Bactérias anaeróbicas

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Universidade Federal do Rio de Janeiro 
Campus Macaé 
Enfermagem 
Angie Martinez 
Clostridium 
• São bastonetes gram-positivos. 
• Anaeróbios. 
• Envolvidos em doenças importantes para animais 
e seres humanos. 
 
• As quatro espécies mais importantes são: C. 
tetani, causante do tétano; C. botulinum, causante 
do botulismo; C. perfringens, causa gangrena 
gasosa; Clostridioides difficile, causa 
principalmente problemas em pacientes com 
tratamentos antibióticos prolongados e 
hospitalizados. 
• Produzem esporos. 
Esporos/endósporos 
• São estruturas de dormência, resistência, latência, 
que alguns gêneros de bactérias conseguem 
produzir em resposta a determinadas condições, 
principalmente a falta de carbono e nitrogênio no 
ambiente. 
• Essas estruturas de latência permitem que as 
bactérias se mantenham no ambiente quando as 
condições não são favoráveis. E, no futuro, 
quando os esporos forem ativados, o esporo volta 
à forma vegetativa da bactéria – metabolicamente 
ativa, com a qual consegue se multiplicar e 
manter na natureza. 
 
• No final do processo de esporulação, o endósporo 
é liberado. Contudo, são encontradas muitas 
bactérias no formato roxo – a célula que produziu 
intacta e o endósporo lá dentro. 
 
• Os esporos possuem uma estrutura que confere 
resistência a altas temperaturas, radiação, 
ressecamento, altas pressões, porque possui: 
- Membrana interna, parede de peptideoglicano, córtex 
reforçado de peptideoglicano, uma membrana externa, 
uma capa e o exósporo. 
• Na última imagem mostra o endósporo em 
microscopia eletrônica. Ele possui picolinato de 
cálcio, que confere resistência térmica, proteínas 
e todos os revestimentos. 
Esporulação 
• Durante o processo de formação dos esporos: 
• A forma vegetativa duplica seu DNA; esse DNA 
se torna mais denso e se separam em duas fitas; 
ocorre a formação de um pré-esporo,com uma 
invaginação da membrana; depois tem a 
formação de um septo ao redor do pré-esporo, 
delimitando-o definitivamente; forma-se 
peptideoglicano ao redor; ocorre a deposição do 
exósporo, com a formação do córtex primordial 
entre as duas camadas; a estrutura vai sendo 
desidratada e incorporando cálcio; acúmulo de 
ácido dipicolínico; maturação do esporo com a 
formação das camadas corticais e o 
desenvolvimento da resistência ao calor e aos 
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agentes químicos; finalmente, a liberação e lise 
do esporo. 
 
Germinação 
• No sentido contrário, quando um esporo que está 
no ambiente sofre ativação, vai passar pelo 
processo de germinação, que é a conversão do 
esporo até o estágio metabolicamente ativo – a 
forma vegetativa da bactéria. 
• O core sofre ativação por algum estímulo 
desconhecido – não basta que o ambiente se torne 
rico, porque ele precisa ̈ perceber¨ quimicamente; 
com a presença de nutrientes, após a ativação, ele 
começa a germinar; o esporo começa a liberar 
prótons de hidrogênio, potássio, sódio – 
elementos que estavam acumulados no esporo; 
começa a liberar algumas capas e vai sendo 
hidratado; perde sua resistência; à medida que o 
processo avança ele perde as características que 
conferiam resistência – córtex, core, capas; a 
célula aumenta de tamanho até se tornar idêntica 
à célula original. 
 
As patogêneses do Clostridium, principalmente a do 
tétano e botulismo produzem toxinas durante o estágio 
de esporulação ou germinação. Esses processos são 
importantes durante a patogênese dos Clostridium. 
Características gerais 
• São bacilos gram-positivos esporulados (a 
maioria); 
• Algumas espécies são gram-lábeis – Ao fazer 
uma gram de uma cultura velha/antiga, a parede 
da bactéria pode perder sua resistência e em vez 
de aparecer roxas (como gram-positivas), 
aparecem vermelhas (como gram-negativo). 
• A maioria é não capsulada e catalase -. 
• A maioria é móvel, pela presença de flagelos 
peritríquios. 
• São anaeróbios obrigatórios estritos em sua 
maioria. Alguns podem ser aerotolerantes. 
• São fermentadores e/ou proteolíticos. 
• São ubíquos, amplamente distribuídos na 
natureza: podem estar em solo e vegetações; 
sedimentos marinhos; intestino de vertebrados e 
insetos; 
• Existem mais de 180 espécies e algumas 
subespécies. 
• A maioria é avirulenta – acontece na natureza e 
não está associado a doenças em humanos nem 
animais. 
• Dentro do gênero, as principais espécies que são 
patógenos humanos/animais: 
 
