bactérias anaerobias 2014

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BACTÉRIAS ANAEROBIAS

Profª. Drª. Thayza Christina Montenegro Stamford [email protected] / [email protected]

Universidade Federal de Pernambuco

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OBJETIVOS DA AULA

• Características gerais das bactérias anaeróbias

• Classificação das bactérias quanto atmosfera gasosa

• Classificação das bactérias quanto a utilização do oxigênio

• Efeitos tóxicos no oxigênio nos microrganismos anaeróbios

• Mecanismos de proteção aos produtos tóxicos do oxigênio

• Processo de Fermentação

• Principais habitats e distribuição no corpo das bactérias anaeróbias

• Infecções exógenas e endógenas por bactérias anaeróbias

• Patogenia das infecções por bactérias anaeróbias

• Fatores predisponentes para infecções por bactérias anaeróbias

• Indícios clínicos e bacteriológicos das infecções por bactérias anaeróbias

• Dados clínicos sugestivos das infecções por bactérias anaeróbias

• Principais tipos de infecções: Gênero Clostridium

• Tratamento das infecções por bactérias anaeróbias

• Isolamento e identificação das bactérias anaeróbias

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mailto:[email protected]

mailto:[email protected]

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ATMOSFERA GASOSA

RESPIRAÇÃO

É o processo metabólico de obtenção de Energia de moléculas

orgânicas, na presença de aceptores de elétrons.

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ATMOSFERA GASOSA

AEROBIOS

AEROBIOS/ ANAEROBIOS

FACULTATIVOS

ANAEROBIOS

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Utilização do oxigênio

•Exigem e utilizam o oxigênio como aceptor final de elétrons. Tensão de O2 21% e alguns até oxigênio hiperbárico.

Aeróbios Obrigatórios

•Utilizam o oxigênio, mas em baixos teores. Capacidade limitada para respiração e/ou presença de moléculas sensíveis ao oxigênio

Microaerófilo

•Crescem na presença ou ausência de oxigênio

Anaeróbio/Aeróbio Facultativo

•Suportam a presença do oxigênio 2-8%, mas não utilizam

Aerotolerantes

•Não toleram oxigênio em concentração maior do que 0,5%, fermentam. Incapazes de detoxificar os produtos originados no metabolismo do O2

Anaeróbios estritos ou obrigatórios

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Tubo # 1: Aerobio estricto

Tubo # 2: Anaerobio facultativo

Tubo # 3: Anaerobio aerotolerante ( Microaerofílico )

Tubo # 4: Anaerobio estricto

Relação das bacterias com Oxigênio na

presença de tioglicolato

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Anaerobias obrigatorias, aerotolerantes ou anaerobias facultativas

ausência de citocromos

ausência ou pequena quantidade de catalase,

peroxidase e superoxido desmutase

Microbiota normal da pele e de mucosas

Infecções endogenas

Infecções mistas

Sintetizam lipases, colagenases, proteases,

lecitinases

Características gerais

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Toxicidade do O2 para anaeróbios - redução O2 a água

Adição de um único elétron à molécula de O2 formando um radical superóxido:

O2 + e- O2- radical superoxido (I)

Os radicais hidroxila são produzidos a partir dos radicais superoxido por meio de duas reações:

2 O2- + 2H+ O2 + H2O2 (II)

No segundo passo, os radicais superóxido reagem com o peróxido de hidrogênio na presença de complexos de ferro para formar radicais hidroxila:

O2- + H2O2 O2 + OH-2 + OH- (III)

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Tóxicidade Causam danos no DNA Destroem componentes lipídicos das células Inativam enzimas essenciais para as atividades metabólicas

Bactérias aeróbias e anaeróbias facultativas têm enzimas protetoras Catalase Peroxidase Superoxido dismutase

Conceito clássico – toxicidade do O2 nos anaeróbios dependia da

ausência destas enzimas protetoras.

Espécies reativas do O2

peróxido de hidrogénio radicais hidroxila Anións/radicais superóxido

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Catalase

1- Esfregar uma alçada da cultura em uma lâmina de vidro e pingar

de 2 a 3 gotas de peróxido de hidrogênio

2- Observar o despreendimento de bolhas

Mecanismos de proteção O2

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RESPIRAÇÃO ANAERÓBICA

• molécula orgânica que está sendo metabolizada não é completamente oxidada,

• Aceptor final de elétrons é uma substância inorgânica. Ex: NO3

- , SO4-2, CO3

-2

• Rendimento de ATP é menor do que na respiração aeróbica

• Os substratos mais comum são açúcares ou moléculas orgânicas (aa, ac. Orgânico, purinas, pirimidinas)

• A fermentação não requer oxigênio nem o ciclo de krebs ou a cadeia transportadora de elétrons

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Fosforilação oxidativa

PRODUÇAO DE ENERGIA-anaerobio

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Via Embden-Meyerhof-

glicolise

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Os produtos dos processos fermentativos dependem do substrato inicial e incluem ácidos orgânicos, álcoois, cetonas e gases como dióxido de carbono e hidrogênio molecular (H2).

