Aula microbiota e mecanismos de patogenicidade.

Prévia do material em texto

Microbiota e 
Mecanismos de 
patogenicidade
bacteriana
Danielle Pereira Vieira
MICROBIOTA NORMAL DO CORPO 
HUMANO
Microbiota normal do corpo humano
Microbiota normal do corpo humano
Na passagem pelo canal do parto, bebê recebe os primeiros componentes da microbiota.
A microbiota normal desenvolveu uma relação simbiótica 
com seu hospedeiro mamífero.
Microbiota normal do corpo humano
Contribui para a saúde e o bem-estar do hospedeiro:
 Geração de produtos microbianos
 Inibindo o crescimento de microrganismos perigosos
Microbiota normal do corpo humano
Colonização
Altamente diversa.
Diferentes populações de microrganismos colonizam diferentes 
locais dos indivíduos, em diferentes momentos. 
Microbiota normal do corpo humano
Microbiota normal do corpo humano
Pele
Microbiota normal do corpo humano
Mais de 200 gêneros diferentes foram identificados.
Mais de 60% das sequências - Corynebacterium
(Actinobacteria), Propionibacterium (Actinobacteria) 
e Staphylococcus (Firmicutes).
Pele
Microrganismos eucarióticos também estão presentes na 
pele. 
Levedura - Malassezia - caspa
Pacientes com HIV/Aids, ou individuos com microbiota normal 
comprometida - Candida e outros fungos - graves infeccoes
de pele.
Microbiota normal do corpo humano
Pele
Malassezia
Fatores ambientais e do hospedeiro podem influenciar a 
composição da microbiota normal da pele. 
Clima - aumento na temperatura e umidade da pele, 
aumenta a densidade da microbiota cutânea.
Higiene pessoal interfere na microbiota residente.
Indivíduos pouco asseados - maior densidade populacional 
microbiana na pele.
Microbiota normal do corpo humano
Pele
Microbiota normal do corpo humano
Pele
Importância da remoção da microbiota transitória 
das mãos pelos profissionais da área de saúde.
Microbiota normal do corpo humano
Cavidade oral
Habitat microbiano complexo e heterogêneo.
Partículas de alimentos e fragmentos celulares -
altas concentrações de nutrientes nas superfícies próximas, 
como dentes e gengivas –
condições favoráveis ao intenso crescimento microbiano 
local -
Dano tecidual e doença
Saliva – lisozimas e outras enzimas que matam bactérias
Microbiota normal do corpo humano
Cavidade oral
Formação de Biofilme
nas superfícies dentais
Microbiota normal do corpo humano
Cavidade oral
Maioria aeróbio facultativo. 
Alguns – Bacteroidetes – anaeróbios.
Aeróbios - Neisseria, Acinetobacter e
Moraxella no filo Proteobacteria. 
Streptococcus - gênero mais abundante 
na boca – cerca de 25% das bactérias 
encontradas em alguns indivíduos. 
Microbiota normal do corpo humano
Trato gastrointestinal
O trato gastrintestinal possui cerca de 400 m2 de área 
superficial - media de 1014 células microbianas.
Microbiota normal do corpo humano
Trato gastrointestinal
A composição da microbiota intestinal de seres 
humanos varia e depende, em parte, da dieta.
Microbiota normal do corpo humano
Trato gastrointestinal
Produtos da microbiota intestinal
Os microrganismos intestinais - ampla variedade de reações 
metabólicas – produção de vários compostos essenciais. 
A composição da microbiota intestinal e a dieta influenciam o 
tipo e a quantidade de compostos produzidos.
Microbiota normal do corpo humano
Trato gastrointestinal
Produtos da microbiota intestinal
Vitaminas B12 e K
Vitaminas essenciais não sintetizadas pelo homem.
Produzidas pela microbiota intestinal e absorvidas a partir 
do cólon.
Microbiota normal do corpo humano
Trato gastrointestinal
Produtos da microbiota intestinal
Durante a passagem do alimento pelo trato gastrintestinal, a 
água é absorvida da matéria digerida, que se torna 
gradativamente mais concentrada - fezes.
As bactérias correspondem a cerca de um terço do peso da 
matéria fecal. 
Organismos que habitam o lúmen do intestino grosso são 
continuamente removidos pelo fluxo do material - bactérias 
eliminadas continuamente substituídas a
partir de novo crescimento – similar a um sistema de cultivo 
contínuo in vitro.
