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Vânia Lúcia da Silva
Patogênese das doenças bacterianas e relação bactéria-hospedeiro
Universidade Federal de Juiz de Fora Departamento de Parasitologia, Microbiologia e
Imunologia
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Qual a importância de se conhecer a patogênese das doenças bacterianas?
Bactérias Doenças
Patogênese
Morbidade/ Mortalidade (Econômico)
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Qual a importância de se conhecer a patogênese das doenças bacterianas?
Bactérias Doenças
Patogênese
Controle - Curso da infecção - Disseminação /transmissão - Diagnóstico - Tratamento (drogas)
Morbidade/ Mortalidade (Econômico)
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Elementos envolvidos no processo saúde-doença
Agente etiológico Hospedeiro
Ambiente
SAÚDE DOENÇA
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Diversidade e ubiquidade bacteriana
Conjunto de nichos ambientais que fornece:
Nutrientes
Umidade
Calor
Os microrganismos são ubíquos.
Os ecossistemas são normalmente
colonizados por uma ampla e diversa
microbiota, formada principalmente por
bactérias e fungos.
Microbiota que coloniza o corpo humano é
numerosa, complexa e diversa.
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ECOSSISTEMA HUMANO
Número de células do nosso corpo: 10 trilhões
Número de células microbianas no nosso corpo: 1012
Número de células microbianas no trato gastrintestinal humano: 1013
Biomassa bacteriana no intestino humano: 1,2 kg (40 a 50% do peso fecal)
Diversidade e ubiquidade bacteriana
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.
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Exposição ao mundo microbiano
Infecção ou colonização - presença e multiplicação de uma bactéria em um hospedeiro, sem sinais e sintomas perceptíveis de doença. Infecção pode existir sem doença detectável.
Doença - alteração do estado normal do organismo
Morte
Exposição X Colonização X Doença
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• Os microrganismos que habitam os diversos sítios
anatômicos do corpo humano e outros animais
saudáveis podem ser classificados em dois grupos:
Microbiota
transitória
Microbiota
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• Barreira contra instalação de microrganismos patogênicos
• Produção de substâncias utilizáveis pelo hospedeiro • Degradação de substâncias tóxicas • Modulação do sistema imunológico
Funções
• Microrganismos encontrados com regularidade em determinada área, quase sempre em altos números
• Não produzem doença em condições normais; • Diversificada habilidade metabólica
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Microrganismos podem se comportar como patógenos oportunistas, em situações de desequilíbrio ou ao serem introduzidos em sítios não específicos.
Ex: E. coli no intestino: inofensivo
E. coli no trato urinário: colonização - infecção urinária (doença)
Caráter anfibiôntico
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Microrganismos da
microbiota residente humana
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• 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
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Relações entre a microbiota e o hospedeiro
Simbiose – relação entre dois organismos na qual pelo menos um é
dependente do outro
Muitos microrganismos que fazem parte da microbiota residente
Bactérias do intestino grosso que sintetizam
vitamina K – absorvidas pelos vasos sanguíneo IG fornece nutrientes
Muitas bactérias causadoras de doenças são parasitas
Caráter anfibiôntico
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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 expressos pelas células.
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Fatores de virulência
Estruturas, produtos ou estratégias que contribuem para o aumento da capacidade da bactéria de causar doença
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Mecanismos bacterianos de patogenicidade
Portas de entrada
Rotas de transmissão
Aderência Invasão
Portas de saída
Dano Doença
Colonização
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Portas de entrada
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Portas de entrada
Trato respiratório Inaladas para dentro da cavidade nasal ou boca – gotículas de umidade ou partículas de pó
Bactéria Doença
Streptococcus pneumoniae Pneumonia pneumocócica
Mycobacterium tuberculosis Tuberculose
Bordetella pertusis Coqueluche
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Portas de entrada
Trato gastrintestinal Alimentos e água
Bactéria Doença
Vibrio chloreae Cólera
Salmonella enterica Salmonelose
Escherichia coli Gastroenterites
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Portas de entrada
Trato geniturinário Porta de entrada de patógenos sexualmente transmitidos Membranas mucosas íntegras ou presença de cortes
Bactéria Doença
Neisseria gonorrhoeae Gonorréia
Treponema pallidum Sífilis
Chlamydia trachomatis Uretrite
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Portas de entrada
Pele ou via parenteral Pele íntegra – impenetrável para maioria das bactérias Cortes, ferimentos, injeções - favorecem a entrada
Bactéria Doença
Clostridium tetani Tétano
Rickettsia rickettsii Febre maculosa
Leptospira interrogans Leptospirose
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Salmonella typhi – sinais e sintomas quando ingeridas (via preferencial); se em contato com a pele – sem colonização.
Porta de entrada preferencial
Alguns podem iniciar doença a partir de mais de uma porta de entrada. Ex: Bacillus anthracis (pele e inalação)
Streptoccocus pneumoniae – se inalados (via preferencial) podem causar pneumonia; se ingeridos – sem colonização.
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Bactérias podem causar doença por 2 mecanismos principais:
Invasão e inflamação:
- Bactérias podem aderir às células do hospedeiro, penetrar e se multiplicar no local nos tecidos sadios, induzindo a resposta inflamatória (eritema, edema, calor e dor)
Produção de toxinas e/ou enzimas:
- exotoxinas: polipeptídeos secretados pelas células;
- endotoxinas: LPS presentes na parede celular de Gram negativas.
Como as bactérias causam danos às células hospedeiras
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Como as bactérias causam danos às células hospedeiras: invasão e inflamação
Utilização de nutrientes do hospedeiro – removem ferro das proteínas transportadoras do hospedeiro.
