DOENÇAS INFECCIOSAS

 

BACTERIOLOGIA -  CAPÍTULO ONZE

ENTEROBACTERIACEAE, VIBRIO, CAMPYLOBACTER E
HELICOBACTER  

Dr Alvin Fox
Emeritus Professor
University of South Carolina School of Medicine

 

Tradução: Dr. Myres Hopkins

INGLÊS

SHQIP-ALBANIAN

EM ESPANHOL

Logo imagem © Jeffrey Nelson, Rush University, Chicago, Illinois  e The MicrobeLibrary

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DR MYRES HOPKINS

APRENDA PLUGADO

APRENDA PLUGADO INTRODUÇÃO

PALAVRAS CHAVE
Gastrenterite Oportunística
Diarréia 
Disenteria
Infecções do trato urinário
Lactose positivo/negativo
sistema API
E. coli enteropatogênica
E. coli enterotoxigênica
Toxinas termoestáveis
Toxinas termolábeis
E. coli enteroinvasiva
E. coli Enterohemorrágica
Vero toxina (Tipo shiga)
Hemolisina
Pili adesivo
Shigella
Disenteria bacilar
Toxina shiga
Salmonella typhi
Tifóide
Antígeno Vi
Salmonella enteritidis   (salmonelose)
Salmonella cholerae-suis
Vibrio cholerae
Cólera
Coleragenina (cholera toxin)
Yersinia entercolitica 
Campylobacter jejuni
Helicobacter pylori

Generalidades 

Este grupo de organismos inclui alguns que causam infecções primárias o trato gastrointestinal humano. Eles são referidos como entéricos (independente de se eles causam desordens intestinais ou não). Bactérias que afetam o trato gastrointestinal incluem certas linhagens de E. coli e Salmonella, todas as 4 espécies de Shigella, e Yersinia entercolítica. A doença reumática, síndrome de Reiter (associada com HLA-B27), pode resultar de exposição prévia a Salmonella, Shigella, ou Yersinia. Outros orgtanismos que não são membros das Enterobacteriacae, incluindo Campilobacter e Clamidia, são agentes causadores da síndrome de Reiter. Yersina pestis (a causa da "praga") será considerada em separado com outros organismos zoonóticos .

Membros desta família são as principais causas de infecções oportunísticas (incluindo septicemias, pneumonia, meningite e infecções do trato urinário). Exemplos do gênero que causa infecções oportunísticas são: Citrobacter, Enterobacter, Escherichia, Hafnia, Morganella, Providencia e Serratia. A seleção de terapia por antibiótico é complexa devido à diversidade de organismos.

Alguns dos organismos além disso causam doenças comunitárias em pessoas que poderiam ser saudáveis. Klebsiella pneumoniae é frequentemente envolvida em infecções respiratórias. Os organismos têm uma cápsula proeminente que aumenta a patogenicidade. A infecção urinária (“ascendente”) mais comumente adquirida de forma comunitária é causada por E. coli. A grande maioria das infecções do trato urinária é ascendente, frequentemente de contaminação fecal. Proteus é outra causa comum de infecção do trato urinário; os organismos produzem uma urease que degrada uréia produzindo uma urina alcalina.

Isolamento e identificação de Enterobacteriaceae

 

Figura 1B Crescimento de uma bactéria não fermentadora de lactose em ágar MacConkey que contém sais biliares e cristal violeta que inibe o crescimento de bactéria gram-positiva. O agar também contém lactose e um corante vermelho que diferencia os fermentadores de lactose dos não fermentadores. Colônias de bactérias fermentadoras de lactose variam de rosa a vermelho, enquanto que as não fermentadoras são descoloridas ou transparentes. Este ágar não distingue entre as não fermentadoras de lactose; este crescimento poderia indicar alguns organismos - Proteus, Salmonella ou Shigella, por exemplo. Em espécimen de fezes, seria evidência suficiente para se continuar e proceder a investigações posteriores. © Pat Johnson, Palm Beach Community College, Lake Worth, Florida and The MicrobeLibrary

Figura 2.  Bacteria (bastonete), fungo (redondo), e hifas de fungos (filamentosos) em uma esponja de cozinha
© Dennis Kunkel Microscopy, Inc.  Usado com permissão

Figura 3 E. coli (0157:H7) tipo hemorrágico. Bacilos procariotas Gram-negativos, entéricos, anaeróbicos facultativos. Potencialmente fatal para humanos, contraída quando carne contaminada é cozinhada inadequadamente. © Dennis Kunkel Microscopy, Inc.  Usado com permissão

Escherichia coli (Figura 3)

Ao nível de espécie, E. coli e Shigella não se distinguem. Por razões práticas (principalmente para evitar confusão), elas não são colocadas no mesmo gênero. Não é de surpreender que exista um monte de superposições entre as doenças provocadas por esses dois microrganismos.

