Aula 7 - Mecanismos Microbianos de Patogenicidade (1)

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Mecanismos Microbianos 
de Patogenicidade
PROF. DR. PAULO HENRIQUE R. MARTINS
BRASÍLIA
2021
Introdução
 Agora que você tem um conhecimento básico de como os
microrganismos causam as doenças, discutiremos algumas das
propriedades específicas que contribuem para a PATOGENICIDADE, ou
seja, a capacidade de causar doenças superando as defesas do
hospedeiro, e a VIRULÊNCIA, ou seja, o grau ou a extensão da
patogenicidade.
 Os micróbios não têm a intenção de causar doença; as células
microbianas estão apenas se alimentando e se defendendo.
Como os microrganismos 
infectam o hospedeiro
 Para causar doença, a maioria dos patógenos deve obter acesso ao
hospedeiro, se aderir aos tecidos, penetrar ou evitar as defesas e danificar
os tecidos do hospedeiro.
 Entretanto, alguns micróbios não causam doença pelo dano direto aos
tecidos do hospedeiro. Em vez disso, a doença ocorre como resultado do
acúmulo de excretas microbianas.
 Os patógenos podem infectar o corpo humano ou outros hospedeiros por
várias vias, denominadas PORTAS DE ENTRADA.
Portas de entrada
 Membranas mucosas
 Muitas bactérias e vírus têm acesso ao corpo entrando pelas membranas
mucosas que revestem os tratos respiratório, gastrintestinal, geniturinário e a
conjuntiva, a membrana delicada que recobre o globo ocular e reveste as
pálpebras.
 O TRATO RESPIRATÓRIO é a porta de entrada mais fácil e utilizada com mais
frequência pelos microrganismos. Micróbios são inalados para dentro da
cavidade nasal ou boca em gotículas de umidade ou partículas de pó.
 As doenças comumente adquiridas através do trato respiratório incluem o
resfriado comum, a gripe, a pneumonia, a tuberculose, o sarampo e a varíola.
Portas de entrada
 Membranas mucosas – trato respiratório
Portas de entrada
 Membranas mucosas
 Os microrganismos podem ter acesso ao trato gastrintestinal através de água,
alimentos ou dedos contaminados.
 A maioria dos micróbios que entra no corpo por essa via é destruída pelo
ácido clorídrico (HCl) e pelas enzimas presentes no estômago, ou pela bile e
enzimas no intestino delgado. Aqueles que sobrevivem podem causar
doença.
 Podem causar poliomielite, hepatite A, febre tifoide, disenteria amebiana,
giardíase, shigelose (disenteria bacteriana) e cólera.
 São então eliminados nas fezes e podem ser transmitidos a outros hospedeiros
pela água e por alimentos ou dedos contaminados.
Portas de entrada
 Membranas mucosas – trato gastrointestinal
Portas de entrada
 Membranas mucosas
 O trato geniturinário é a porta de entrada de patógenos que são
sexualmente transmitidos.
 Alguns micróbios que causam infecções sexualmente transmissíveis (ISTs)
podem entrar no organismo através de membranas mucosas íntegras. Outros
requerem a presença de cortes ou abrasões de algum tipo.
 Exemplos de ISTs incluem infecção pelo HIV, verrugas genitais, clamídia,
herpes, sífilis e gonorreia.
Portas de entrada
 Pele
 A pele é o maior órgão do corpo humano em termos de área de superfície e
peso, sendo uma importante barreira defensiva contra doenças.
 A pele íntegra é impenetrável para a maioria dos microrganismos. Alguns
micróbios podem ter acesso ao corpo através de aberturas na pele, como
folículos pilosos e ductos sudoríparos.
 Além disso, as larvas de ancilóstomo podem perfurar a pele intacta, e alguns
fungos podem crescer na queratina da pele ou infectar a pele em si.
Portas de entrada preferenciais
 Muitos patógenos possuem uma porta de entrada preferencial que é um
pré-requisito para serem capazes de causar doença. Se eles entram no
organismo por alguma outra porta de entrada, a doença pode não
ocorrer.
 Por exemplo, a bactéria que causa a febre tifoide, Salmonella typhi, produz
todos os sinais e sintomas da doença quando engolida (via preferencial), mas
se a mesma bactéria é esfregada na pele, não ocorre reação (talvez apenas
uma leve inflamação).
Portas de entrada preferenciais
Portas de entrada preferenciais
Números de microrganismos invasores
 Se apenas alguns micróbios penetrarem o corpo, eles provavelmente
serão eliminados pelas defesas do hospedeiro.
 Entretanto, se um grande número de micróbios obtiver acesso ao
organismo, o cenário está pronto para o desenvolvimento de doença.