Dano direto – a própria aderência e invasão da bactéria causa danos e lise das células hospedeiro. Ex: Shigella, E. coli, Salmonella e N. gonorrhoeae
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Fatores relacionados a adesão
Geralmente é específica, dependente do reconhecimento bactéria-hospedeiro • Adesinas - localizadas em estruturas de superfície da
célula e interagem com receptores das células do hospedeiro.
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Fatores relacionados a adesão
E. coli aderida nas células da bexiga humana
E. coli entero-hemorrágica O157:H7 aderida às microvilosidades intestinais
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Fatores relacionados a adesão
Cápsula
Fímbrias
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Fatores relacionados a adesão
Biofilmes – Comunidades estruturadas de células microbianas envolvidas
por exopolissacarídeos e aderidas a superfícies
Biofilme – placa dental
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Como as bactérias causam danos às células hospedeiras: produção de toxinas e/ou enzimas
Endotoxina – lipídeo A do LPS
Exotoxina – produzidas e liberadas no meio • Citotoxina • Neurotoxina • Enterotoxina
Enzimas – produzidas no metabolismo
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Enzimas • Coagulase – coagula o fibrinogênio no sangue, forma coágulo
– protege a bactéria da fagocitose e a isola de outras defesas do hospedeiro.
Produção de enzimas
Staphylococcus aureus
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• Colagenase – hidrólise do colágeno que forma os tecidos conectivos de músculos e outros tecidos e órgãos. Células do hospedeiro tornam-se fracamente aderidas => disseminação da bactéria.
Produção de enzimas
Streptococcus spp
Clostridium perfringens
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Produção de toxinas - Citotoxinas
Toxina diftérica de Corynebacterium diphteriae - inibe a síntese de proteínas celulares.
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Toxina de Staphylococcus aureus: formam poros – liberação do conteúdo celular e influxo de compostos extracelulares – lise celular
Produção de toxinas - Citotoxinas
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- Age nas junções neuromusculares e impede a transmissão de impulsos dos neurônios para o músculo pela inibição da liberação de acetilcolina.
- Paralisia – músculo não se contrai
Neurotoxina – Clostridium botulinum Toxina botulínica – age nas junções neuromusculares e impede a
transmissão de impulsos para músculo (não se contrai)
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Neurotoxina – Clostridium tetani Toxina tetânica – liga-se às células nervosas – contração muscular
incontrolável
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Enterotoxina – Vibrio cholerae Aumento da secreção de líquidos e eletrólitos pelas células
intestinais – diarreia intensa
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![Page 39: Patogênese das doenças bacterianas e relação …ªnese-das-doenças... · Toxina de Staphylococcus aureus: formam poros – liberação do conteúdo celular e influxo de compostos](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020304/5ba104cd09d3f2616b8b7f90/html5/thumbnails/39.jpg)
Endotoxinas
Parte do LPS da parede celular das bactérias Gram-negativas.
Bactérias Gram negativas mortas liberam endotoxina – induz efeitos como febre, inflamação, diarreia, choque e coagulação do sangue
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Endotoxinas e a resposta pirogênica
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Exotoxinas e endotoxinas
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Portas de entrada
Rotas de transmissão
Portas de saída
Portas de saída
• Secreções, excreções ou tecidos que
descamam
• Geralmente é a mesma da porta de
entrada
• Trato respiratório, gastrintestinal,
geniturinário e pele
• Várias portas de saída – podem
disseminar entre hospedeiros
susceptíveis
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Barreiras físicas e químicas do hospedeiro
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Fatores de proteção do hospedeiro • Respostas imunes inatas Proporcionam respostas locais rápidas ao desafio de uma bactéria - Sistema complemento, neutrófilos, macrófagos e células natural killer • Respostas imunes adaptativas Identificam, atacam e eliminam as bactérias de forma específica - Anticorpos e células T
Fatores relacionados ao hospedeiro
Macrófago fagocitando
bactérias
Antígeno - anticorpo
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Fatores de risco do hospedeiro • Idade - Crianças: mais susceptíveis às infecções (intestinais e respiratórias) - Idosos: mais susceptíveis às infecções respiratórias. • Estresse e dieta - Fontes de estresse fisiológico (fadiga, dieta pobre, desidratação, mudanças climáticas bruscas) – aumentam a incidência e gravidade das doenças infecciosas. • Hospedeiro comprometido - Um ou mais mecanismos de defesa estão inativados –maior vulnerabilidade
Fatores relacionados ao hospedeiro
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Microbiota residente/indígena
Microbiota transitória/exógena
ORIGEM
Monomicrobiana
Polimicrobiana
ETIOLOGIA
Infecciosa
Não-infecciosa
NATUREZA
Doenças Infecciosas
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O resultado da relação bactéria-hospedeiro depende da:
Fatores de virulência
X
Patogenicidade do microrganismo
Resistência do hospedeiro
Mecanismo de defesa
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Interações bactéria-hospedeiro
“O jogo da patogênese”
Cada jogador tem as
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(Microbe, 2006)
Quais são cartas das bactérias? “As cartas de virulência”
Cada fator de virulência é considerado uma carta que pode contribuir para a patogenicidade bacteriana
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(Microbe, 2006)
Conjunto de diferentes cartas e trocas de cartas
“As cartas de virulência”
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Quais são as cartas do hospedeiro? “As cartas de defesa”
As cartas do hospedeiro: barreiras químicas e físicas, resposta imune inata,
resposta imune adaptativa, imunização, tratamento, diagnóstico, prevenção
pele pH
ácido macrófago anticorpo
campanhas de
vacinação neutrófilos diagnóstico antimicrobiano
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O resultado do jogo da patogênese
- Quais as cartas cada jogador possui - Como as cartas são usadas