Facultativos) Respiracão anaeróbia Sensíveis a luz solar, dessecação, pasteurização e desinfetantes Morfologia da colônia no Agar Sangue é de pouco valor pois são colônias muito parecidas (exceto Klebsiella - Mucóide) Características Gerais Klebsiella pneumoniae Agar Sangue E. coli Agar Sangue e MacConkey Meios diferenciais e seletivos Avaliação inicial (MacConkey, XLD (XILOSE LISINA DESOXICOLATO), Hoektoen Entérico (HE) Meios de cultura Ágar sangue ou chocolate: não seletivo Ágar MacConkey : meio seletivo Inibidores: sais biliares e cristal violeta, inibem o crescimento de gram positivas Lactose como único carboidrato Lac positiva: colônias vermelhas ou “pink” Lac negativas: colônias incolores, transparentes Colônias de E. coli em ágar MacConkey E. coli Proteus As bactérias fermentadoras de lactose desenvolvem uma coloração vermelha no meio Mac Conkey. E. coli em ágar MacConkey Meios de cultura Ágar Eosina azul de metileno (EMB) Presuntivo para Escherichia coli Inibidores e indicadores de fermentação: eosina e azul de metileno, inibem o crescimento de Gram positivas Fermentadores de lactose / sacarose formam colônias verdes metálica – E.coli Fermentadores fracos produzem colônias de cor púrpura. Ex. Klebsiella Não fermentadoras formam colônias transparentes. Ex Proteus, Salmonella e Shigella. Ágar EMB Lactose positiva Meios de cultura Ágar SS : Específicos para Salmonella , Shigella e Yersínia enterocolítica Possui componentes (sais de bile, verde brilhante e citrato de sódio) que inibem o crescimento de Gram positivos e coliformes. Meios de cultura Ágar SS : A incorporação de lactose ao meio permite diferenciar se o microrganismo é lactose positiva (resultando na formação de colônias de cor rosa) e lactose negativa. Indicador de pH: vemelho neutro Tissulfato de sódio e o citrato férrico permitem a detecção de H²S evidenciado por formação de colônias de cor negra no centro específica de Salmonella spp. Ágar SS Lactose positiva Meios de cultura Ágar Hektoen Isolamento de Salmonella e Shigella Possui elevada concentração de sais biliares que inibem o crescimento de bactérias gram + e retarda crescimento deoutros coliformes Alteração de cor pela mudança de pH pela fermentação de carboidratos Tiossulfato de sódio e citrato de amonio férrico para detecção de produção de H2S Ágar Hektoen Salmonella spp. Shigella spp. Provas bioquímicas Após a realização da cultura, o exame macroscópico e a confirmação da pureza da cultura, uma colônia pode ser identificada com a ajuda de meios presuntivos de identificação, tais como: Meio de Triple Sugar Iron (TSI), EPM MILi Rugai ou Rugai modificado por Pessoa e Silva (Meio de IAL). Prova de Citrato de Simmons TSI Para diferenciar os bastonetes gram negativos, utilizando para isso a fermentação de carboidratos e produção de sulfeto de hidrogênio Meio de cultura Tríplice açúcar e ferro (TSI) Fermentação de glicose(0,1%), lactose e sacarose(1%) Tiossulfato de sódio (substrato para a produção de H2S) Sulfato de ferro para a verificação do produto final. Produção de gás Indicador de pH: vermelho de fenol Ph neutro – vermelho Ph ácido - amarelo Meio de cultura Tubo amarelo e superfície vermelha: só a glicose foi fermentada Tubo amarelo e superfície amarela: Ocorreu a fermentação da lactose e/ou da sacarose, superior a da glicose. Produção de gás: Nota-se pela ocorrência de rachaduras no meio de cultura. Produção de H2S: Ocorre enegrecimento, principalmente na zona intermédia do cilindro. Tubo vermelho e superfície vermelha ou inalterada: Não ocorreu fermentação dos hidratos de carbono presentes no meio, nem produção