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2 0 2 0 . 2 J Ú L I A M O R A I S 1 4 3 ( 2 0 1 9 . 2 ) | 1 MICROBIOLOGIA AULA 11 Bactérias Intestinais MICROBIOTA DO TRATO DIGESTÓRIO COMPOSIÇÃO DA MICROBIOTA DO TRATO GASTROINTESTINAL BOCA ESÔFAGO ESTÔMAGO DUODENO JEJUNO ÍLEO TERMINAL INTESTINO GROSSO Staphylococcus X X X X X Streptococcus X X X X X Enterococcus X X X Difteróides X X X X X Enterobacteriaceae X X X Anaeróbios estritos X X X X Treponema X X Candida X X Pseudomonas X X SÍTIO ANATÔMICO AERÓBIOS/ANAERÓBIOS FACULTATIVOS ANAERÓBIOS Boca Streptococcus α- hemolíticos Difteróides Bacteroides Fusobacterium Intestino delgado Enterococcus Difteróides Enterobacteriaceae Lactobacillus Intestino grosso Enterobacteriaceae Bacteroides Fusobacterium Clostridium Bifidobacterium ENTEROBACTERIACEAE • Bastonetes gram negativos. • Anaeróbios facultativos. • A família é composta por 40 gêneros e 150 espécies. • Alguns fermentam a lactose através do metabolismo anaeróbio liberando ácidos, sendo assim chamados de coliformes. • São encontrados na microbiota intestinal de homens e animais, e frequentemente, na microbiota do solo, da água e de vegetais, em virtude da contaminação fecal do ambiente. • Alguns coliformes, especialmente a Escherichia coli, são classicamente utilizados como indicadores de contaminação fecal da água, alimentos, ambientes etc. • A família Enterobacteriaceae engloba inúmeros gêneros e espécies, que podem ser normais ou patogênicas no trato instestinal. • Enteropatogênica: Apresentam quadros de infecção no próprio intestino. • A maioria das Escherichia coli são normais, mas existem espécies enteropatogênicas. • Membros da família podem ser importantes patógenos extra-intestinais. PRINCIPAIS GÊNEROS/ESPÉCIES COLIFORMES NÃO COLIFORMES Escherichia coli Salmonella Klebsiella Shigella Enterobacter Yersinia Citrobacter Proteus Serratia Morganella Erwinia Providencia Hafnia Edwardsiella PRINCIPAIS GÊNEROS/ESPÉCIES ENTEROPATOGÊNICAS NORMAIS NO INTESTINO Escherichia coli enteropatogênicas Escherichia coli Salmonella Klebsiella Shigella Proteus Yersinia Moganella Serratia Erwinia Providencia Hafnia Edwardsiella Enterobacter Citrobacter BACTÉRIA E DOENÇAS RELACIONADAS BACTÉRIA DOENÇA Escherichia coli uropatogênica (UPEC) Proteus mirabilis Proteus vulgaris Infecções do trato urinário Escherichia coli K1 Meningite neonatal Klebsiella pneumoniae Klebsiella oxytoca Pneumonias hospitalares e infecções urinárias Yersinia pestis Peste 2 0 2 0 . 2 J Ú L I A M O R A I S 1 4 3 ( 2 0 1 9 . 2 ) | 2 ESTRUTURA ANTIGÊNICA • Antígeno O (Somático): Corresponde a parte polissacarídica do lipopolissacarídeo (LPS), presente no folheto externo da membrana externa da parede celular. • Antígeno H (Flagelar): Corresponde a antígenos proteicos presentes no flagelo (flagelina). • Antígeno K (Capsular): Corresponde a antígenos polissacarídicos ou proteicos presentes na cápsula. Engloba o antígeno K da Escherichia coli e da Klebsiella, e o antígeno Vi da Salmonella. ENTEROPATOGENICIDADE 1. Aderência a mucosa intestinal: → Superficial: Mediada pela pili somática ou adesinas não fimbriais (receptores de membran). A bactéria se adere sem causar alterações estruturais nos enterócitos. ▪ Ex: Escherichia coli enterotoxigênica (ETEC). → Íntima: Inicialmente se liga por pili e, posteriormente, é mediada pela intimina (proteína da membrana externa), que causa alteração no citoesqueleto das microvilosidades dos enterócitos. Nesse caso, temos o rearranjo da rede de actina e formação da lesão em pedestal. ▪ Ex: Escherichia coli enteropatogênica (EPEC). ▪ Ex: Escherichia coli enterohemorrágica (EHEC). 