INTERAÇÕES MICRORGANISMO

INTERAÇÕES MICRORGANISMOHOSPEDEIRO
Prof. Francis Moreira Borges
Teoria do Germe da Doença: os microrganismos podiam
causar doenças.
1860 - Joseph Lister e Semmelweis => aplicaram a teoria do germe para
procedimentos médicos.
1876 - Robert Koch => primeira prova que um microrganismo realmente causava
doenças => Bacillus antracis – Postulados de Koch.
Em 1877, Koch formulou um conjunto de
postulados os quais afirmava deveriam ser
adotados para que se aceitasse uma relação
entre um microrganismo em particular e
uma doença.
Postulados de Koch:
1. O mesmo patógeno deve estar
presente em todos os casos da
doença;
2. O patógeno deve ser isolado do
hospedeiro doente e crescer em
cultura pura;
3. O patógeno deve causar a doença
quando inoculado em animal
saudável;
4. O patógeno deve ser isolado do
animal inoculado e deve ser o
organismo original.
O PLANETA MICROBIANO
Os microrganismos são ubíquos e são capazes de se
adaptar a qualquer ambiente físico-químico.
Nascidos em um ambiente repleto de
micróbios, todos os animais tornam-se
infectados
desde
o
momento
do
nascimento e, por toda a vida, tanto o
homem como outros seres vivos albergam
uma variedade de espécies bacterianas
COLONIZAÇÃO x 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.
Infecção pode existir sem doença detectável
Tanto a colonização quanto a doença resultam das inter-relações
entre os microrganismos e seus hospedeiros
MICROBIOTA RESIDENTE, AUTÓCTONE OU INDÍGENA
• Microrganismos relativamente fixos, regulares em determinados sítios
• Quase sempre presentes em altos números (maiores do 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 ao seu
hospedeiro
• Barreira contra instalação de microrganismos patogênicos
• Modulação do sistema imunológico
• Produção de substâncias utilizáveis pelo hospedeiro
• Degradação de substâncias tóxicas
MICROBIOTA TRANSIENTE OU TRANSITÓRIA
• Microrganismos não patogênicos ou potencialmente patogênicos
• Passam “temporariamente” pelo hospedeiro
Alguns microrganismos transitórios têm pouca importância, desde que a microbiota residente
esteja em equilíbrio:
• Havendo alteração nesse equilíbrio, os microrganismos transitórios podem
proliferar-se e causar doença
INTER-RELAÇÕES BACTÉRIA-HOSPEDEIRO
Simbiose
Quando tanto o hospedeiro quanto a bactéria se beneficiam de sua inter-relação, ela é
denominada “simbiótica”. Esta relação é extremamente estável, visto que a sobrevivência de
ambos os membros depende dela.
Antibiose
Quando bactérias e hospedeiro são antagonistas, se estabelece uma relação “antibiótica”.
Essa relação é bastante instável tanto para hospedeiro quanto para as bactérias, pois caso
haja a 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 DA
MICROBIOTA RESIDENTE
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.
INTER-RELAÇÕES BACTÉRIA-HOSPEDEIRO
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
=> habilidades dos microrganismos.
AS INTERAÇÕES MICRORGANISMO-HOSPEDEIRO
PODEM OU NÃO RESULTAR EM DANO AO
HOSPEDEIRO
FATORES DE VIRULÊNCIA BACTERIANOS
Salmonella typhi
Como as bactérias causam doenças?
Bactérias podem causar doença por 2 mecanismos principais:
Produção de toxinas e/ou enzimas:
- exotoxinas: polipeptídeos secretados pelas células;
- endotoxinas: LPS presentes na parede celular de Gram negativas.
Tanto as endo quanto as exotoxinas podem causar sintomas independentemente da
presença da bactéria no hospedeiro.
Invasão e inflamação: Bactérias podem aderir às células do hospedeiro, penetrar e
se multiplicar no local nos tecidos sãos, induzindo a resposta inflamatória, que
consiste em eritema, edema, calor e dor.
Produção de Enzimas e/ou Toxinas
A virulência de algumas bactérias é intensificada pela produção de enzimas
extracelulares.
Produção de Enzimas:
 Hemolisinas: secretadas pelos estreptococos - capazes de lisar hemácias.
 Coagulases: enzimas secretadas por alguns membros do gênero estafilococos – transformação do
fibrinogênio em fibrina; responsável pela formação de um coágulo ao redor da bactéria.
 Hialuronidases: tipo de enzima produzida por estafilococos e estreptococos que hidrolisa o ácido
hialurônico presente no tecido conjuntivo.
 Colagenases: produzida por várias espécies de Clostridium - digestão do colágeno presente no tecido
conjuntivo.
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
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.
 Toxinas eritrogênicas: os Streptococcus pyogenes podem produzir toxinas
conhecidas como eritrogênicas, que lesam os capilares sanguíneos sob a pele e
produzem um exantema de cor vermelha (escarlatina).