de gás ou de H2S. TSI Provas bioquímicas Meio MILi (motilidade, Indol e Lisina) Motilidade – crescimento apenas na linha de picada = motilidade negativa Descarboxilação da lisina: Produção do indol Meio EPM (Escola Paulista de Medicina) Glicose Produção de gás Produção de H2S Hidrólise da uréia Fenilalanina Motilidade Motilidade + Motilidade - Se a bactéria possuir flagelos, ocorrerá turvação do meio citrato RUGAI MODIFICADO ( IAL ) Descarboxilases Enzimas capazes de reagir com a porção carboxílica (COOH) dos aminoácidos Cada enzima decarbolixase é específica para um aminoácido. Aminoácidos testados rotineiramente na identificação de Enterobacteriaceae: Lisina → cadaverina Ornitina → putrescina Arginina → citrulina . A citrulina é em seguida convertida em ornitina, que, a seguir, sofre decarboxilação formando putrescina. Teste de descarboxilação da lisina Verifica a capacidade de um microorganismo em descarboxilar o aminoácido lisina com consequente alcalinização do meio de cultivo. Positividade para coloração do meio púrpura e turvo Produção de Indol Produção de Indol Descarboxilação do triptofano Determina a habilidade de um determinado microorganismo em produzir o indol a partir da molécula de triptofano. Triptofanase H2O Triptofano Indol + AC. Pirurvico + amônia P-dimetil-amino benzaldeído (reativo de Kovacs) Produção de Indol E coli Teste de produção do sulfeto de hidrogênio (H2S) As bactérias podem metabolizar aminoácidos que tem enxofre ou degradar o tiossulfato de sódio (substrato) em um ambiente ácido com produção de gás H2S, que é incolor. O H2S reage com componentes do meio produzem coloração negra Prova do Citrato de Simmons Serve para saber se a bactéria é capaz de utilizar o Citrato de sódio como única fonte de carbono; Deve ser semeado em primeiro lugar Cor verde : citrato negativo Cor púrpura: citrato positivo Citrato de sódio hidróxido de amônia (aumenta o pH) (muda a cor do meio) Prova do Citrato de Simmons Klebsiella pneumoniae Prova positiva Prova negativa Quando as bactérias metabolizam o citrato, alcalinizam o meio. O pH básico faz o meio, que antes apresentava- se verde, ficar azul, devido ao indicador azul de bromotimol. Inocular na superfície E coli - TESTES\ESPÉCIES Escherichia coli Salmonella Shigella dysenteriae Shigella sonnei Klebsiella pneumoniae Klebsiella rhinoscleromatis Enterobacter cloacae Enterobacter aerogenes Hafnia spp. Serratia marcescens Proteus vulgaris Proteus mirabilis GLICOSE GÁS + + - - + + + + + d + + ARABINOSE + + + + + + + - - - LACTOSE +* D - (+) + - + + - - - - MALTOSE + + +- +- + + + + + + + - MANITOL + + - + + + + + + + - - SORBITOL + + + + + + - - - - SACAROSE d - - (+) + + + + -x + + (+) TREALOSE + + + + + + + + (+) + CITRATO - + - - + - + + + + +- +(+) MALONATO - D - - + + d + +- - - - VERMELHO DE METILA + + + + - + - - - - + + VOGES-PROSKAUER - - - - + - + + + D d d REDUÇÃO DE NITRATO + + + + + + + + + + + + HIDRÓLISE DE GELATINA - D - - (d) (d) (+) ((+)) - + + + PRODUÇÃO H2S - + - - - - - - - - + + INDOL + - d - d d - - - - + - LISINA + + - - - - - + + + d d UREASE - - - - - - (d) (d) - - + + FENILALANINA - - - - - - - - - - + + MOTILIDADE +- + - - - - + + + + + + D = diferentes reações em diferentes espécies de um gênero d = diferentes reações em diferentes isolados (d) = diferentes reações em diferentes isolados tardiamente X = reações tardias e irregularmente positivas (mutantes) (+) = reações tardias, mas sempre positivas ((+)) = liquefação muito lenta DIFERENCIAÇÃO BIOQUÍMICA DE ENTEROBACTÉRIAS Fonte: Manual BERGEY 8ª edição)
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