Patogenicidade Bacteriana

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Patogenicidade Bacteriana 
 
Características 
1. Infecção; 
2. Doença; 
3. Fatores de virulência; 
4. Patogenicidade. 
Teoria do germe da doença: os 
microrganismos podiam causar 
doenças. 
‘’O ácido carbólico (fenol) era um 
efetivo agente antisséptico’’. 
Joseph Lister. 
‘’Um microrganismo realmente 
causa doenças ➔ bacillus 
antracis’’. Robert Koch. 
Introdução 
❖ Pouquíssimos microrganismos são 
sempre patogênicos; 
❖ Alguns microrganismos são 
potencialmente patogênicos; 
❖ Maioria dos microrganismos não 
são patogênicos. 
PATOGÊNICO = capaz de causar doença 
 
Infecção ≠ doença 
Colonização (ou infecção): utilizado 
para indicar a presença e 
multiplicação de um microrganismo 
em um hospedeiro, que não 
apresenta sinais e sintomas clínicos 
de doença. 
Doença: ocorre quando se verifica 
uma alteração do estado normal 
 
 
 
 
do organismo ➔ alteração da 
homeostase. 
• Nem sempre a 
colonização/multiplicação dos 
microrganismos vai causar 
doenças; 
• Infecção pode existir sem doença 
detectável; 
• Tanto a colonização quanto a 
doença resultam das inter-
relações entre os microrganismos 
seus hospedeiros. 
Diferença entre sinais e sintomas 
Sinais: o que conseguimos ver durante a 
consulta, frequência cardíaca, 
respiratória. É clínica. 
Sintomas: vem de relatos dos tutores 
fora do atendimento, como vômito, 
dificuldade de andar, etc. É subclínica. 
Introdução 2.0 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Transmissão: precisa penetrar dentro do 
organismo, exposição ao hospedeiro ao 
microrganismo. 
Colonização: capacidade de se adaptar 
no hospedeiro. 
Multiplicação: capaz de aumentar sua 
colônia. 
Até a multiplicação é chamado de 
infecção. 
Para que ocorra a doença, após a 
multiplicação, vai haver a invasão a 
outros tecidos e causará o dano tecidual, 
que vai gerar os sinais e sintomas. 
Transmissão Colonização Multiplicação 
Infecção 
Invasão Dano tecidual 
Sinais e sintomas 
Doença 
Doença ➔ quando as defesas são 
ultrapassadas ou bactérias atingem 
tecidos normalmente não infectados. 
o Bactéria se instala com sucesso no 
hospedeiro; 
- Infecção pode ou não 
provocar doença. 
o Bactérias da flora bacteriana 
normal apenas causam infecções; 
o Doença ocorre quando a bactéria 
expressa seu efeito patogênico. 
- Manifestações clínicas. 
 
O que é patogenicidade? 
Característica básica do agente 
etiológico que depende das condições 
do hospedeiro para expressar ou não as 
estruturas/substâncias para causar as 
doenças. 
❖ Bactérias com baixo poder 
patogênico (flora normal) podem 
ser agentes causadores de 
doenças, uma vez que essas 
bactérias comecem a colonizar 
outros locais. 
Pacientes hospitalizados ou com sistema 
imunológico debilitado (uso contínuo de 
antibióticos, uso de imunossupressores, 
pacientes submetidos a cirurgias e 
doenças como câncer, diabetes e AIDS). 
 
Infecções 
• Infecção sem doença: infecção 
inaparente. 
• A única manifestação de uma 
infecção inaparente pode ser 
representada pela resposta 
imunológica celular e hormonal 
(presença de anticorpos). 
• Infecção inaparente: hospedeiro é 
um transmissor da doença, que 
pode se manifestar em outros 
indivíduos. 
Nem todo mundo que foi exposto, vai 
gerar a doença. O covid-19 por exemplo, 
nem todos desenvolvem a doença, 
apenas ficam infectados: os 
assintomáticos, porém eles podem 
passar o vírus. Assim como tem os que 
são infectados e desenvolvem a doença, 
os sintomáticos. 
 