• O Clostridioides difficile pertencia à família 
Clostridium, mas recentemente foi transferido 
para a família Clostridioides. 
- Clostridium tetani 
 
É uma coloração que assemelha a gram-labilidade. 
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• Possui um endósporo oval terminal, formando 
uma estrutura semelhante a raquete de tênis ou 
baqueta. 
• Encontrado no solo em todo o mundo. 
• É móvel, metabolicamente inativo – não fermenta 
carboidratos. 
• Não produz enzimas extra-celulares como 
lecitinase, lipase, caseinase ou outras proteases. 
• Produz a neurotoxina tetânica – TeNT: toxina 
A/B: 
- Porção B: media a ligação a receptores de superfície 
celular de neurônios motores; 
- Porção A: é uma zinco-metaloprotease. Possui atividade 
contra sinaprobrevinas (proteínas chamadas de vamp); 
Toxina codificada por um gene plasmidial. Logo, nem 
todos vão produzir. Mas, todo causante de tétano terá. 
• Outra toxina importante é a Tetanolisina: É uma 
citolisina que se liga ao colesterol de células 
eucarióticas, gerando poros – levando a perda de 
conteúdo e morte da célula. 
Patogênese do tétano 
• Os esporos do C. tetani introduzidos em uma 
lesão com baixo potencial redox (baixa 
concentração de oxigênio). Esses esporos 
começam a germinar na ferida e a forma 
vegetativa vai se multiplicar. A bactéria vai 
produzir a neurotoxina tetânica e liberar por lise 
celular. Essa toxina vai agir nas junções 
neuromusculares dos nervos motores e sofre 
endocitose. Uma vez endocitada nos neurônios, 
sofre um transporte retrógrado nos axônios, ou 
seja, das extremidades para o sistema nervoso 
central. No SNC, a toxina vai se ligar às 
sinaptobrevinas, moléculas nas membranas das 
vesículas sinápticas, bloqueando a fusão das 
vesículas com a membrana e a liberação de 
GABA/GLICINA – neurotransmissores 
relacionados ao relaxamento muscular. 
• Por conta dessa ação, o tétano é uma doença que 
se caracteriza pelo não relaxamento, com 
estímulo contrátil constante. 
• Pode haver 3 formas de tétano: 
➔ Tétano localizado: observam-se espasmos nos 
músculos adjacentes ao sítio da lesão. 
➔ Tétano generalizado: há a introdução de um 
número maior de esporos e produção de grandes 
quantidades de neurotoxina. Observa-se o 
acometimento de várias regiões. Manifestações 
comuns: 
- Trismo: espasmos do m. masseter. 
- Riso sardônico: espasmos dos músculos bucais e faciais. 
 
- Postura opistotônica: espasmos generalizados. 
 
➔ Tétano neonatal: acomete neonatos com a 
contaminação do coto umbilical. Observado em 
mães não-vacinada contra o tétano. 
Prevenção do tétano 
• O tétano tem ocorrência mundial, sendo 
endêmico em muitos países agricultores e 
agropecuários, onde há constante injúria por 
objetos contaminados por esporos. Comum em 
usuários de drogas injetáveis e piercings. 
• A prevenção ocorre por meio da vacina tríplice – 
DTPa: possui toxóide tetânico (toxina tetânica 
inativada); toxóide diftérico e antígenos da B. 
pertussis. 
Tratamento 
• O tratamento é sintomatológico: controle dos 
espasmos e respiração com sedação e utilização 
de bloqueadores musculares. 
• Neutralização da toxina livre com soro antitoxina. 
• Administração de antimicrobianos: metronidazol 
(age em anaerobiose). 
- Clostridium botulinum 
• Causa o botulismo. 
• Doença de veiculação alimentar. 
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• Tem diminuído muito com o avanço das técnicas 
industriais de produção. 
• Bastante ubíqua: ocorre no solo, poeira, 
sedimentos marinhos. 
• Encontrada em agroprodutos frescos ou 
industrializados. 
• Produz esporos ovais subterminais. 
 