Neurotoxinas
 Toxina tetânica: Clostridium tetani.
Esta toxina atinge o sistema nervoso
central e se liga as células nervosas que
controlam a contração de vários
músculos esqueléticos. A contração
muscular vai se tornar incontrolável,
produzindo os sintomas convulsivos.
 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.
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
diarréia 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.
• 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 sangüíneos
 perda de grandes quantidades de líquidos e consequentemente uma queda da
pressão arterial, que leva ao choque.
Propriedades
Exotoxina
Endotoxina
Relação com o
microrganismo
Produto metabólico
das células em
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
Invasão e inflamação
Bactérias aderem, colonizam e se multiplicam no local da infecção, causando uma
lesão direta que induz uma resposta inflamatória.
Adesinas:
• A maioria dos microrganismos causa doença pela
capacidade de aderência aos tecidos do hospedeiro,
penetração e escape do sistema imunológico.
• A adesão entre o patógeno e o hospedeiro é obtida
por meio de moléculas de superfície no patógeno
denominadas de adesinas ou ligantes.
=> Localizadas em estruturas de superfície, tais
como: as fímbrias e as cápsulas.
Fímbria comum
Cápsula:
• A cápsula também vai auxiliar a adesão do
microrganismo ao tecido
• Contribui para resistência bacteriana à
fagocitose, pois bloqueia a fagocitose
Peptidioglicano:
• Ácidos teicóicos da parede das
bactérias Gram positivas contribuem
para adesão dos microrganismos às
mucosas do hospedeiro.
• Proteínas de superfície: Proteína M de
Streptococcus pyogenes
• Outer Membrane Protein (OMP): BGN
A carga infecciosa ou dose infecciosa necessária para um organismo
causar doença, varia entre as bactérias patogênicas.
Ex.: Salmonella e Shigella causam infecções do trato gastrointestinal.
• A dose infecciosa de Shigella é de menos de 100 células;
• A dose infecciosa de Salmonella é de mais de 100.000 células.
• A dose infecciosa do Vibrio cholerae é 108 células
Fatores como a diminuição da acidez do estômago podem diminuir a DI de
maneira significativa.
Por outro lado, a acidez estomacal pode ativar a expressão de componentes de
virulência microbiana.
Microbiota indígena
Monomicrobiana
ORIGEM
ETIOLOGIA
Microbiota exógena
Polimicrobiana
Infecciosa
NATUREZA
Não-infecciosa
OCORRÊNCIA DAS DOENÇAS INFECCIOSAS
O conhecimento da incidência e da prevalência de uma determinada doença permite
aos epidemiologistas estimar a periodicidade da doença e a tendência de ser mais
comum em determinados grupos da população
Endemia: constantes em baixos níveis numa população específica, em determinada região.
Epidemia: ocorrem mais frequentemente do que o usual.
Pandemia: que têm uma distribuição mundial.
Doenças Infecciosas Emergentes - DIE
São aquelas que são novas ou estão se alterando, mostrando um aumento na
incidência em um passado recente ou um potencial aumento em um futuro
próximo.
Como identificar?
•Doença local torna-se disseminada;
•Doença rara torna-se comum;
•Doença leve torna-se mais grave;
FATORES QUE CONTRIBUEM PARA A EMERGÊNCIA DE NOVAS
DOENÇAS INFECCIOSAS:
1. Uso disseminado, e algumas vezes inadequado, de antibióticos e
pesticidas => estimulam o crescimento de uma população mais resistente
de microrganismos;
2. Aquecimento global => pode aumentar a distribuição e a sobrevivência
dos reservatórios e dos vetores;
3. Globalização - Transportes modernos => disseminação de doenças
conhecidas para novas áreas geográficas;
4. Regiões que sofrem com desastres ecológicos naturais, guerras,
construções e expansão imobiliária (desmatamento);
5. Medidas de controle animal => morte de determinados predadores
6. Falhas nas medidas públicas de saúde (falta de vacinação,p.ex.).
DISSEMINAÇÃO DA INFECÇÃO
Reservatórios de infecção
Para uma doença se perpetuar, deve haver uma fonte contínua de organismos da doença.
Esta fonte pode ser o microrganismo vivo ou um objeto inanimado que fornece ao
microrganismo condições adequadas para sobreviver e se multiplicar.
Resevatórios humanos
• O principal reservatório vivo de doença humana é o corpo humano em si. Muitas
pessoas abrigam patógenos e os transmitem direta ou indiretamente para outras pessoas.
• Portadores sãos => algumas pessoas podem abrigar os patógenos e transmiti-los a
outras, sem exibir quaisquer sinais de doença.
• Os portadores humanos desempenham um importante papel na disseminação de
doenças como AIDS, hepatite, gonorréia, sífilis, etc.
Resevatórios animais
• Tanto os animais selvagens como os domésticos são reservatórios de
doenças => zoonoses.