Exemplos: 
Mastite 
Pode ser causada tanto por agentes 
presentes no ambiente, como agentes 
presentes na glândula mamária. 
Quando o agente consegue passar por 
todas as defesas, e consegue se instalar 
no organismo, ele começa a causar um 
dano tecidual, a vaca produz menos 
leite, menos proteínas, leite com 
alterações. 
• Não demonstram clinicamente; 
O problema das doenças subclínicas: 
transmitem mais, pois não tem 
alterações visíveis. 
 
Brucelose 
Todas as espécies são acometidas pela 
brucela. É transmitida principalmente por 
produtos lácteos não pasteurizados. 
 
 
 
 
 
 
 
Garrotilho 
É uma doença infecciosa causada pela 
bactéria Streptococcus equi. A doença é 
transmitida pela via oral e nasal, sendo 
que a bactéria pode ser veiculada pelo 
contato direto ou indireto entre os 
animais. 
 
 
Infectados = colonizados 
Quando há existência pacífica, benéfica 
e necessária = o microrganismo não vai 
causar doença. 
Todos nossos tecidos possuem 
mecanismos naturais de defesa 
antimicrobiana = produção de 
substâncias, células de defesa, produção 
de anticorpos, etc... 
Presença de microrganismos ➔ possível 
somente onde são tolerados (harmonia). 
 
➔ Estima-se que o corpo humano que 
contém cerca de 10 trilhões de células 
seja rotineiramente portador de 
aproximadamente 100 trilhões de 
bactérias. 
 
??? Porque nosso organismo não ataca 
nossa microbiota? Como ele entende 
que elas são benéficas ??? 
Nossa relação com a flora é de simbiose, 
e os microrganismos da nossa flora tem 
poucos fatores patogênicos. 
 
Conceito ‘’iceberg’’ das doenças 
infecciosas 
 
 
 
 
 
Microbiotas 
Existem as microbiotas: residentes, 
autóctone ou indígena. 
• Microrganismos relativamente 
fixos, regulares em determinados 
sítios; 
• Quase sempre presentes em altos 
números (maiores que 1%); 
• São compatíveis com o 
hospedeiro, não comprometendo 
a sua sobrevivência; 
• Diversificada habilidade 
metabólica: 
- Colonização em sítios 
específicos e coexistência. 
Funções dos microrganismos 
residentes quando em equilíbrio em 
relação aos seus hospedeiros. 
• Barreira contra instalação de 
microrganismos patogênicos; 
• Modulação do sistema 
imunológico; 
• Produção de substâncias 
utilizáveis pelo hospedeiro, como 
vitamina K, vitamina B12... 
• Degradação de substâncias 
toxicas. 
Termos 
Comensalismo: 
• A bactéria não causa danos nem 
beneficia o hospedeiro – algumas 
bactérias comensais da flora 
normal. 
Mutualismo: 
• A bactéria e seu hospedeiro se 
beneficiam – grande parte das 
bactérias da flora normal. 
Parasitismo: 
• O hospedeiro é danificado pelo 
parasita (neste caso, a bactéria). 
 
 
 
 
 
 
 
 
Microbiota transiente ou transitória 
• Nem sempre está presente a todo 
momento, passam 
‘’temporariamente’’ pelo 
hospedeiro; 
• Microrganismos não patogênicos 
ou potencialmente patogênicos; 
• Alguns microrganismos 
transitórios podem proliferar-se e 
causar doença. 
Inter-relações bactéria-hospedeiro 
Simbiose = quando tanto o hospedeiro 
quanto a bactéria se beneficiam de sua 
interrelação, ela é denominada 
‘’simbiótica’’. Esta relação é 
extremamente estável, visto que a 
sobrevivência de ambos os membros 
depende dela. 
 
Antibiose = quando bactérias e 
hospedeiros são antagonistas, se 
estabelece uma relação ‘’antibiótica’’. 
Essa relação é bastante instável tanto 
para o hospedeiro quanto para as 
bactérias, pois caso haja morte do 
hospedeiro, este também morre, a 
menos que seja transmitido para outro 
hospedeiro. 
 
Anfibiose (caráter anfibiôntico) = 
Estado intermediário no qual o 
hospedeiro e a microbiota coexistem sob 
a forma de equilíbrio estável. Se o 
equilíbrio é modificado, causa assim a 
patologia. 
 