• O principal fator de virulência é a neurotoxina 
botulínica: toxina A/B: 
- Porção A: é uma zinco-mataloprotease que se liga às 
sinaptobrevinas/VAMPs. Ao se ligar, inibe a liberação de 
neurotransmissores da mesma forma que a toxina 
tetânica, só que em outra região e com outro 
neurotransmissor. A toxina botulínica inibe a fusão da 
membrana e liberação de acetilcolina nas junções 
neuromusculares. 
- Por não haver a acetilcolina, o indivíduo possui sintomas 
inversos ao tétano: ocorre uma paralisia simétrica flácida 
descentente. Começa da parte mais superior do corpo até 
as extremidades. 
• Manifestações clínicas: Diplopia, disartria, 
disfonia, disfagia, sequelas neurológicas. 
• Se o indivíduo não for diagnosticado e tratado a 
tempo, vai a óbito quando a paralisia atingir os 
músculos respiratórios. 
Variabilidade antigênica 
• Há 7 tipos antigênicos (toxina) de A-G. 
• A espécie pode ser dividida em 4 grupos 
fisiológicos: 
- Grupo I: proteolíticas, produtoras de toxinas A, B ou F. 
- Grupo II: não proteolíticas, produtoras de toxinas B, E 
ou F. 
- Grupo III: produtoras de C e D. 
- Grupo IV: produtora do tipo G. Descrita na Argentina. 
Não causa doença em humanos ou animais. 
• Toxinas: 
- Toxinas A, B, E e F: são as principais causas de 
botulismo em seres humanos. 
- Toxinas C e D: botulismo em aves e mamíferos. 
• Outro fator de virulência é a produção de 
exoenzimas C3, que vão ribosilar proteínas 
importantes envolvidas na sinalização celular. 
Pertencem à família Rho: mono ADP-ribosilam 
RhoA, RhoB e RhoC (GTPases). 
Botulismos 
• Botulismo clássico/alimentar: 
- Antes era mais associado a alimentos industrializados. 
Só que ao detectar essa patologia, a indústria começou a 
melhorar a produção, fazer adição de conservantes e 
evitar a germinação e contaminação por esporos. Diante 
disso, atualmente é encontrado com mais frequência em 
alimentos caseiros. 
 
- Ao colher alimentos de solo contaminado, esse alimento 
também se encontrará com os esporos. Ao embalar/selar 
em ambiente anaeróbio, fica ideal para o esporo germinar 
e produzir a toxina botulínica. Por isso, há uma incidência 
maior em países de clima temperado – onde há restrição 
de produção de alimento fresco e tendência a consumir 
mais produtos enlatados. 
- Contaminação: A pessoa ingere a toxina botulínica pré-
formada. O esporo germina no alimento, a bactéria se 
torna metabolicamente ativa e começa a produzir a toxina 
botulínica. A pessoa ingere o alimento sem cozinhar, 
junto com a toxina. No duodeno e jejuno, a toxina é 
absorvida e chega à corrente sanguínea. Atinge as 
sinapses colinérgicas periféricas, se liga às 
sinaptobrevinas e bloqueia a liberação da acetilcolina. A 
partir disso, começa a paralisia aguda flácida. 
• Botulismo infantil: 
- Manifesta-se de 3 semanas a 6 meses de vida. 
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- Está muito associado a ingestão de mel, por ser um 
produto de origem animal, os quais entram em contato 
com vários ambientes possivelmente contaminados. 
- Nos adultos, a microbiota intestinal protege da 
colonização por Clostridium botulinum. Nos bebês, não. 
- O bebê ingere o mel com esporos. A bactéria chega até 
o intestino, germina, coloniza e produz a toxina botulínica 
no intestino grosso, onde é absorvida; chega na corrente 
sanguínea, vai até as terminações nervosas periféricas nas 
junções neuromusculares dos neurônios motores; liga-se 
às sinaptobrevinas, bloqueia a liberação de acetilcolina e 
gera paralisia aguda flácida. 
 