Microbiota normal do corpo humano
Trato gastrointestinal
Microbiota normal do corpo humano
Trato gastrointestinal
Alterações da microbiota
• Administração de antibióticos:
 inibe patógenos e microbiota normal – diarréia –
 Patógenos oportunistas – alteração função digestiva e 
doenças
Ex. Clostridium difficile – infecção e colite
Término da administração – microbiota restabelecida -
Probióticos, culturas vivas de bactérias intestinais que, 
quando administradas ao hospedeiro, podem promover 
benefícios a saúde.
Microbiota normal do corpo humano
Trato gastrointestinal
Alterações da microbiota
Microbiota normal do corpo humano
Trato gastrointestinal
Alterações da microbiota
 ESTRESSE
Microbiota normal do corpo humano
Trato respiratório
No trato respiratório superior 
microrganismos vivem em áreas banhadas 
pelas secreções das membranas mucosas. 
Bactérias penetram pelo ar - maioria 
delas fica presa no muco das vias nasal e 
oral, sendo expelidas com as secreções 
nasais, ou engolidas. 
Grupo restrito de
microrganismos coloniza as superfícies 
mucosas respiratórias
de todos os indivíduos. 
• maior frequência - estafilococos, 
estreptococos, bacilos
difteroides e cocos gram-negativos.
Microbiota normal do corpo humano
Trato respiratório
O trato respiratório inferior
de adultos saudáveis não apresenta uma 
microbiota residente, apesar do grande 
número de organismos potencialmente
capazes de alcançar essa região durante a 
respiração.
Alguns patógenos são capazes de
atingir estes locais, causando doenças, 
principalmente pneumonias.
Microbiota normal do corpo humano
Trato urogenital
Trato urogenital masculino e feminino saudáveis - rins e a bexiga são 
normalmente estéreis.
Células epiteliais que revestem a porção distal da uretra - colonizadas por 
bactérias aeróbias facultativas gram-negativas.
Microbiota normal do corpo humano
Trato urogenital
A vagina da mulher adulta e ligeiramente acida (pH , 5). -
Lactobacillus acidophilus - ácido láctico – pH ácido.
Outros organismos, como leveduras, vários estreptococos e E. coli 
podem também estar presentes. 
Patógenos em potencial, como Escherichia coli e Proteus
mirabilis
Tais organismos frequentemente provocam infecções do 
trato urinário, especialmente em mulheres.
Interações entre homens e microrganismos
X
Mecanismos de patogenicidade
bacteriana
Patogênese bacteriana
FATORES DE VIRULÊNCIA
VIRULÊNCIA - medida da patogenicidade –
a capacidade relativa de um patógeno em provocar 
doenças.
Conceitos importantes
Atenuação
diminuição ou perda da virulência de um 
patógeno.
Conceitos importantes
Quando os patógenos são mantidos em culturas
laboratoriais, em vez de isolados a partir de animais doentes,
sua virulência geralmente é diminuída ou mesmo totalmente perdidas.
IMPORTÂNCIA
As vacinas contra sarampo, caxumba e rubéola, e as 
vacinas de raiva para animais, por exemplo, são compostas 
por vírus atenuados.
1. Lectina/carboidrato
2. Proteína/Proteína
Ligação as
glicoproteinas da 
superfície da célula 
hospedeira, 
iniciando o
processo de 
aderência.
* Flagelos também podem aumentar a adesão
Ex: Fímbrias tipo I de 
bactérias entéricas
(Escherichia, Klebsiella, 
Salmonella e Shigella). 
Fimbrias tipo I são 
distribuídas 
uniformemente sobre a 
superfície das
células.
Estruturas proteicas da
superfície da célula bacteriana
ADESÃO
ADESÃO
envoltório polimérico - camada densa e bem definida
rede frouxa de fibras poliméricas
ADESÃO
Comunidade complexa e 
estruturada de microrganismos, 
envoltos por uma matriz 
extracelular de polissacarídeos, 
aderidos entre si a uma 
superfície ou interface.
ADESÃO
Lipopolissacarídeos tóxicos encontrados na maioria das bactérias Gram- negativas. 
Componentes estruturais da membrana externa Gram-negativa.
Endotoxinas
Toxinas
Lipídeo A - toxicidade,
Polissacarídeo- imunogênico 
Necessários
para o efeito tóxico.
Liberadas em 
quantidadestoxicas apenas 
quando as células 
sofrem lise.
Endotoxinas
Toxinas
• Provocam vários efeitos fisiológicos.