Caráter anfibiôntico 
A microbiota está em equilíbrio quando o 
hospedeiro está em equilíbrio. Se este 
equilíbrio é rompido ou se algum 
componente da microbiota sai do seu 
sítio para habitar outro sítio (do qual ele 
não faz parte), a microbiota pode causar 
doença. 
 
Um microrganismo é um patógeno se 
for capaz de causar doença. 
 
Patogenicidade = propriedade de um 
microrganismo provocar alterações 
fisiológicas no hospedeiro, ou seja, 
capacidade de produzir doença. 
 
Virulência = grau de patogenicidade, 
determinada pelos ➔ fatores de 
virulência ➔ habilidade dos 
microrganismos. 
 
As interações microrganismo-
hospedeiro podem ou não resultar em 
dano ao hospedeiro. 
 
Tríade de Leavell e Clark 
 
 
Para haver doenças, tem que haver 
desiquilíbrio de um desses 3: hospedeiro, 
agente ou ambiente. 
 
Hospedeiro: idade,sexo, fatores 
genéticos, status imunológico. 
Agente: dose infectante, tempo de 
exposição, local de entrada, virulência. 
Ambiente: clima, sócio, econômico, 
cultural. 
 
Eventos 
• Confronto (o agente encontra o 
hospedeiro); 
• Entrada (o agente penetra o 
hospedeiro); 
• Disseminação a partir do ponto de 
entrada; 
• Multiplicação (aumento no 
número dos microrganismos); 
• Lesão (dano tecidual -> depende 
do agente ou da resposta do 
hospedeiro); 
• Resultado (vitória de um ou outro 
ou a coexistência de ambos). 
Cada evento requer quebra nas defesas 
do hospedeiro 
 
Para ter sucesso no processo 
infeccioso: 
• Adquirir genes de virulência; 
• Sentir o ambiente; 
• Ligar e desligar (on/off) genes de 
virulência; 
• Desloca-se para o local da 
infecção; 
• Evitar sistema imune (fugir dele); 
• Suportar as defesas do organismo 
e revidar a isto; 
• Provocar lesões no tecido 
hospedeiro; 
• Interferir com sistema de 
sinalização e citoesqueleto das 
células do hospedeiro; 
• Dispersão para células e órgãos. 
Fatores de virulência 
• São estruturas, produtos ou 
estratégias que contribuem para 
que o microrganismo aumente 
sua capacidade de causar 
doenças; 
• Os fatores de virulência podem 
estar envolvidos com a 
colonização ou com o aumento 
das lesões ao hospedeiro. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Plasmídeo: carrega gene de virulência; 
Fimbrias: função de aderência; 
LPS: consegue causar alteração 
inflamatória. 
 
Fatores de virulência codificados por 
genes localizados em elementos 
genéticos móveis 
Gênero/espécie Fator de virulência 
e doença 
Codificados por plasmídeo 
E. coli 
Enterotoxinas 
termoestáveis e 
termolábeis que 
causam diarreia. 
E. coli 
Hemolisina 
(citotoxina) de 
doença invasiva e 
infecções do trato 
urinário. 
E. coli e espécies de 
Shigella 
Fatores de 
aderência e 
produtos gênicos 
envolvidos em 
invasão das 
mucosas. 
Bacillus anthracis 
Cápsula, essencial 
para virulência (em 
um plasmídeo). 
 
Fator de doença, 
fator letal, antígeno 
protetor, todos 
essenciais para 
virulência (em 
outro plasmídeo). 
 
Codificados por fago 
Clostridium 
botulinum 
Toxina botulínica 
que causa 
paralisia. 
Corynebacterium 
diphtheriae 
Toxina diftérica 
que inibe a síntese 
de proteínas 
humanas. 
Vibrio cholerae 
Toxina do cólera, 
que pode causar 
diarreia aquosa 
grave. 
 
 
 
Enterotoxigênica, uropatogênica, 
enteropatogênica, enterohemorrágica, 
enteroinvasiva. 
 