2. Invasão: → Intraepitelial: Invade a mucosa intestinal e se multiplica dentro dos enterócitos. É capturada pelas células N e se dissemina horizontalmente de uma célula para outra. Causa reação inflamatória provocando disenteria. ▪ Ex: Escherichia coli enteroinvasora (EIEC). ▪ Ex: Shigella. → Transepitelial: Atravessa a mucosa do intestino e se multiplica na lâmina própria, onde é fagocitada pelos macrófagos residentes. Caso a bactéria não seja destruída pode causar uma disseminação hematogênica, através da locomoção dos macrófagos, os quais iram apresentar o antígeno. ▪ Ex: Salmonella. 3. Produção de substâncias tóxicas (exotoxinas): → Enterotoxinas: Atuam nas células epiteliais da mucosa intestinal. Determinam alteração funcional dos enterócitos, provocando a saída de eletrólitos e, consequentemente, água, causando a diarreia. ▪ Enterotoxina LT (termo-lábil): O Vibrio cholerae se liga ao enterócito liberando sua enterotoxina, a qual entra na célula e contribui para o aumento do AMPc, resultando na excreção ativa de eletrólitos e água. ▪ Enterotoxina ST (termo-estável): A ETEC se liga ao enterócito liberando sua enterotoxina, a qual entra na célula e contribui para o aumento do GMPc, resultando na excreção ativa de eletrólitos e água. → Citotoxinas: Agem em qualquer célula do organismo. Paralisam a síntese de proteínas de células eucarióticas, acarretando destruição dos enterócitos, necrose e hemorragia. A toxina possui fragmentos A e B, o A é ativo e se liga a porção 60S do ribossomo, paralisando a síntese proteico. Provocam o quadro de fezes aquosas com presença de muco e sangue (disenteria). ▪ Ex: Escherichia coli enterohemorrágica (EHEC). TRATAMENTO DA ENTERITE BACTERIANA • Fezes aquosas sem ou com desidratação: → Reposição de água e eletrólitos via oral (casos brandos) e endovenosa (casos graves). → Soro caseiro composto por 1L de água tratada, 1 colher de sopa de açúcar e 1 colher de chá de sal. → Antimicrobiano não é recomendado, pois pode retardar o processo de cura. • Fezes com presença de muco e sangue (disenteria): → Reposição de água e eletrólitos. → Antimicrobiano (Ciprofloxacina ou Ceftriaxona). ESCHERICHIA COLI • Bastonetes gram negativos. • Anaeróbios facultativos mais predominantes do intestino grosso. • Fermentadores de glicose com produção de gás. • Geralmente fermentadores de lactose (coliformes). • Podem ser móveis ou imóveis. • Classificadas dependendo dos seus antígenos: → Sorogrupos (Ag O): 174 sorogrupos. → Sorotipos (Ag H): 57 sorotipos. Quadros de infecção intestinais por bactérias são graves em crianças e idosos, sendo uma das maiores causas de mortalidade infantil em países em desenvolvimento. Uma prevenção importante é o aleitamento materno, pois evita o contato da criança nos primeiros meses de vida com água potencialmente contaminada. 2 0 2 0 . 2 J Ú L I A M O R A I S 1 4 3 ( 2 0 1 9 . 