• Botulismo após colonização em adultos: rara. 
- Sob determinadas alterações na anatomia, fisiologia e 
microbiota intestinal do adulto, pode haver a colonização 
em adultos semelhante ao botulismo infantil. 
- Causa paralisia flácida. 
• Botulismo de lesão: muito rara. 
- Pode estar associada à entrada do esporo por 
traumatismos, uso de drogas injetáveis. 
- A germinação acontece na ferida e a produção da toxina 
botulínica. 
- Geralmente em adultos jovens do sexo masculino. 
- Paralisia local. 
• Botulismo por inalação da neurotoxina 
botulínica: 
- Uma vez inalada, a toxina botulínica pode causar 
paralisia flácida fatal. 
- Essa inalação foi relatada em acidentes com veterinários 
alemães. 
- Estudado como arma biológica, já que é uma toxina 
muito potente. Colocado em contato com um número 
grande de pessoas pode causar mortalidade em massa. 
Prevenção 
• Inibição da multiplicação bacteriana e da 
produção da toxina ao produzir corretamente os 
alimentos, mantê-los em temperaturas baixas, 
adição de conservantes e preservantes, redução 
do pH, inativação térmica da toxina. 
• Vacina: composta por toxóides das toxinas A e E. 
Recomendada para bacteriologistas que 
manipulam a bactéria. 
Tratamento 
• Suporte ventilatório. 
• Uso da antitoxina tri, penta ou heptavalente. 
• Não é recomendada a antibioticoterapia. 
• A toxina botulínica é amplamente utilizada para 
fins estéticos. Além disso, existe o uso 
terapêutico da toxina para tratamento de 
espasmos (Parkinson), hiperatividade, 
hiperhidrose, estrabismo. 
- Clostridium perfringens 
• Espécie do gênero mais isolada de processos 
infecciosos endógenos. 
• Possui uma virulência um pouco mais 
exacerbada. 
• Produz: 
- Enterotoxina citotóxica – CPE: Essa toxina uma vez 
produzida, no intestino delgado (íleo especificamente) vai 
causar alteração em moléculas de permeabilidade de 
membrana, levando a uma hipersecreção de fluidos no 
lúmen intestinal, causando então uma diarreia. 
- Toxinas letais: 4 tipos. 
Alfa-toxina, lecitinase ou fosfolipase C: hidrolisa a 
fosfatidilcolina e esfingomielina, presentes nas 
membranas células eucarióticas. Ela é hemolítica, ou seja, 
destrói plaquetas e leucócitos. Também aumenta a 
permeabilidade celular. Codificada por um gene 
cromossômico e, portanto, ela é produzida por todas as 
linhagens. 
Outras 3 toxinas letais: Beta, Épsilon e Iota: produzidas 
por genes plasmidiais. 
- Toxina Ômega: protease. 
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- Toxina Kappa: colagenase. 
- Toxina Micra: hialuronidase. 
• O C. perfringens possui 5 sorotipos de A a E, de 
acordo com a produção das toxinas: 
- Sorotipo A: associado à microbiota intestinal de seres 
humanos e outros animais e solo. Agente da maioria das 
infecções causadas pelo gênero em seres humanos. 
- Sorotipos B, C, D e E: associado à microbiota intestinal 
de animais. Ocasionalmente humanos. 
O perfringens está envolvido com na etiologia de 
infecções endógenas e síndromes histotóxicas (gás e 
necrose). 
Doenças 
• Gangrena gasosa ou mionecrose: 
 
- Associada a traumas, cirurgias, penetração de corpos 
estranhos infectados. 
- Fatores de risco: insuficiência vascular e infecção 
polimicrobiana. 
- A Alfa-toxina vai causar uma destruição muscular 
progressiva com toxicidade sistêmica. É uma doença que 
evolui muito rápido. 
- O Clostridium é o principal causador, mas pode haver 
outras espécies envolvidas: 
 