Muitos processos fermentativos conduzidos por bactérias são de importância econômica: produção de iogurtes (Streptococcus thermophilus e

Lactobacillus bulgaricus)

queijos (bactérias láticas em geral)

vinagre (Acetobacter).

RESPIRAÇÃO ANAERÓBICA

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Solo, lagos, rios, pântanos, animais

bacilos Gram + esporolados

Organismo humano (cavidade oral, Sistema respiratório superior, estômago, intestino delgado

e cólon, Sistema urogenital e pele)

cocos Gram -/+, Bacilos Gram + não esporolados e bacilos Gram -

Habitat anóxicos– bactérias anaeróbias

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Infecções exógenas (Clássicas)

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Infecções endógenas

Bactérias que fazem parte da flora indígena de determinado órgão, que quando saem do seu habitat originam infecções em outro local onde provocam doença.

Flora anaeróbia Autóctone

A principal função da flora autoctone é impedir a colonização e infecção por microrganismos de fontes exógenas.

Cocos Gram (-):

Vellonella

Bacteroides

Fusobacterium

Porphyromonas

Provonella

Cocos Gram (+) Peptococcus Peptostreptococcus

Bacilos Gram (-) Propionibacterium

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Vaillonella: boca, Sistema respiratorio, Intestino, Sistema genito-urinario Bacteroides: boca, Sistema respiratorio superior, Vías biliares, Intestino, Genitais externos Fusobacterium: pele e mucosas Propionibacterium: boca, pele e intestino Peptococcus: boca e intestino Peptostreptococcus: Sistema genito-urinario e pele Porphyromonas: boca e sistema genito-urinario

Distribuição da flora anaeróbia Autóctone

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Estas infecções são devidas, principalmente, pela combinação sinérgica de várias espécies de microrganismos que atuam em conjunto A maior parte das infecções anaeróbias se devem por contaminação do tecido pela flora autóctone presente nas mucosas da boca, faringe e sistemas gastrointestinal e geniturinário

Patogenia das infecciones anaerobias

Geralmente o patógeno não apresenta Fatores de Virulência evidentes

Geralmente existem FATORES PREDISPONENTES característicos

Geralmente existem DADOS CLÍNICOS SUGESTIVOS

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FATORES PREDISPONENTES DAS INFECÇÕES POR ANAERÓBIOS

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Dados clínicos SUGESTIVOS de infecções por anaeróbios

Gás

Liquído

aminas biogénicas (putrescina ou cadaverina)

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Quadros clínicos SUGESTIVOS de infecções por anaeróbios

Indícios bacteriológicos de infecção por anaeróbios

Morfologia singular na coloração de Gram

Nenhum crescimento em cultura rotineira

Vestígio de crescimento em aerobiose

Crescimento em 100 μg/ml de canamicina ou

neomicina, ou 7,5 μg/ml de vancomicina.

Cultura com produção de gás e/ou odor pútrido

Colônias fluorescentes avermelhada sob UV

(Bacteroides ou Porphyromonas )

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Principais tratamentos para infecções por bactérias anaeróbias

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INFECÇOES EXOGÊNAS

Clostridium

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Anaeróbios formadores de esporos- Bacilos gram positivos

● Genero Clostridium: Bacilos Gram positivos

microrganismos ubíquos

anaeróbios estritos ou aerotolerantes

mais de 150 espécies

Produzem endosporos

Moveis (flagelo)

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Possui antigeno flagelar (Ag H)

Sintetiza toxinas: tetanospasmina (tétano) e tetanolisina (negrose tecidual)

Tetano: conhecido desde 1500 a.C.

Incidencia maior no sexo masculino

Clostridium tetani

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Ação da toxina tetanospasmina

Aumenta liberação de acetilcolina, diminui níveis de glicina

hiper reflexia, espasmos musculares, convulsões

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Periodo de incubação: media de 7 a 10 dias

Manifestacoes clinicas: - disfagia - trismo - riso sardônico - salivação - sudorese - irritabilidade - espasmos

Diagnostico: clinico

Tétano

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Tétano

Tratamento: sintomático: miorrelaxantes, sedativos, bloqueio

neuromuscular, traqueostomia, ventilação mecânica antitoxina desbridamento penicilina G cristalina ou metronidazol ou

clindamicina

Prevenção: Vacinação- toxoide limpar os ferimentos com líquidos oxidantes

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Botulismo Clostridium botulinum

É um tipo de intoxicação alimentar. Adquirida por meio de alimentos contaminados, principalmente em conservas.