2 ) | 3 → Variantes (Ag K): 100 variantes. • Quando nomeamos uma E. coli devemos fornecer pelo menos o sorogrupo e sorotipo. • Sorogrupos e sorotipos diferem quanto à virulência, podendo ser: → Microbiota intestinal. → Agentes de infecções extra-intestinais. → Agentes de infecções intestinais (enteropatogênicas). FATORES DE VIRULÊNCIA • E. coli comensal: DNA circular de fita única. • E. coli ligada a diarreia: Apresenta plasmídeos e unidades genéticas extras (transposons), que são elementos acoplados ao DNA, os quais podem conferir resistência a antibióticos e fatores de virulência. • E. coli ligada a disenteria: Transposom e plasmídeos. • E. coli ligada a hemorragia: Transoposons. • E. coli ligada a meningite: Transopom. INFECÇÕES EXTRA-INTESTINAIS • Infecções urinárias: As UPEC são responsáveispor 90% do total de casos, principalmente em mulheres. → Fatores de virulência: Fimbria P, a qual confere uma aderência especifica a mucosa do trato urinário, e hemolisina, que é uma toxina bifuncional com efeito tóxico e ajuda na aderência. • Meningite neonatal: Transmitida da mãe infectada para o bebê. → Fatores de virulência: Cápsula do tipo 1 (Ag K). • SEPSE: Alta quantidade da bactéria na corrente sanguínea. → Fatores de virulência: Cápsula e endotoxina. • Pneumonia hospital: Associada a procedimentos invasivos do trato respiratório. → Ex: Intubação. INFECÇÕES INTESTINAIS • E. coli enteropatogênica clássica (EPEC): → Causa diarreia em crianças menores de 2 anos; → Transmissão ocorre por via fecal-oral; → Mecanismo de enteropatogenicidade: Realiza uma aderência íntima aos enterócitos provocando o achatamento das microvilosidades, resultando na lesão em pedestal. Esse achatamento reduz a capacidade absortiva da mucosa intestinal, causando o desequilibrío eletrolítico e diarreia. → Ex: O55:H6 e O127:H6. • E. coli enterotoxigênica (ETEC): → Causa “diarreia dos viajantes” (passagem ou permanência em área endêmica); → Transmissão ocorre por via fecal-oral; → Mecanismo de enteropatogenicidade: Aderência superficial mediada por adesinas fimbriais (pili 1) ou não fimbriais, em seguida, libera suas enterotoxinas LT e/ou ST, as quais entram no enterócito e aumentam o AMPc ou GMPc, causando o desequilíbrio eletrolítico e diarreia. → Ex: O6:H16 e O15:H11. • E. coli enteroinvasora (EIEC): → Causa disenteria; → Transmissão fecal-oral ou por contato pessoal (mãos do contaminado); → Mecanismo de enteropatogenicidade: Invasão intra-epitelial, ela adentra o enterócito e se dissemina horizontalmente, resultando numa reação inflamatória e, consequentemente, fezes aquosas com muco e sangue (disenteria). → Ex: O29:H- e O124:H-. • E. coli enterohemorrágica (EHEC): → Causa colite hemorrágica; → Transmissão associada a ingestão de carne bovina contaminada, mal cozida ou por água contaminada; → Mecanismo de enteropatogenicidade: Realiza uma aderência íntima aos enterócitos provocando o achatamento das microvilosidades, resultando na lesão em pedestal. Além disso, faz liberação de uma citotoxina (toxina Shiga-like) produzida por um fago (gene de origem viral), a qual causa lesão na mucosa intestinal. Resultando na colite hemorrágica. → Caso essa citotoxina seja produzida em excesso ela pode adentrar a corrente circulatória e chegar aos rins, causando lesões em vasos glomerulares, o que chamamos de SHU (Síndrome Hemolítica Urêmica). → SHU: Caracterizada por insuficiência renal aguda, trombocitopenia e anemia hemolíticas. É uma complicação que ocorre 5 a 13 dias após o início da diarreia, sendo mais frequente em idosos e crianças menores de 10 anos. → Ex: O157:H7 e O26:H11. • E. coli enteroagregativa (EAEC): → Causa diarreia persistente em crianças menores de 6 meses; → Transmissão por via fecal-oral; → Mecanismo de enteropatogenicidade: Aderência agregativa à mucosa formando um biofilme, liberam citotoxinas e enterotoxinas, resultando num quadro de diarreia e absorção de 2 0 2 0 . 2 J Ú L I A M O R A I S 1 4 3 ( 2 0 1 9 . 2 ) | 4 nutrientes reduzida, devido ao recobrimento das vilosidades pelo biofilme. → Ex: O44:H18. SALMONELLA • Bastonetes gram negativos. • Móveis. • Não fermentadores de lactose. • Sempre enteropatogênicas. CLASSIFICAÇÃO • Método de Kauffmann & White. ESPÉCIE S. enterica S. bongori enterica salamae arizonae diarizonae huotenae indica 1367 464 93 309 64 10 17 TOTAL: 2.324 PATOGENICIDADE • Podem causar diferentes quadros clínicos, dependendo do sorotipo e da capacidade de resposta do hospedeiro. • Entra no organismo por água ou alimentos contaminados, faz uma inserção transepitelial e chegam ao local da lâmina própria, onde encontram os macrófagos residentes. • Caso ela seja fagocitada pelos macrófagos o indivíduo vai desenvolver Salmonelose, uma infecção intestinal. • Caso elas não sejam fagocitadas, causaram quadros extra-intestinais. GASTROENTERITES (SALMONELOSES) • Causadas por quase todos os sorotipos; • Transmissão por via fecal-oral pela água (consumo, recreação ou irrigação) e alimentos (vegetais, frutos do mar, ovos e carne de aves); • Mecanismo de enteropatogenicidade: Invasão transepitelial da mucosa. Ocorrendo reação inflamatória e, consequentemente, a diarreia. → Pode causar um quadro de infecção disseminada, o que chamamos de disseminação hematogênica. • Sepse: Em pacientes imunossuprimidos. • Febre tifóide/Febre entérica: Causada por S. tiphy, S. paratyphi e S. paratiphy B. FEBRES ENTÉRICAS Febre tifoide Incubação: 7 a 28 dias Sintomas: 1 a 8 semanas Febre, cefaleia, alterações intestinais, esplenomegalia, erupções cutâneas, astenia, prostração e torpor Febre paratifoide GASTROENTERITES Incubação: 6 a 48 horas Quadro autolimitado (1 a 7 dias) com febre, diarreia, cólicas e dor abdominal SEPSE Quadro de sepse se sobrendo ao de gastroenterite, normalmente, em pessoas imunossuprimidas FEBRE TIFÓIDE • Transmissão via fecal-oral ou por contato direto (mãos ou objetos pessoais). • O homem é o único hospedeiro natural de S. tiphy. • Incubação: 7 a 28 dias (em média 14 dias). • Sintomas: → 1ª semana: Febre, anorexia, mialgia, letargia, cefaleia e diarreia. → 2ª semana: Dor abdomimnal, hepato- esplenomegalia, erupções cutâneas, torpor e alterações de consciência. → Complicações (2 a 3%): Hemorragia intestinal e perfuração. HISTÓRIA DA FEBRE TIFOIDE Em 1880, Eberth isolou o agente etiológico da febre tifóide, a qual na época era responsável por diversos óbitos. Já em 1896, Pfeiffer e Kole desenvolveram a primeira vacina, que foi usada com sucesso em soldados na 1ª Guerra Muldial. Em 1948, Woodward iniciou o tratamento com o uso do cloranfenicol, um fitoterápico muito efetivo contra a S. tiphy, no entanto, não é mais usado atualmente, com exceção de alguns casos. Houve um caso famoso chamado de Typhoid Mary, no qual diversas famílias, nas quais uma cozinheira trabalhou, ficaram doentes após ingerir sua comida. Ela foi presa por não ter parado de cozinhar. 