1) E. coli enteropatogênica (EPEC). Certos sorotipos são comumente encontrados como associados a diarréia da infância. O uso de marcadores genéticos confirmaram essas linhagens como diferentes de outros grupos listados abaixo. Há uma lesão morfológica característica com destruição de microvilosidades sem invasão do organismo, o que sugere que a adesão é importante. Clinicamente, é observada febre, diarréia, vômito e náusea, normalmente com fezes sanguinolentas.

2) E. coli enterotoxigênica (ETEC) produz diarréia lembrando a da cólera, porém muito mais amena. Elas também provocam a “diarréia do viajante”. Dois tipos de toxinas codificadas por plasmídios são produzidos. 

• Toxinas termolábeis que são similares à coleragenina (ver seção sobre cólera abaixo). Acenil-ciclase é ativada com produção de AMP cíclico e aumento da secreção de água e íons. 
• Toxinas termoestáveis. Guanilato-ciclase é ativada e inibe captação de íons do lúmen intestinal. Diarréia aquosa, febre e nause ocorrem em ambos os casos.

3) E. coli enteroinvasiva (EIEC ) produz uma disenteria (indistinguível clinicamente da shigelose, ver disenteria bacilar abaixo).

4) E. coli enterohemorrágica (EHEC). Estas são normalmente sorotipos O157:H7 (figura 4).

Outros tipos de EHEC são às vezes chamados "EHEC não-O157". Sorogrupos de E. coli O26, O111, e O103 são aqueles que mais frequentemente provocam doenças em pessoas nos Estados Unidos. A maioria dos EHECs não-O157 causam doença menos severa doque O157:H7, mas algumas podem causar sintomas mais severos. Muito frequentemente, EHECs não-O157 não são identificadas e muito menos se sabe sobre elas.

Figura 4B  Cronologia das infecções por E. coli O157:H7, um tipo de doença alimentar. CDC

Esses organismos podem produzir uma colite hemorrágica (caracterizada por diarréia sanguinolenta copiosa com poucos leucócitos em pacientes afebris). Entretanto, eles estão ganhando importância (figura 4) com o reconhecimento de surtos causados por carne de hamburger contaminada. Os organismos podem disseminar na corrente sanguínea produzindo síndrome hemolítico-urêmica (anemia hemolítica, trombocitopenia e falha renal). A produção de verotoxina (bioquimicamente similar à toxina shiga – porisso também conhecida como  “toxina do tipo shiga”) está altamente associada a este grupo de organismos. A toxina é codificada por um fago lisogênico. Hemolisinas (codificadas por plasmídeos) são também importantes na patogenia.

Devido ao fato de estas bactérias fazerem toxinas do tipo shiga, elas são frequentemente chamadas de  E. coli “produtoras de toxina shiga”, ou abreviadamente STEC (do Inglês). Elas são também chamadas de E. coli verocitotóxica (VTEC); todas se referem ao mesmo grupo de bactérias.

Conforme acima, existem pelo menos quatro doenças etiologicamente distintas. Entretanto, em diagnóstico laboratorial, os grupos não são em geral diferenciados e o tratamento é baseado na sintomatologia. Normalmente, reposição de fluidos é o tratamento primário. Antibióticos não são usados em geral, exceto em doença severa que tenha progredido a estágio sistêmico (ex. síndrome hemolítico-urêmica).

Duas classes principais de pili são produzidas por E. coli: pili manose-sensível e manose-resistente. Os primeiros se ligam a glicoproteínas contendo manose e os últimos a cerebrosídeos no epitélio do hospedeiro, que permitem a ligação. Isso ajuda na colonização da E. coli.

 

Como um paciente se infecta por uma EHEC?

Como se pode evitar infecções por EHEC?

 

Shigella

Shigella (4 espécies; S. flexneri, S. boydii, S. sonnei (figura 5), S. dysenteriae) todas causam disenteria bacilar ou shigelose, (feses sanguinolentas associadas a dor intestinal). O organismo invade a camada de revestimento epitelial mas não penetra. Normalmente dentro de 2-3 dias a disenteria resulta de lesões provocadas pela bactéria nas camadas epiteliais que revestem o intestino, frequentemente com produção de muco e sangue (encontrados nas fezes) e atração de leucócitos (também encontrado nas fezes como “pus”). Entretanto, a diarréia aquose é frequentemente observada sem evidência de disenteria. A toxina shiga (codificada cromossomicamente), que é neurotóxica, enterotóxica e citotóxica, tem participação. Sua enterotoxicidade pode fazer com que a doença clinicamente pareça como uma diarréia. A toxina inibe a síntese protêica (agindo no ribossomo 70S e lisando o RNAr 28S). Esta é principalmente uma doença de crianças pequenas que ocorre por contato fecal-oral. Adultos podem pegar esta doença das crianças, embora ela possa ser transmitida por adultos infectados manipuladores de alimentos que contaminham os alimentos. A causa em cada caso é mãos sujas. O homem é o único “reservatório”.