 Assim, a possibilidade da ocorrência de doença aumenta à medida que
o número de patógenos se eleva.
Aderência
 Quase todos os patógenos apresentam algum mecanismo para se aderir
aos tecidos do hospedeiro em sua porta de entrada.
 Para a maioria dos patógenos esse fenômeno, chamado de aderência
(ou adesão), é uma etapa necessária para a patogenicidade.
 A aderência entre o patógeno e o hospedeiro é obtida por moléculas na
superfície do patógeno, denominadas adesinas ou ligantes, que se ligam
especificamente a receptores complementares de superfície nas células
de certos tipos de tecidos do hospedeiro.
Aderência
Aderência
 Os microrganismos possuem a habilidade de se agrupar em grandes
quantidades, aderir a superfícies e compartilhar os nutrientes disponíveis.
 Essas comunidades, constituídas por grandes quantidades de micróbios e
seus produtos extracelulares que se aderem a superfícies vivas ou
inanimadas, são chamadas de BIOFILMES.
 Exemplos de biofilmes incluem a placa dentária, as algas nas paredes de
piscinas e a escuma que eventualmente se acumula em portas de chuveiros
ou azulejos.
Aderência
Aderência
 Após a aderência, Shigella e E. coli induzem a endocitose como um
veículo para penetrarem as células do hospedeiro e então se multiplicam
em seu interior.
 O Treponema pallidum, o agente causador da sífilis, utiliza sua
extremidade afilada como um gancho para se fixar às células do
hospedeiro.
 A Listeria monocytogenes, que causa meningite, aborto espontâneo e
nascimento de bebês natimortos, produz uma adesina para um receptor
específico nas células do hospedeiro.
Como os patógenos bacterianos
ultrapassam as defesas do hospedeiro
 Cápsula
 A cápsula resiste às defesas do hospedeiro por impedir a fagocitose, o
processo pelo qual certas células do organismo engolfam e destroem micro-
organismos.
 A natureza química da cápsula parece impedir que a célula fagocítica se
ligue à bactéria.
 Entretanto, o corpo humano pode produzir anticorpos contra a cápsula e,
quando estes anticorpos estão presentes na superfície da cápsula, as
bactérias encapsuladas são facilmente destruídas por fagocitose.
Como os patógenos bacterianos
ultrapassam as defesas do hospedeiro
 Cápsula
Como os patógenos bacterianos
ultrapassam as defesas do hospedeiro
 Cápsula
Como os patógenos bacterianos
ultrapassam as defesas do hospedeiro
 Componentes da parede celular
 A parede celular de certas bactérias contém substâncias químicas que
contribuem para a virulência. O Streptococcus pyogenes, por exemplo,
produz uma proteína resistente ao calor e à acidez denominada proteína M.
 A Neisseria gonorrhoeae cresce dentro das células epiteliais e dos leucócitos
humanos. Essas bactérias usam suas fímbrias e outras proteínas externas,
denominadas Opa, para aderir às células do hospedeiro.
 O ácido micólico que constitui a parede celular de Mycobacterium
tuberculosis também aumenta sua virulência por resistir à digestão por
fagócitos
Como os patógenos bacterianos
ultrapassam as defesas do hospedeiro
 Enzimas
 Essas substâncias químicas podem digerir o material entre as células e induzir
a formação ou a degradação de coágulos sanguíneos, entre outras funções.
 As coagulases são enzimas bacterianas que coagulam o fibrinogênio no
sangue.
 Cinases (ou quinases) bacterianas são enzimas que degradam a fibrina e
assim digerem coágulos formados pelo organismo para isolar a infecção.
 A hialuronidase é outra enzima secretada por certas bactérias, como os
estreptococos. Ela hidrolisa o ácido hialurônico, um tipo de polissacarídeo que
une certas células do corpo, particularmente em tecidosconectivos.
Como os patógenos bacterianos
danificam as células do hospedeiro
 Utilizando os nutrientes do hospedeiro: sideróforos
 O ferro é necessário para o crescimento da maioria das bactérias.
 Entretanto, a concentração de ferro livre no corpo humano é muito pequena,
uma vez que a maior parte do ferro está firmemente ligada às proteínas
transportadoras de ferro, como a lactoferrina, a transferrina e a ferritina, assim
como à hemoglobina.
 Para obterem ferro livre, alguns patógenos secretam proteínas denominadas
sideróforos.
Como os patógenos bacterianos
danificam as células do hospedeiro
 Dano direto
 Uma vez que os patógenos se aderem às células do hospedeiro, eles podem
causar danos diretos à medida que usam essas células para a obtenção de
nutrientes e geram dejetos.
