Aula Anaeróbios - IBB
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Microbiologia de Anaeróbios Prof. Adj. Ary Fernandes Junior Departamento de Microbiologia e Imunologia Instituto de Biociências - UNESP Distrito de Rubião Júnior s/n CEP 18618-000/ Botucatu/ SP /Brasil Tel. 14 3880. 0412/0413 [email protected] Aeração - Metabolismo energético Aeróbio estrito Anaeróbio estrito (18-21% ) (<0,5%) P. aeruginosa, C.haemolyticum Mycobacterium Microaerófilo Facultativo aeróbio (1-5%) (<0.5-21%) Enterobactérias Campylobacter, Neisseria Microaerófilo anaeróbio (Aerotolerante) (2-8%) Bacteroides, Clostridium Bactérias aeróbias e facultativas O2 Metabolismo Produtos tóxicos Sistema de desintoxicação Produtos não tóxicos O2 + 2 e- + 2 H+ H2O2 O2 + e- O-2 O2 + H2O2 OH* O-2 + H2O2 O2 + OH2- + OH* H2O2 + e- + H+ H2O + OH* Ação das enzimas superóxido dismutase, catalase e peroxidase. Estas enzimas eliminam radicais tóxicos do oxigênio que são inevitavelmente gerados em sistemas vivos na presença de O2. A distribuição destas enzimas nas células determina a capacidade destas células existirem na presença de O2 . Bactérias anaeróbias estritas O2 Metabolismo Produtos tóxicos O2 + 2 e- + 2 H+ H2O2 O2 + e- O-2 O2 + H2O2 OH* O-2 + H2O2 O2 + OH2- + OH* H2O2 + e- + H+ H2O + OH* Ausência do sistema de desintoxicação Morte bacteriana Danos ao DNA, destroem componentes lipídicos, inativam enzimas Teste da Catalase Reação positiva produzida por Bacillus sp; Reação negativa produzida por Clostridium sp. Visão geral das infecções por bactérias anaeróbias Tétano Toxinfecções Botulismo Gangrena Gasosa Colite Pseudomembranosa Determinam quadros clínicos específicos (infecções clássicas) Bastonetes Esporulados Gram Positivos Infecções Inespecíficas Cocos ou Bastonetes Gram Positivos ou Negativos Principais bactérias anaeróbias de importância clínica Cocos Bastonetes Gram positivos Peptococcus Peptostreptococcus Gram negativos Veilonella Gram positivos não esporulados Actinomyces, Propionibacterium Gram positivos esporulados Clostridium C. botulinum, C. tetani, C. difficile, C. perfringens Gram negativos Bacteroides fragilis, Prevotella, Fusobacterium, Porphyromonas Anaeróbios predominantes da microbiota normal Pele Propionibacterium acnes, Peptostreptococcus Trato genital feminino Bacteroides, Porphyromonas Peptostreptococcus; Clostridium; Lactobacillus Cavidade oral e Trato respiratório superior Fusobacterium nucleatum Cocos anaeróbios Actinomyces Intestino Grupo Bacteroides fragilis, Cocos anaeróbios, Clostridium; Eubacterium, Bifidobacterium Bactérias anaeróbias e infecções associadas representativas Abscessos no cérebro -Peptostreptococos, Fusobacterium nucleatum e outros Infecções de orofaringe -Anaeróbios de orofaringe; Actinomyces, Prevotella melaninogenica, espécies de Fusobacterium Infecções de pleura e pulmões -Peptostreptococos, espécies de Fusobacterium, Prevotella melaninogenica, Bacteroides fragilis em 20 a 25% dos casos e outros Infecções intra-abdominais -Abscesso de fígado: anaeróbios mistos em 40 a 90% dos casos, microrganismos facultativos -Abscessos abdominais: Bacteroides fragilis e outros da microbiota gastrintestinal Infecções do trato genital feminino -Abscessos vulvares: Peptostreptococos e outros -Abscessos pélvicos e tubos ovarianos: Prevotella bivia e P. disiens, peptostreptococos, outros Pele, tecidos moles e infecções de medula -Microbiota anaeróbica mista; Propionibacterium acnes Bacteriemia -Bacteroides fragilis; peptostreptococos; Propionibacterium; Fusobacterium; Clostridium e outros Endocardite -Bacteroides fragilis; Actinomyces Localizações habituais de infecções causadas por bactérias anaeróbias Abscesso cerebral Infecções periodontais Abscesso pulmonar -pneumonia necrótica -empiema Infecções abdominais -pós-traumática ou pós-cirúrgica -posterior a ruptura visceral -tumor maligno Abscesso perirretal Sinusite crônica Bacteremia, septicemia, endocardite Abscessos