Podem ocorrer também o botulismo com origem em feridas e colonização intestinal. O contagio é feito através da exposição do ferimento ao agente causador

É causado por uma potente neurotoxina de origem protéica.

É uma doença grave e de rápida evolução, levando a óbito 30-60% dos casos.

São descritos sete tipos de Clostridium botulinum, possuindo então sete tipos de neurotoxinas (A-G).

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Botulismo: patogênese

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A Toxina botulínica age seletivamente no final do nervo, inibindo a liberação de acetilcolina e provocando desenervação química reversível.

Botulismo: patogênese

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Botulismo

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Tratamento Existem antitoxinas que visam a neutralização das

toxinas A, B e E.

A recuperação requer que as terminações nervosas se regenerem, ocorrendo então lentamente.

Pode ocorrer também uma assistência respiratória prolongada.

Botulismo Clostridium botulinum

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São conhecidos sete tipos de toxinas botulínicas sorologicamente distintas e altamente potentes (de A a G).

Tipo G: Admite-se estar relacionado com alguns casos de morte súbita

Toxina botulinica

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UTILIZAÇÃO DA TOXINA BOTULÍNICA

Toxina botulínica do tipo A, é a mais potente e por isso a mais utilizada.

Uso estético:

Relaxamento de

músculos faciais para a

diminuição das rugas por

desenervação química

temporária.

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UTILIZAÇÕES TERAPÊUTICAS

Alguns exemplos de problemas a serem tratados com a toxina botulínica tipo A :

-Espasmos distônicos. -Distonia cervical. -Distonia faríngea. -Cãimbra. -Espasmo palpebral -Bruxismo. -Cefaléia

-Torcicolo -Tiques. -Lesões esportivas -Síndrome miofacial - Tremores -Estrabismo.

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COMPLICAÇÕES E CONTRA-INDICAÇÕES

Normalmente a toxina botulínica tipo A não apresenta complicações, porém, pode ocorrer reações.

Como contra-indicações: infecções ou inflamações nos locais da aplicação, alergia a droga, gestantes ou lactentes, por falta de estudos a respeito

O maior fator limitante do uso da toxina botulínica tipo A ainda é o preço das doses. Por ser elevado, não é acessível a todas as classes sociais.

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Doenca: gangrena gasosa, gastroenterite, intoxicação alimentar, outras Fatores de Virulência: Enzimas degradativas (colagenase,

hialuronidase, proteases)

Exotoxina (tóxina teta: necrose e hemolise)

Enterotoxinas (perda de água e eletrólitos)

Clostridium perfringens

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agar gema de ovo

Atividade da Lecitinase

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Período de incubação - de 6 a 24 horas, em geral, de 10-12h


Patogenia:

Área lesada

Ingesta de alimento/água

contaminada

Germinação dos esporos

crescimento (CO2 e H2);

síntese de enzimas e toxinas

distensão do tecido,

interferência no

fluxo sanguíneo

Anemia hemolítica

morte

toxemia

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Manifestações clinicas:

secreção de odor fétido

necrose progressiva

febre

choque

Diagnostico laboratorial:

Bacterioscopia

Cultura


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Tratamento:

desbridamento

amputação

antitoxina

oxigênio hiperbárico

penicilina ou metronidazol ou clindamicina


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Microbiota intestinal Doença: colite pseudomembranosa Fator de Virulência: toxinas Manifestações clinicas: diarreia aquosa ou sanguinolenta cólicas abdominais febre

Clostridium difficilis

Diarreia associada a antimicrobianos

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Incidência

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Diagnostico:

bacterioscopia detecção de toxinas nas fezes endoscopia

Tratamento:

rever antibioticoterapia reposição de agua e eletrólitos


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PREVENÇÃO: Evitar exposição

Para que isolar anaeróbios?

• Conhecer os diferentes tipos microbianos

• Informação microbiológica completa e rápida

• Identificação dos organismos

• Susceptibilidade a antimicrobianos

ISOLAMENTO DE ANAERÓBIOS

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Isolamento de Anaeróbios – Espécimes a serem pesquisados

Lesões associadas ao trato gastrointestinal ou genital

feminino.

Septicemia.

Infecções crônicas do trato respiratório superior

(sinusites, otite média).

Lesão supurativa do trato respiratório inferior- pneumonia

Meningites associadas com infecções crônicas do trato

respiratório superior (fluido cérebro-espinal).

Abscessos superficiais e profundos (cerebral).

Infecções dentais/periodontais.

Lesões por queimaduras e mordidas.