 Quando os patógenos metabolizam e se multiplicam nas células, elas
normalmente se rompem.
 Muitos vírus e algumas bactérias e protozoários intracelulares que se
desenvolvem dentro das células do hospedeiro são liberados quando as
células se rompem.
Como os patógenos bacterianos
danificam as células do hospedeiro
 Produção de Toxinas
Como os patógenos bacterianos
danificam as células do hospedeiro
 Produção de Toxinas
Como os patógenos bacterianos
danificam as células do hospedeiro
 Produção de Toxinas
Propriedades patogênicas dos vírus
 Mecanismos virais para evasão das defesas do hospedeiro
 Os vírus apresentam uma variedade de mecanismos que permitem a eles
escapar de serem destruídos pela resposta imune do hospedeiro.
 Como exemplo, os vírus podem penetrar e crescer dentro das células do
hospedeiro, onde os componentes do sistema imune não podem alcançá-los.
 Alguns vírus ganham acesso às células porque seus sítios de ligação
mimetizam substâncias úteis a elas. Por exemplo, o sítio de ligação do vírus da
raiva mimetiza o neurotransmissor acetilcolina. Como resultado, o vírus pode
entrar na célula hospedeira juntamente com o neurotransmissor.
Propriedades patogênicas dos vírus
 Efeitos citopáticos dos vírus
 A infecção de uma célula hospedeira por um vírus animal normalmente leva
a célula à morte.
 A morte pode ser causada pelo acúmulo de uma grande quantidade de vírus
em multiplicação, pelos efeitos de proteínas virais na permeabilidade da
membrana plasmática da célula hospedeira, ou pela inibição da síntese de
DNA, RNA ou proteínas celulares.
 Os efeitos visíveis da infecção viral são conhecidos como efeitos citopáticos
(ECPs).
Propriedades patogênicas dos vírus
 Efeitos citopáticos dos vírus
 Aqueles efeitos citopáticos que resultam na morte celular são chamados de
efeitos citocidas, e aqueles que resultam em dano celular sem que ocorra
morte são chamados de efeitos não citocidas.
 Os ECPs variam de acordo com os vírus. Uma das diferenças é o ponto no
ciclo da infecção viral em que o efeito ocorre.
 Algumas infecções virais resultam em mudanças precoces na célula
hospedeira; em outras infecções, essas mudanças não são visualizadas até
estágios bem mais tardios.
Propriedades patogênicas dos vírus
 Um vírus pode produzir um ou mais dos seguintes ECPs:
 Em algum estágio durante sua multiplicação, os vírus citocidas interrompem a
síntese de macromoléculas dentro da célula hospedeira. Alguns vírus, como o
Herpes simplex virus, bloqueiam irreversivelmente a mitose.
 Quando um vírus citocida infecta uma célula, ele faz com que os lisossomos
celulares liberem seu conteúdo enzimático, resultando na destruição de
componentes intracelulares e na morte da célula.
Propriedades patogênicas dos fungos
 Fungos
 Alguns fungos possuem produtos metabólicos que são tóxicos ao hospedeiro
humano.
 Nesses casos, entretanto, a toxina é apenas uma causa indireta da doença,
uma vez que o fungo já está crescendo no hospedeiro ou sobre ele.
 Infecções fúngicas crônicas, como o crescimento de mofo em residências,
provocam respostas alérgicas no hospedeiro.
Propriedades patogênicas dos fungos
 Fungos
 Tricotecenos são toxinas fúngicas que inibem a síntese proteica em células
eucarióticas.
 A ingestão dessas toxinas causa dores de cabeça, calafrios, náuseas fortes,
vômito e distúrbios visuais.
 Essas toxinas são produzidas pelos fungos Fusarium e Stachybotrys, que
crescem em grãos e em placas de madeira usadas na construção de casas.
Propriedades patogênicas dos fungos
 Fungos
 Dois fungos que causam infecções de pele, a Candida albicans e o
Trichophyton, secretam proteases. Essas enzimas podem modificar as
membranas celulares do hospedeiro, permitindo a aderência do fungo.
 O Cryptococcus neoformans é um fungo que causa um tipo de meningite;
ele produz uma cápsula que o auxilia na resistência à fagocitose.
Propriedades patogênicas dos fungos
 Fungos
 Diversas outras toxinas são produzidas por fungos que crescem em grãos e
outras plantas.
 Produtos originados do amendoim, por exemplo, ocasionalmente são
recolhidos devido à presença de quantidades excessivas da aflatoxina, uma
toxina que apresenta propriedades carcinogênicas.
 A aflatoxina é produzida durante o crescimento do fungo Aspergillus flavus.
Quando ingerida, ela pode ser alterada no corpo humano em um composto
mutagênico.