O cuidado com a desidratação é a primeira preocupação. De fato, diarréia amena não é comumente reconhecida como shigelose. Pacientes com disenteria severa são normalmente tratados com antibióticos (ex. ampicilina). Ao contrário da salmonelose, pacientes respondem a terapia por antibiótico e a duração da doença é diminuida.

Consequências de longa duração após infecção por Shigella

Incidência de infecções por Shigella

 

Figura 7a. Taxa de Isolamento de Salmonella enteritidis por região, Estados Unidos, 1974-1994 CDC 

Salmonella  (figura 6)

Baseado em estudos genéticos, há uma única espécie de Salmonella (Salmonella enterica). No outro extremo, usando anticorpos apropriados, mais de 2000 “tipos” antigênicos foram reconhecidos. Há, entretanto, apenas alguns tipos que são comumente associados a doenças humanas características (a maioria simplesmente referidos como S. enteritidis, S. cholerae-suis e S. typhi).

Salmonelose, a infecção comum por salmonella, é causada por uma variedade de sorotipos (a maioria comumente S. enteritidis) e é transmitida por alimentos contaminados (tais como aves e ovos) (figura 7a). Ela não tem um reservatório humano e normalmente se apresenta como uma gastroenterite (náusea, vômitos e fezes não sanguinolentas). A doença é normalmente de tempo limitado (2-5 dias). Como a Shigella, esses organismos invadem o epitélio e não produzem infecção sistêmica. Em casos não complicados de salmonelose, o que é a maioria dos casos, terapia por antibióticos não ajuda. S. cholerae-suis (muito menos comum) causa septicemia após a invasão. Neste caso, é necessária terapia por antibióticos.

A forma mais severa das infecções de salmonella, "tifóide" (febre entérica), causada por Salmonella typhi, é raramente vista nos Estados Unidos, embora seja uma das causas históricas de epidemias no terceiro mundo. O organismo é transmitido de um reservatório humano ou no suprimento de água (se as condições sanitárias forem deficientes) ou em alimentos contaminados. Ela inicialmente invade o epitélio intestinal e, durante esta fase aguda, são notados os sintomas grastrointestinais. Os organismos penetram (usualmente na primeira semana) e passam para a corrente sanguínea onde é disseminado em macrófagos. As características típicas de uma infecção sistêmica bacteriana são notadas. A septicemia normalmente é temporária com o organismo finalmente se alojando na vesícula biliar. Os organismos são liberados no intestino por algumas semanas. Neste momento, a gastroenterite (incluindo diarréia) é notada novamente. O antígeno Vi (capsular) tem papel na patogenis da febre tifóide. Um estágio carreador é comum; assim uma pessoa (ex. um manipulador de alimentos) pode provocar muita disseminação. A terapia por antibióticos é essencial. Vacinas não são totalmente eficientes e não são usadas em geral (ver comentários sobre a cólera).

Mais sobre a febre tifóide

Yersinia

Yersinia entercolitica (figura 7b) é a principal causa de gastroenterite (o principal sintoma clínico) na Escandinávia e outros lugares e é encontrada nos Estados Unidos. Os organismos são invasivos (normalmente sem que haja disseminação sistêmica). Tipicamente a infecção é caracterizada por diarréia, febre e dor abdominal. Entretanto, há sintomas sistêmicos, após bacteremia. Este organismo pode ser transmitido por contaminação fecal de água ou leite por animais domésticos e pela alimentação de produtos derivados de carne. É melhor isolada por enriquecimento “frio”:  quando refrigerado este organismo sobrevive enquanto que outros não. Uma doença semelhante, mas menos severa, é causada por Y. pseudotuberculosis. A terapia por antibióticos é recomendada.