Febre - estimula as células hospedeiras 
a liberarem citocinas, proteinas
solúveis secretadas pelos fagócitos e 
outras células, que atuam como 
pirogênios endógenos, proteinas que 
afetam o centro cerebral que controla 
a temperatura, provocando a
febre. 
As citocinas liberadas em 
resposta a exposição a 
endotoxina também podem 
causar diarreia, rápida 
diminuição no número de 
linfócitos e plaquetas, e 
inflamação generalizada.
Altas doses de 
endotoxinas podem 
causar a
morte por choque 
hemorrágico e 
necrose de tecidos. 
• Exotoxinas são proteínas 
tóxicas liberadas pela célula 
do patógeno, a medida que 
ele cresce.
• Essas toxinas deslocam-se 
de um sitio de infecção e 
causam danos em regiões 
afastadas.
• Classificam-se em uma 
entre 3 categorias em termos 
de mecanismos: as toxinas 
citolíticas, as toxinas AB
e os superantígenos.
• Um subconjunto das 
exotoxinas são as 
enterotoxinas.
Toxinas
Exotoxinas
Exotoxinas
Toxinas
Citotoxinas ou toxinas citolíticas
Proteínas extracelulares solúveis, 
secretadas, produzidas por uma 
variedade de patógenos - danificam 
a membrana citoplasmática do 
hospedeiro, provocando lise e morte 
celular. 
Devido a atividade lítica destas toxinas, 
são mais facilmente observadas nos 
ensaios que utilizam eritrócitos –
hemolisinas.
α-Toxina de estafilococos
Os superantígenos estimulam um grande 
número de células da resposta imune, 
resultando em intensas reações inflamatórias
e danos teciduais.
Exotoxinas
Toxinas
Toxinas
Exotoxinas tipo AB
ToxinasToxinas
Exotoxinas tipo AB
- toxina entra através de endocitose
mediada receptor
-Acidificação da vesícula endocítica permite
a dissociação do fragmento A de B
-Fragmento A entra no citoplasma
- Síntese proteica interrompida – morte
celular
Interação da toxina 
Toxina diftérica
• Exotoxina A de Pseudomonas aeruginosa, toxina 
Shiga e tipo Shiga produzida por E. coli 
enteropatogenica atuam de forma similar.
Atua como neurotoxina
ToxinasToxinas
Exotoxinas tipo AB
Toxina botulínica
Bloqueia a liberação de neurotransmissores envolvidos no controle 
muscular
Impede a
contração muscular e 
provoca a paralisia 
flácida e morte por
asfixia - resultado 
fatal do botulismo.
Atua como neurotoxina
ToxinasToxinas
Exotoxinas tipo AB
Toxina tetânica
Bloqueia a liberação de neurotransmissores envolvidos no controle 
muscular
Mantém os músculos 
afetados em 
constante
estado de contração.
Quando os
músculos respiratórios 
são envolvidos, a 
contração prolongada
pode resultar em morte 
por asfixia.
ToxinasToxinas
Exotoxinas tipo AB
Toxina colérica
Diarreia grave, desidratação que traz risco de 
vida, e depleção de eletrólitos.
AMPc - mediador de diferentes sistemas reguladores 
nas células, incluindo o equilíbrio iônico. 
Alteração nas concentrações iônicas leva a secreção 
de grandes quantidades de água no lúmen intestinal 
- a taxa de perda de água no intestino delgado é 
maior do que sua possível reabsorção pelo intestino 
grosso, resultando em uma
perda maciça global de fluidos e diarreia aquosa.
degradação do polissacarídeo ácido hialurônico dos tecidos.
destroem rede de colágeno que sustenta os tecidos
dissolvem os coágulos de fibrina, tornando possível a disseminação da invasão
membrana
Cápsula - Streptococcus pyogenes – ác. hialurônico - quimicamente idêntico ao humano
Proteína inibidora do complemento de Streptococcus pyogenes - inativa o complexo C5-C9 anulando a função lítica
Diferentes tipos de polissacarideo O
SISTEMAS DE SECREÇÃO
- Existem 6 sistemas de secreção descritos para bactérias – I ao VI
- Os sistemas de secreção dos tipos I, III, IV e VI – secretam proteínas através das 
membranas interna e externa em um único passo.
- III, IV e VI possuem aparato para injetar proteínas diretamente no citosol da célula
eucariótica.
SISTEMA DE SECREÇÃO TIPO III
 Sistema de secreção Tipo III – secreta 
proteínas como, tir e outras envolvidas 
em morte celular por apoptose, 
disfunção em mitocôndrias e diminuição 
da barreira defensiva da mucosa 
intestinal.