2 0 2 0 . 2 J Ú L I A M O R A I S 1 4 3 ( 2 0 1 9 . 2 ) | 5 • Diagnóstico laboratorial: → Pesquisa da bactéria no sangue (hemocultura), na 1ª semana da doença. → Pesquisa da bactéria nas fezes (coprocultura), a partir da 3ª semana. → Pesquisa de anticorpos anti-O e anti-H no soro do paciente. • Tratamento: Fluoroquinolonas e cefalosporinas de 3ª geração. • Prevenção: → Saneamento básico; → Cuidado na manipulação de alimentos; → Vacina constituída de bactérias mortas (S. tiphy, S. paratyphi A e B. Possui curta duração e é recomendada apenas para pessoas que irão viajar para locais endêmicos. SHIGELLA • Bastonetes gram negativos. • Imóveis. • Não fermentadores de lactose. • Sempre enteropatogênicas. • Trasmissão via fecal-oral e contato direto (mãos). • Mecanismo de enteropatogenicidade: Invasão da intra-epitelial da mucosa, causando reação inflamatória, resultando na disenteria. → Shigella disenteriae tipo 1 produzem uma citotoxina chamada de toxina de Shiga, produzida devido a um fago (gene viral). Possui ação local ou sistêmica, chegando a afetar o rim e podendo causar a Síndrome Hemolítica Urêmica (SHU). CLASSIFICAÇÃO S. dysenterie S. flexneri S. boydii S. sonnei Sorogrupo: A Sorogrupo: B Sorogrupo: C Sorogrupo: D Sorotipos: 13 Sorotipos: 6 Sorotipos: 18 Sorotipos:1 • Comum em idosos e crianças menores de 10 anos. • Sintomas: → Disenteria Bacilar Clássica: Febre alta, calafrios, náuseas, vômitos, cólicas intestinais, tenesmo, diarreia aquosa inicial seguida de diarreias mucosanguinolentas (microulcerações nos cólons). → Síndrome Hemolítica Urêmica (SHU): Anemia hemolítica, insuficiência renal e púrpura trombocitopênica. • Tratamento: Terapia antimicrobiana. SHIGELLA • Y. enterocolitica: Gastroenterite autolimitada, que causa invasão da mucosa e produção de enterotoxina tipo LT. • Y. pseudoturbeculosis: Infecção em animais. • Y. pestis: Agente etiológico da peste, uma doença natural de roedores (zoonose), sendo o rato o principal reservatório da forma urbana da doença. É transmitida pela mordida da pulga Xenopsyla cheopis. → Forma silvestre: Transmitida entre roedores nos ecossistemas naturais. → Forma urbana: Transmitida do rato para o homem, através da pulga (vetor biológico). → Tratamento da peste: Terapia antimicrobiana. → Prevenção: Medidas de controle de roedores. PORTADOR CRÔNICO A S. tiphy é uma bactéria muito adaptada ao organismo humano. Com isso, mesmo após o período agudo da doença, o indivíduo segue como portador dela, eliminando-a pelas fezes. Muitas vezes, esse caso só é resolvido com a retirada da vesícula biliar. REAÇÃO DE WIDAL • Ac anti-O aparecem na 2ª semana e começam a desaparecer após 30 dias. • Ac anti-H aparecem após a 2ª semana e persistem vários anos. • Bubões: Reação inflamatória com muito pus, liberado pelos linfonodos aumentados. • Peste pneumônica: O indivíduo passa a transmitir bactéria pelas gotículas e aerossóis. 2 0 2 0 . 2 J Ú L I A M O R A I S 1 4 3 ( 2 0 1 9 . 2 ) | 6
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