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DIFICULDADES NO ESTUDO DA MICROBIOTA ANAERÓBIA

Técnicas de coleta, transporte e processamento

Volume do espécime

Diluente e homogeneização do espécime

Meios seletivos e não seletivos, suplementados

Microbiota associada à mucosa

Variações da dieta, e variação dia a dia da amostragem

Interferência de Antimicrobianos.

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Crescimento de anaeróbios em

laboratório

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1. SUBSTÂNCIAS REDUTORAS

Placas de Brewer

Jarras com catalizadores de H2 - Palladium (Gaspak)

Absorção pelo Pirogalol

2. CONSUMO BIOLÓGICO DO OXIGÊNIO LIVRE

Técnica de Fortner

3. PROCESSO MECÂNICO DE MISTURA DE GASES

90% N2 + 10% CO2; 5% H2 + 85% N2 + 10% CO2

4. ESTUFAS E CÂMARAS DE ANAEROBIOSE

MÉTODOS DE OBTENÇÃO DE ANAEROBIOSE

tubos contendo

tampas

seladoras

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Portagel – Gel que tem

um indicador de

atmosfera que muda

para azul.

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tioglicolato de sódio

Enzima oxidase 61

Ideal para amostras provenientes

de periodontites, abscessos,

tratamento radicular

Inserção do swab (lado) ou do

cone de papel (abaixo) no interior

do meio de cultura pré-reduzido

Ideal para amostras provenientes

da saliva e placa periodontal

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Meios e soluções

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Devem ser transportadas a 37ªC, evitar refrigeração-

inativa algumas bactérias

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67 Catalisador de paládio consome o oxigênio restante

Cultivo de anaerobios

BD GasPak™ EZ Anaerobic Pouch System Gaspak ez jarra retangular para

15 placas 68

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Câmaras de anaerobiose

Controla a

atmosfera [H2] ou

[CO2] 69

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Testes presuntivos

Coloração de GRAM: morfologia celular

Morfologia colonial

Pigmentação natural ou a luz UV

F. nucleatun B. fragilis 71

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A maior parte das infecções por anaeróbios

são mistas;

Coloração do Gram é pouco sensível;

A maior parte das bactérias anaeróbias são pleomórficas

Coloração de gram

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Cultura pura de bactéria produtora de pigmento negro

Área de dupla hemólise

C. perfringens A. israelii

Meio fluido Tioglicolato

Aparência de

migalha de pão

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Testes definitivos

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Aspectos bioquímicos e Fisiológicos

Imunológicos- EIA (métodos imunoenzimáticos)

Detecção toxina A e B do C. difficile – maior valor.

Cromatografia gasosa

Biologia molecular: sondas, PCR,

sequenciamento

Susceptibilidade a drogas antimicrobianas colistina, vancomicina, kanamicina, metronidazol

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75 Sistema Mini-API 20-A (bioMérieux)

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Cromatógrafo gasoso

A variedade de bactérias, em conjunto com a existência de

material purulento, faz com que este método seja pouco sensível.

Sendo também dispendioso, não é utilizado no diagnóstico de anaeróbios. Contudo, tem algum valor nas infecções do Sangue, pois estas são normalmente

monomicrobianas.

métodos de referência para a identificação de isolados em meio

de cultura

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Características fenotípicas

Estabilidade influenciada pela pressão seletiva do meio ambiente

Identificação pouco precisa ou específica

CARACTERIZAÇÃO MICROBIANA

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Especificidade e sensibilidade

Rapidez e facilidade

Detecção e identificação simultâneas

Custo

Área física

Métodos Moleculares

PCR- sondas só estão disponíveis para um nº limitado de agentes e não existem sondas de PCR disponibilizadas comercialmente (têm que ser desenhadas pelo próprio laboratório)

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Reação em cadeia da polimerase (PCR) (Década de 80)

Detecção de genes alvos

Rapidez diagnóstico de doenças infecciosas e facilitou estudos epidemiológicos

CARACTERIZAÇÃO MOLECULAR

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Detecta pequenas quantidades de DNA bacteriano (ng) mesmo em amostras mistas;

Permite amplificação de pouco DNA para gerar grandes quantidades do mesmo;

Pode detectar microrganismos em espécimes clínicos estocados

Reação em Cadeia da Polimerase - PCR

Viabilidade microbiana não é necessária para a identificação; Identifica e distingue organismos com alta similaridade

fenotípica e genotípica;

Detecta organismos difíceis de distinguir por cultivo tradicional ou não cultiváveis

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Colunas 1, 2, 3 e 5: cepas P13C, P60A, P60C e P60F (bft1 e bft3); coluna 4, cepa B. distasonis; colunas 6 e 7: cepa GAI 97124 e ATCC 43858 (bft2 e bft3); coluna 8: 50 bp.

Multiplex-PCR.

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