Bactérias patogênicas: 
• Primarias: normalmente não 
fazem parte da microbiota; 
• Oportunistas: presentes onde 
normalmente não ocorre ou 
também quando coloniza 
indivíduos imunocomprometidos 
em idades extremas. 
 
Existe uma imensa quantidade de 
agentes infecciosos e doenças que 
causam; Duas generalizações são 
possíveis, 
 
Como as bactérias causam doenças? 
Primeiro, precisa ocorrer lesão tecidual. 
 
Bactérias podem causar doenças por 2 
mecanismos principais: 
1) Produção de toxinas e/ou 
enzimas: 
- Exotoxinas: polipeptídios 
secretados pelas células. 
- Endotoxinas: LPS presentes na 
parede celular de gram negativas. 
Tanto as endo quanto as exotoxinas 
podem causar sintomas 
independentemente da presença de 
bactéria no hospedeiro. 
2) Invasão e inflamação: 
Bactérias podem aderir as células do 
hospedeiro, penetrar e se multiplicar no 
local nos tecidos sãos, induzindo a 
resposta inflamatória, que consiste em 
eritema, edema, calor e dor. 
 
A virulência de algumas bactérias é 
intensificada pela produção de enzimas 
extracelulares: 
• Hemolisinas: secretadas pelos 
estreptococos – capazes de 
quebrar hemácias; 
• Coagulases: enzimas secretadas 
por alguns membros do gênero 
estafilococos -> transformação do 
fibrinogênio em fibrina; 
responsável pela formação de um 
coagulo ao redor da bactéria; 
• Hialuronidases: tipo de enzima 
produzida por estafilococos e 
estreptococos que hidrolisa 
(quebra) o ácido hialurônico 
presente no tecido conjuntivo; 
• Colagenases: produzida por 
várias espécies de clostridium – 
digestão do colágeno presente no 
tecido conjuntivo. 
• Dnase: quebra do DNA; 
• Estreptoquinase: produzida pelos 
estreptococos, para a dissolução 
de coágulos; 
• Catalase: decompõe o H²O² em 
H²O e O², pois o peróxido 
produzido por fagócitos é tóxico 
para as bactérias (estafilococos). 
Água oxigenada vai eliminar os 
anaeróbios estritos. 
 
Produção de toxinas 
Exotoxinas: produzidas no interior de 
algumas bactérias e liberadas para o 
meio externo, onde atuam destruindo 
determinadas células e inibindo certas 
funções metabólicas. São agrupadas em 
três tipos: citotoxinas, neurotoxinas e 
enterotoxinas. 
Citotoxinas: 
• Toxinas eritrogênicas: os 
estreptococos pyogenes podem 
produzir toxinas conhecidas como 
eritrogênicas, que lesionam os 
capilares sanguíneos sob a pele e 
produzem um exantema de cor 
vermelha (escarlatina); 
• Toxina diftérica: corynebacterium 
diphteriae produz a toxina 
diftérica que tem uma 
constituição polipeptídica, 
formada por dois peptídeos. Esta 
toxina é uma citotoxina que inibe 
a síntese de proteínas celulares. 
Que faz as células morrerem. 
 
Neurotoxinas: 
• Toxina tetânica: clostridium 
tetani. Esta toxina atinge o SNC e 
se liga as células nervosas que 
controlam a contração de vários 
músculos esqueléticos. A 
contração muscular vai se tornar 
incontrolável, produzindo 
sintomas compulsivos. Vai ter 
muita liberação de 
neurotransmissores excitatórios e 
aumento da contração muscular. 
• Toxina botulínica: é produzida 
por clostridium botulinum e é 
uma neurotoxina que age na 
junção neuromuscular e impede a 
transmissão dos impulsos das 
células nervosas ao músculo. Esta 
toxina causa paralisia muscular ou 
paralisia flácida. 
 
A toxina impede a fusão das vesículas 
contendo neurotransmissores do 
neurônio, não se fundem e não ocorre a 
exocitose, a acetilcolina não vai se ligar 
ao receptor nicotínico e não vai ter 
contração muscular. 
 