• Infecção alimentar: 
- Causada pelo sorotipo A: doença intestinal branda, 
bastante comum. 
- Diarréia aquosa com espasmos intestinais. Evolução 
benigna. 
- Incidente em indivíduos idosos hospitalizados. 
- Para que se desenvolva a doença precisa haver uma dose 
infecciosa alta, no mínimo 100000000 células 
enterotoxigênicas. 
- Associada à contaminação de alimentos proteicos de 
origem animal. 
- Contaminação: principalmente por carne bovina e 
aviária contaminada poresporos; com manipulação 
prolongada, acontece germinação dos esporos no 
alimento e multiplicação; ingestão do alimento. Uma boa 
parte das bactérias morre no estômago. A parte que 
sobrevive chega até o intestino, onde esporulam e durante 
o processo de esporulação h[a a liberação da toxina CPE 
e lise celular da bactéria, liberando a toxina e o esporo. A 
toxina causará diarréia branda, já que a toxina não está 
sendo em grande quantidade, pois muitas bactérias 
morreram até chegar no intestino. 
Tratamento e prevenção 
• Gangrena gasosa: fazer debridamento cirúrgico 
do tecido necrosado; Terapia hiperbárica – local 
com concentrações de oxigênio altíssimas, o que 
é letal para essas bactérias; Antioticoterapia com 
penicilina + clindamicina ou com metronidazol. 
• Infecção alimentar: fazer imediata refrigeração 
dos alimentos processados (carnes); fazer 
reaquecimento a mais de 75 graus no seu interior, 
para matar as bactérias no seu interior. 
- Clostridioides difficile 
• Bactéria extremamente avirulenta, mas que pode 
causar doenças em seres humanos sob condições 
específicas. 
• Bastante ubíqua: pode ser encontrada no 
ambiente em solos, rios, lagos e vegetais. 
• Descrita inicialmente na microbiota do mecônio 
– primeiro cocô dos bebês. 
• Os seres humanos são portadores assintomáticos. 
• Gram lábil, com esporos ovais subterminais. 
 
• É fermentador, produz gelatinase. 
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• O agente de infecção hospitalar mais frequente 
em diarreias associadas ao uso de 
antimicrobianos: 
- O indivíduo está hospitalizado, fazendo o uso de 
antimicrobianos, a microbiota fica alterada e essa bactéria 
de beneficia. 
• Produz toxinas tcdA e tcdB, do tipo A/B: 
- tcdA: enterotoxina que causa uma inflamação intensa do 
epitélio intestinal. 
- tcdB: citotoxina que age em vários tipos de célula. 
Ambas as toxinas fazem glicosilação de proteínas Rho 
(GTPases), envolvidas na ordenação de filamentos de 
actina e na transdução de sinal dentro da célula. 
Patogênese 
• O indivíduo pode ser portador ou não da bactéria, 
mas se encontra hospitalizado fazendo uso de 
antibióticos de amplo espectro. Vai ter uma 
alteração da microbiota intestinal; há a presença 
da bactéria no intestino ou ele ingere os esporos; 
os esporos germinam no intestino delgado; 
colonizam o cólon (se já estiverem na microbiota, 
gera uma ¨bagunça¨ com o aumento); há uma 
síntese em maiores quantidades das toxinas A e 
B, causando danos à mucosa e inflamação; leva à 
hipersecreção de fluidos e aumento da 
permeabilidade da mucosa intestinal; causa 
diarreia. 
• Se não tratado, o sistema imune responde com 
uma liberação intensa de citocinas; há a formação 
de uma pseudomembrana – o intestino grosso fica 
todo revestido por essas placas, levando a uma 
enterocolite intensa. 
 
• Logo, o indivíduo pode ser: 
- Portador assintomático; 
- Ter diarreia; 
- Pode evoluir para uma colite pseudomembranosa, com 
formação de megacólon, podendo avançar para 
perfuração intestinal e até septicemia. 
Tratamento 
• Suspensão do antimicrobiano indutor; 
• Reposição de líquidos e eletrólitos; 
• É uma doença autolimitada na maioria das vezes; 
• Tratamento com metronidazol ou vancomicina, 
para reduzir a população dessa bactéria e 
restabelecer a microbiota – recomendam-se 
probióticos.