subdiafragmático, hepático e sub-hepático Na mulher, abscesso pélvico, endometrite, infecção pós-aborto, abscesso tubo ovariano Celulite necrótica Infecção vascular ou gangrena gasosa Locais da infecção Tipo de infecção Sistema Nervoso Central Abscessos cerebrais Cabeça e Pescoço Abscesso periodontal Outras infecções orais Pleuro pulmonar Pneumonia por aspiração Abscessos pulmonares Pneumonia necrosante Intra-abdominais Peritonites e abscessos Trato genital feminino Abscessos tubo-ovarianos Abscessos vulvo-vaginais Aborto séptico Tecidos moles Gangrena gasosa (mionecroses) Celulite crepitante Fascite necrosante Características importantes das infecções inespecíficas por bactérias anaeróbias Geralmente são infecções endógenas Geralmente são infecções mistas Geralmente o patógeno não apresenta fatores de virulência evidentes Geralmente existem fatores predisponentes característicos Geralmente existem dados clínicos sugestivos Fatores predisponentes das infecções por anaeróbios Isquemia tecidual Presença de destruição tecidual Presença de tecidos desvitalizados Presença de tecidos necrosados Infecção prévia por outras bactérias Insuficiência vascular periférica “Traumas” “Cirurgias” Presença de corpo estranho nos tecidos Mordidas de animais ou humanas Processos obstrutivos (vias respiratórias ou biliares, trato intestinal) Dados clínicos sugestivos Odor fétido (ácidos graxos e aminas) Necrose tecidual intensa e desproporcional a lesão Produção de gás em abscessos Produção de gás em tecidos moles (celulite crepitante); Próximo a superfície de mucosas (anaeróbios fazem parte da microbiota de mucosas); Coloração negra em secreções contendo sangue; Dados clínicos sugestivos Infecção depois de mordidas; Infecção associada a tumor maligno, cirurgia intestinal ou ginecológica Endocardite com hemoculturas negativas Uso de aminoglicosídeos sem resultado terapêutico Visto na lâmina de microscopia e não cresceu no meio de cultura em cultivos normais; BACTÉRIAS ANAERÓBIAS (Isolamento) Amostras Exsudato de abscessos profundos, biópsias teciduais; Coleta Descontaminar adequadamente a superfície (sabão, álcool iodado, iodo polvidona ou clorexidina) (Aspiração com agulha e seringa) Transporte adequado Sem ou com mínima exposição ao oxigênio atmosférico Obs: Swab– devem ser, sempre que possível, rejeitados - São susceptíveis de serem contaminados, - ficam mais expostas ao O2 ambiente e à dissecação, - colhem pequenos volumes de produto para amostra, - não permitem a preparação de um bom esfregaço. BACTÉRIAS ANAERÓBIAS (Tratamento de doenças inespecíficas) Seleção de agentes antimicrobianos apropriados Remoção de bactérias por drenagem de abscessos Eliminação de corpos estranhos Desbridamento de tecido necrótico Bacilos anaeróbios Gram Positivos não esporulados Actinomyces (A. israelli); Propionibacterium; Eubacterium (E. lentum, E. timidum, E. brachy), Bifidobacterium (B. longum, B. breve) ; Arachnia; Rothia; Lactobacillus. -Membros da microbiota da pele e superfícies mucosas (boca, intestino, genitais) do Homem e animais -Muitas espécies são consideradas oportunistas -Crescimento lento: 3 ou + dias; Actinomyces (2 ou mais semanas) Actinomyces Semelhante fungos (filamentos “ramificados”) Actinomyces israelli Agente da Actinomicose (60% cervicofacial, 15% torácica, 20% abdominal, 5% outros tipos ex. DIU) Raramente isolado em cultura pura (crescimento lento) Típicos “grãos de enxofre” na descarga da lesão Actinomyces Actinomicose cervicofacial Bifidobacterium sp Propionibacterium acnes habitante da pele e cólon implicado em quadros de endocardite (próteses valvulares), septicemias acne em adolescentes Bacilos anaeróbios Gram negativos Bacteroides; Fusobacterium; Prevotella; Porphyromonas; Wolinella; Leptotrichia; Desulfomonas; Butyrivibrio; succinivibrio, Anaerovibrio, Anaerobiospirillum, Selenomonas. Membros da microbiota normal de animais e humanos -boca - trato respiratório superior - intestino - aparelho genital Encontrados em mais de 50% das amostras clínicas que contêm anaeróbios Bacteroides Grupo dos Bacteroides pigmentados e Porphyromonas (colônias pigmentadas) (B. corporis, B. denticola, P. asaccharolytica, P. gingivalis,, P. endodontalis: -Microbiota normal da boca, aparelho intestinal e urogenital -São agentes frequentes de infecções: • dentárias • pescoço e cabeça • após mordedura Bacteroides Grupo dos Bacteroides não pigmentados (bile sensíveis) Atualmente inclui Prevotella (P. melaninogenica) e B. bivius, B. disiens, B. oris, B. buccae, B. oralis Implicados em situações idênticas às referidas para os Bacteroides pigmentados Bacteroides Grupo do Bacteroides fragilis (bile resistentes) Inclui, entre outros: B. fragilis; B. tethaiotaomicron, B. distasonis -Implicados em situações de infecções e sepsis com ponto de partida abdominal Fusobacterium Fusobacterium longos, finos, pontas afiladas F. nucleatum Microbiota normal da boca, trato respiratório superior, intestino e aparelho genital; implicado no mesmo tipo de infecção que os Bacteroides pigmentados F. necrophorum Altamente virulento; em crianças e jovens: pode causar faringoamigdalite, complicações locais (abscesso periamigdalino, abscesso periapical, tromboflebite séptica veia jugular. Complicações à distância: abscessos metastáticos, pós bacteriemia pulmão, pleura, fígado, articulações. F. ulcerans (isolado a partir de lesões ulceradas ) Bacilos anaeróbios Gram negativos 3 1 - Fusobacterium nucleatum - microscopia eletrônica de transmissão; 2 - Bacteroides fragilis - microscopia eletrônica de transmissão; 3 - Fusobacterium nucleatum - coloração de Gram; 4 - Bactérias produtoras de pigmento negro - Porphyromonas e Prevotella. Prevotella sp Cocos anaeróbios Gram positivos Relevância clínicas Gêneros Peptostreptococcus (P. magnus, P. asaccharolyticus, P.prevotti, P.micros e P. anaerobius); Peptococcus (P. niger) Normalmente colonizam a cavidade oral, trato gastrintestinal, trato genito-urinário e a pele; Quando estes microrganismos se disseminam para locais normalmente estéreis eles causam infecções; -É necessário evitar a contaminação de amostras clínicas por peptostreptococos que existem na microbiota da mucosa; -A amostra colhida deve ser transportada num recipiente livre de oxigênio para impedir a perda dos microrganismos; -Os microrganismos necessitam de ser cultivados em meios enriquecidos e por um período longo, entre 5 a 7 dias. Gênero Clostridium (* 202 espécies) * Euzéby (2012) www.bacterio.cict.fr/c/clostridium.html Bastonetes Gram positivos (0,2 a 4 m por até 20m) Endósporos (método de Wirtz) Endósporos Microscopia eletrônica C. tetani C. botulinum C. difficile Gênero Clostridium Normalmente móveis (peritríqueos) cápsula Cápsula (C. perfringens) Cultivo em anaerobiose (Técnicas especiais) Gênero Clostridium Patogênicos Meios Complexos e Enriquecidos (AS) pH próximo do neutro; Incubação em torno de 37oC Colônias (1 ou 2 dias, Contornos Irregulares) Maioria hemolíticos C. perfringens Gênero Clostridium Meio líquido (Tioglicolato ou Fragmentos de Tecidos) Odor pútrido em culturas ou lesões Produtos do Metabolismo Identificação de espécies Sensíveis ao estresse ambiental e desinfetantes Espécies Patogênicas Exotoxinas (Neurotrópicas e Necrozantes) Gênero Clostridium Não Invasivos Toxinfecção (C. tetani e C. botulinum) Invasivos Manifestações Regionais ou Sistêmicas C. perfringens (Enterotoxemias; Infecções de Feridas) C. septicum (Infecções de Feridas Edema maligno) C. difficile (Enfermidades diarrêicas em HO) C. novyi (GG em HO) C. chauvoei , C. haemolyticum (Anaeróbio estrito), C. piliforme, C. sordelli , C. colinum , C. spiroforme, Clostridium tetani (10 tipos sorológicos - Ag H) Solo ( Doença Telúrica) Transitório no intestino; Todos os mamíferos são susceptíveis Período de Incubação x Mortalidade (incubação 3-5 dias mortalidade 90%) (incubação ± 20 dias mortalidade 3%) Clostridium