Enterotoxinas: 
• Enterotoxina colérica: vibrio 
cholerae produz uma 
enterotoxina denominada toxina 
colérica. As células epiteliais são 
afetadas por esta toxina 
aumentando a secreção de 
grandes quantidades de líquidos 
e eletrólitos, causando uma 
intensa diarreia acompanhada de 
vômitos. 
• Enterotoxina estafilocócica: esta 
toxina é produzida por 
staphylococcus aureus e afeta as 
células entéricas da mesma forma 
que a toxina colérica, produzindo 
sintomas semelhantes. 
 
 
 
Endotoxinas: parte da porção externa da 
parede celular das bactérias gram-
negativas. As endotoxinas exercem seus 
efeitos quando a bactéria gram-negativa 
morre e sua parede celular sofre lise, 
liberando assim, a endotoxina. (LPS) 
• As endotoxinas possuem a 
capacidade de ativar as proteínas 
da coagulação levando a 
formação de pequenos coágulos 
– coagulação intravascular 
disseminada; 
• São consideradas substâncias 
pirogênicas devido a sua 
capacidade de induzir febre; 
• A capacidade das endotoxinas em 
causar choque endotóxico está 
relacionado à produção de 
substâncias pelas células 
fagocitárias (TNF) que aumentam 
a permeabilidade dos capilares 
sanguíneos. 
➔ Perda de grandes quantidades de 
líquidos e consequentemente uma 
queda da pressão arterial, que leva ao 
choque hipovolêmico. 
 
 
LPS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Diferença entre exotoxinas e 
endotoxinas 
Propriedades Exotoxina Endotoxina 
Relação com o 
microrganismo 
Produto 
metabólico 
de 
crescimento 
Presente na 
membrana 
externa. 
Liberado com 
a lise da célula 
Constituição 
química 
Proteína ou 
peptídeo 
curto 
Porção lipídica 
(lipídeo A) do 
LPS 
Efeito 
biológico 
Altera 
funções 
celulares, 
nervos e TGI 
Afeta a 
circulação 
sanguínea e a 
integridade do 
capilar 
Toxicidade Elevada Baixa 
Produtor de 
febre 
Não Sim 
 
Classificação 
a) Exotoxinas de grupo I 
(superantígenos e toxinas ST - 
termoestáveis) as que não morrem 
durante processos térmicos. 
 a.1) os superantígenos não são 
processados por macrófagos, induz umaresposta imunológica incompleta 
 a.2) as toxinas ST são pequenos 
peptídeos não imunogênicos, agem 
apenas na superfície celular 
b) Exotoxinas de grupo II (hemolisinas) 
• Lesam a membrana da célula 
hospedeira, leva à morte; 
• Destroem fagócitos e rompem a 
membrana de fagossomos; 
• Destroem hemácias para a retirada 
do ferro da Hb; 
• A toxina insere-se na membrana e 
provoca o aparecimento de poros 
ou retira fosfatos dos fosfolipídios 
de membrana, desestruturando-a. 
c) Exotoxinas de grupo III 
 c.1) Subunidade A: porção 
enzimaticamente ativa penetra na célula 
e exerce os efeitos biológicos da toxina; 
 c.2) Subunidade B: ligação da 
toxina ao seu receptor celular. É um tipo 
de toxina que pode ser endocitada, com 
posterior liberação da subunidade A no 
citoplasma da célula. 
 
Invasão e inflamação 
Bactérias aderem, colonizam e se 
multiplicam no local da infecção, 
causando uma lesão direta que induz 
uma resposta inflamatória. 
❖ Adesinas; 
❖ Invasinas; 
❖ Sideróforos. 
 
Adesinas 
- Adesão é a estratégia que as 
bactérias usam para se fixar nas 
células e nos tecidos dos 
organismos hospedeiros; 
- É medida por estruturas 
presentes na superfície bacteriana, 
definidas coletivamente como 
adesinas; 
 - As adesinas só funcionam 
quando interagem com receptores 
existentes na superfície da célula. 
Ancoram em glicoproteínas e 
glicolipídios (ex: fibronectina); 
- Presentes em: fimbrias, fibrilas, 
glicocálice (cápsula) 
 
Cápsulas 
o A cápsula também vai auxiliar a 
adesão do microrganismo ao 
tecido; 
o Contribui para resistência 
bacteriana à fagocitose, pois 
bloqueia a fagocitose. 
 