Doença
Agente causal
Reservatório
Transmissão
Tifo endêmico
Rickettsia tiphy
roedor
Picada de pulga
Febre maculosa
Rickettsia rickettsii
roedor
Picada de carrapato
Psitacose
Chlamydia psittaci
aves
Contato direto
Doença de Lyme
Borrelia burgdorferi
roedor
Picada de carrapato
Resevatórios inanimados
• Os principais reservatórios inanimados de doenças infecciosas são o solo,
a água e os alimentos (tétano, hepatites, cólera, salmonelose, brucelose,
etc).
TRANSMISSÃO DAS DOENÇAS
Transmissão Vertical: Transmissão da mãe para o embrião/feto.
Transmissão Horizontal:
Contato: direto (pessoa-pessoa) ou indireto (fômites/vetores)
Veículo: água, alimentos, ar, sangue e líquidos corporais, drogas e líquidos
intravenosos
Vetores: insetos e artrópodes, que podem transmitir doenças mecanicamente
(transporte passivo dos patógenos) ou biologicamente (transporte ativo, onde o
vetor pica uma pessoa ou animal infectado com os patógenos e estes se multiplicam
no vetor, que vai transmiti-los mais tarde para um hospedeiro em potencial.
Secreções respiratórias e saliva
Os microrganismos que causam doença localizada do trato respiratório são
excretados no muco ou saliva através de tosse, espirro e fala. Alguns
microrganismos que causam infecção sistêmica também são excretados pelo trato
respiratório. Ex.: vírus influenza, vírus do sarampo e vírus da caxumba,
tuberculose, coqueluche.
Leite materno
Alguns microrganismos são excretados no leite materno, podendo servir como
fonte de transmissão. Ex. citomegalovírus, vírus da hepatite B
Sangue
O sangue é a fonte usual onde os artrópodes adquirem microrganismos; pode ser a
rota de transferência de vírus ou bactérias para o feto e pode transmiti-los por
transfusão sanguínea ou através de agulhas e seringas contaminadas.
Trato genitourinário
É uma importante fonte na disseminação de microrganismos transmitidos
sexualmente.
 Alguns microrganismos são excretados na urina, como vírus da caxumba e
citomegalovírus, poluindo o ambiente e permitindo a sua disseminação, embora
esse não seja o principal modo de transmissão (Leptospirose)
Fezes
Os microrganismos entéricos são excretados nas fezes e podem contaminar o
ambiente causando epidemias, sendo resistentes às condições do ambiente.
Ex. E. coli patogênicas, vírus da hepatite e rotavírus.
Pele
A pele é uma importante fonte de microrganismos em doenças transmitidas por
contato direto via abrasão. Ex. piodermites (estafilocócicas ou estreptocócicas),
micoses, vírus do herpes simplex e vírus do papiloma.
ENTRADA DO MICRORGANISMO NO HOSPEDEIRO
Os patógenos podem entrar no hospedeiro através de várias vias denominadas de
portas de entrada.
As principais portas de entradas são:
pele
membranas mucosas
via parenteral
placenta
Pele
A pele íntegra é impermeável para a maioria dos microrganismos.
Alguns microrganismos vão obter acesso ao corpo através de aberturas na pele
como os folículos pilosos e os ductos das glândulas sudoríparas.
Membranas mucosas
 Muitos microrganismos obtêm acesso ao corpo do hospedeiro penetrando pelas
membranas mucosas que revestem o trato respiratório, gastrintestinal, geniturinário e
conjuntivo (adenovírus, estafilococos).
 O trato respiratório é a porta de entrada mais fácil e mais frequentemente utilizada
pelos microrganismos infecciosos.
 As principais doenças que são contraídas comumente pelo trato respiratório
incluem o resfriado comum, a pneumonia, a tuberculose, a influenza, o sarampo,
micoses sistêmicas etc.
 Os microrganismos também podem obter acesso ao trato gastrintestinal através
dos alimentos e água contaminados.
 Rota de entrada para vários patógenos importantes que causam lesões locais ou
sistêmicas, transmitidos por via sexual (sífilis, CMV)
Via parenteral
Os microrganismos obtêm acesso ao corpo do hospedeiro por meio da via
parenteral, através da deposição direta nos tecidos por meio de punções, injeções,
ferimentos e cirurgias.
Placenta
Infecções congênitas atingem o feto via placenta. Ex. sífilis, vírus da rubéola, HIV
ESTÁGIOS DA PATOGÊNESE
1 – transmissão a partir de uma fonte externa para a porta de entrada;
2 – evasão das defesas primárias do hospedeiro, como a pele e a acidez do estômago;
3 – aderência às membranas mucosas do hospedeiro;
4 – colonização e multiplicação no sítio da infecção;
5 – Sintomas da doença causados pela produção de enzimas/toxinas ou pela invasão
acompanhada por inflamação;
6 – respostas do hospedeiro inespecíficas ou específicas (sistema imunológico) durante a
invasão, multiplicação ou produção de toxinas;
7 – Prosseguimento ou término da doença.