tetani Patogenia Toxinas (Tetanolisina e Tetanospasmina) Esporo (Lesão) Forma Vegetativa Toxina (Tetanospasmina) SNC Impede liberação Glicina e/ou Ácido Gama-Aminobutírico Paralisia Espástica Morte Som e Luz x Liberação de Glicina; Riso Sardônico ou Trismo Neurotoxinas de Clostridium Polipeptídeo 50 k Da (Pré-Toxina) Fração A (Active) (Leve) (50 kDA) - Efeito Tóxico Fração B (Binding) (Pesada) (100 kDA) - Fixação Ativação quando quebra desta ligação bissulfeto Proteases-Tétano Tripsina - Botulismo Ação da toxina tetanospasmina (Neurotoxina) Glicina Interneurônio inibitório Inibição Sinais excitatórios do Sistema Nervoso Central Acetilcolina Músculo Toxina tetânica Clostridium tetani -DiagnósticoClínico, Bacterioscopia, Cultura, Inoculação em Animais Sensíveis. -Tratamento Antitoxina (Soro antitetânico) (para Toxina livre) (Tratamento de suporte) -Sensibilidade a drogas Penicilinas, Cefalosporinas, Metronidazol -Imunização Toxóide Tetânico (Neurotoxina tratada) Patogenia do C. tetani Paralisia Espástica Opistótono A severe case of tetanus. muscles, back and legs are rigid muscle spasms can break bones can be fatal (e.g respiratory falure falure)) Paralisia Espástica Clostridium botulinum (Toxina potente x termolábil) Botulismo (Botulus = Salsicha) Patogenia Esporo no alimento Forma Vegetativa Toxina (Tipos = A, B, C1, C2, D, E, F, G e H) Intestinos Circulação Nervos (Placa Mioneural) Inibe liberação de Acetilcolina Paralisia flácida Morte (18 a 36 horas) Resistente à Pepsina e HCL Sensível à Tripsina (Ativação da Toxina) Secura na boca e diplopia Ação da toxina Botulínica(Neurotoxina) Sinais excitatórios do Sistema Nervoso Central Músculo Mecanismo da Toxina Botulínica Patogenia do Botulismo Botulismo Clássico ou por alimentos: Resulta da ingestão de toxina pré-formada em alimentos contaminados Os alimentos caseiros estão mais envolvidos do que os alimentos industrializados É observado tipicamente em adultos Botulismo infantil: Resulta da multiplicação in vivo de C. botulinum, com produção de neurotoxina no intestino do lactente Os lactentes ingerem esporos (do solo ou da poeira caseira), mas não a toxina pré-formada É a forma mais comum Dificuldade em sugar e deglutir, choro alterado, hipotonia e fraqueza muscular Botulismo de feridas: Resulta da produção de toxina botulínica in vivo após multiplicação do C. botulinum numa ferida infectada É a forma mais rara Ferida botulínica Botulismo indeterminado: Não é possível implicar uma origem de C. botulinum alimentos ou feridas É observado em indivíduos com mais de 12 meses de idade em Clostridium botulinum -Diagnóstico Clínico Toxina no plasma ou em tecidos antes da morte -Tratamento Soroterapia (Para toxina livre) Guanidina e Aminopiridina ( liberação de Acetilcolina) -Imunização Toxóide (Necessário elevada quantidade da toxina) Clostridium perfringens (Tipos A - E) (Clostridio Invasivo) Ocorre no trato intestinal de humanos, animais e solo. Capsulado Manifestação Clínica Intoxicação (Enterotoxemias) (Rápida Multiplicação) Infecção com Gangrena Gasosa (Destruição Tecidual) C. perfringens Clostridium perfringens Patogenia Esporo Tecido (Lesão ou Via Digestiva) Toxinas e Enzimas Necrozantes (Forma Vegetativa) Necrose Bacteremia (Linfáticos e Sanguíneo) Toxemia Morte do Indivíduo. Clostridium perfringens -Toxinas (14 tipos) (Toxina alfa ou fosfolipase C) (Age sobre Lecitina do Tec. Conj. Necrose local) -Diagnóstico Bacterioscopia, Pesquisa da toxina, (cultivo) -Tratamento Enterotoxemia Antitoxina Penicilina G, Metronidazol, Macrolídeos, Ampicilina Oxigênio Hiperbárico Toxinas de Clostridium perfringens FERMENTAÇÃO TUMULTUOSA- STORMY FERMENTATION IRON MILK O Clostridium perfringens É O ÚNICO MICRORGANISMO QUE PRODUZ ESTA REAÇÃO Toxina alfa - lecitinase (fosfolipase C) C. perfringens enterotoxigênico Gangrenas Gangrenas Gangrenas Clostridium septicum Edema maligno Celulite por Clostridium Colite (Clostridium difficile)