Biofilmes: 
o São um conjunto de 
microrganismos emaranhados em 
uma matriz de polímero orgânico 
que estão aderidos a uma 
superfície; 
o Assim, para que os biofilmes se 
formem, é indispensável a 
presença de três ingredientes 
básicos: microrganismos, glicocálix 
e superfície 
o Se um destes componentes é 
removido da mistura, um biofilme 
não se desenvolve. 
 
Parede celular 
o Ácidos teicóicos da parede das 
bactérias Gram positivas 
contribuem para adesão dos 
microrganismos às mucosas do 
hospedeiro; 
o Proteínas de superfície: proteína M 
de Streptococcus pyogenes; 
o Outer membrane protein. 
 
Invasinas 
Conferem capacidade de aderir e invadir 
diferentes células do organismo 
o Estratégia da bactéria para 
provocar infecção; 
o Penetração bacteriana ➔ 
fagocitose; 
o Células de defesa (macrófagos - 
proteção) ≠ células não fagocíticas 
(induzido pela bactéria por meio 
das invasinas); 
o As invasinas tem função de 
proteger o microrganismo das 
defesas do organismo. 
 
As invasinas vão provocar alterações 
no citoesqueleto de células não 
fagocíticas que emitem uma projeção 
da membrana plasmática semelhante 
a um pseudópode, fagocitando a 
bactéria. 
 
Destino e comportamento da bactéria é 
variável: 
o Romper a membrana do 
vacúolo; 
o Crescer no citoplasma rico em 
nutrientes; 
o Disseminar-se de uma célula a 
outra através dos filamentos de 
actina e miosina; 
o Permanecer dentro do vacúolo 
e serem transportadas para o 
tecido subepitelial, enquanto 
há proliferação dentro do 
vacúolo. 
 
Etapas: 
A) Infectar superfícies de mucosas e 
pele 
- Barreiras naturais: secreções, muco, 
enzimas hidrolíticas, acidez no estômago, 
pH, ácido da vagina, lisozima, microbiota 
natural; 
- Aderência da bactéria é fundamental; 
- Adesinas. 
B) Penetração no organismo hospedeiro 
- Através das células epiteliais de 
superfícies (mucosas e pele) ou 
inoculados diretamente (vetores) ou 
injúrias (via parenteral); 
- Invasinas. 
 
Sideróforos: 
• Fatores limitantes do 
crescimento nos tecidos; 
• Ferro normalmente na forma 
conjugado (transferrina, 
ferritina, lactoferrina e hemina); 
• A bactéria produz sideróforos, 
enteroquelina (quelantes de 
ferro) ➔ fator de virulência; 
• As vezes existe especificidade 
por tecidos (tropismo); 
• Proteus mirabilise vias urinárias 
(uréia); Brucellae útero 
gravídico - eritritol). 
Ex: E.coli, enterobactina e aerobactina 
 
Patogenia da infecção bacteriana 
DEPENDE: 
• Linhagem do microrganismo; 
• Condição em que patógeno e 
hospedeiro foram colocados em 
contato; 
• Linhagem do hospedeiro; 
• Virulência expressa como Dose 
Infectante 50: dose infecciosa para 
50% dos animais ficarem doente 
ex: 
Bacillus anthracis 
DI 50 pele = 10 a 50 esporos na pele para 
que 50% fique doente 
Inalado = 10 a 20 mil esporos 
Ingerido = 250 mil a 1 milhão de esporos. 
 
Portas de entrada: membranas 
mucosas, pele e deposição direta sobre 
as membranas (via parenteral) 
 
Locais mais frequentes de infecções 
bacterianas 
• Trato respiratório; 
• Trato geniturinário; 
• Trato gastrointestinal. 
 
Escapando da fagocitose: 
• Inibir o recrutamento do fagócito e 
suas funções (cascata 
complemento e opsoninas ➔ 
marcação de um microrganismo 
com um anticorpo); 
• Destruição microbiana de 
fagócitos (ex: leucocidinas); 
• Escapando a ingestão pelo 
fagócito (ex: cápsula); 
• Algumas sobrevivem no interior do 
fagócito (impedem liberação dos 
lisossomos).