Espécies de Vibrio

Estes são bastonetes Gram-negativos. Eles têm a forma de vírgula, são anaeróbicos facultativos e são positivos para a oxidase. O vibrio mais importante, o Vibrio cholerae (figura 8 e 9), é o agente causador da cólera. Ele tem necessidades nutricionais simples cresce rapidamente quando cultivado. V. cholerae é encontrado nas fezes de um indivíduo infectado e termina nos suprimentos de água se não houver tratamento sanitário. O organismo é então transmitido pela injestão de água contaminada. O organismo sobrevive em água fresca e, como outros vibrios, em água salgada. Alimentos, após contaminação por água, é outro meio de transmissão. Portanto, é primariamente uma doença de terceiro mundo. Nos Estados Unidos, é observada ocasionalmente em viajantes internacionais, embora seja às vezes encontrada após ingestão de frutos do mar. Uma vez no intestino, o organismo adere ao epitélio do intestino sem penetração. A adesão a microvilosidades é importante para a patogenia. A toxina da cólera é então secretada.

O colerageno (toxina da cólera) é codificado cromossomicamente e contém dois tipos de subunidades (A e B). A subunidade B se liga a gangliosídios em superfície de células epiteliais permitindo internalização da subunidade A. As subunidades B proporciona um canal hidrofóbico através do qual A penetra. A subunidade A cataliza a ribosilação por ADP e um compleço regulador que por sua vez ativa a adenilato ciclase presente na membrana celular do epitélio intestinal. A superprodução do AMP cíclico por sua vez estimula secreção massiva de íons e água no lúmen. O resultado é desidratação e morte (se não tratada). Assim, a reposição de líquido é o principal componente do tratamento. Terapia por antibióticos (incluindo tetraciclina) é usada adicionalmente. Vacinação é eficiente apenas parcialmente e não é em geral recomendada. É mais comumente usada por viajantes internacionais.

ANIMAÇÃO

(Em Inglês)
Patologia da Cólera
© Alan House and Mike Hyman, Department of Microbiology, North Carolina State University, Raleigh, N.C. and The MicrobeLibrary
 

Figura 8b
Vibrio parahaemolyticus – bacilo halofílico, anaeróbico facultativo que provoca intoxicação alimentar conhecida como gastrenterite bacteriana associada a pescados. Normalmente transmitidas pela injestão de frutos do mar crus, como ostras. Menos frequentemente, este organismo pode causar infecção na pele quando existe uma ferida aberta exposta a água do mar.    © Dennis Kunkel Microscopy, Inc.  Usado com permissão

Figura 9. Vibrio cholerae – bacilo procariota Gram-negativo, facultativamente anaeróbico, encurvado (forma de vibrião); Provoca cólera asiática.  © Dennis Kunkel Microscopy, Inc.  Usado com permissão

Figura 10b
Campylobacter jejuni é um bacilo procariota entérico, encurvado  (bacterium). É a bactéria que provoca campilobacteriose, uma das causas bacterianas mais comuns de diarréias nos Estados Unidos. É uma bactéria relativamente frágil que é facilmente morta por temperaturas frias ou quentes. Aves são portadoras devido à sua temperatura corporal ser ideal para hospedar a bactéria. Manipulação inapropriada de aves cruas ou ingestão de aves mal cozidas é normalmente fonte de infecção em humanos.  © Dennis Kunkel Microscopy, Inc.  Usado com permissão

Campylobacter e Helicobacter

Esses dois grupos de organismos Gram-negativos são ambos encurvados ou espiralados e são geneticamente relacionados.

Os Campylobacter (figura 10) mais comuns que provocam doença humana são os C. jejuni. Estes organismos infectam o trato intestinal de algumas espécies animais (incluindo bovinos e ovinos) e é uma causa importante de abortamentos. O organismo é invasivo mas geralmente menos do que a Shigella. Mal estar, febre e dor abdominal são outras características da doença. Bacteremia é observada em uma pequena minoria dos casos. O organismo é microaerofílico e cresce melhor a 42^oC. É frequentemente isolado sob essas condições, usando meio seletivo. Pode ser tratado com antibióticos mas é em geral uma doença que se cura sozinha.

Helicobacter pylori (figura 11) foi reconhecida nos últimos anos como a principal causa de úlcera do estômago. O organismo vive crônicamente no interior e sobre a mucosa estomacal. Cultura é o método preferido para diagnóstico mas pode falhar em alguns casos. O organismo caracteristicamente produz uma urease que gera amônia e dióxido de carbono. Isso ajuda na detecção e identificação do organismo isolado. A urease é produzida em quantidade tão grande que pode ser detectada diretamente em amostra da mucosa retirada por endoscopia. Alternativamente, CO₂ marcado ¹³C ou ¹⁴C é detectado no hálito após uso de uréia marcada. A produção de amônia é um fator na patogênese (na neutralização local do ácido estomacal). A terapia por antigióticos elimina o organismo, úlceras pépticas saram e as recorrências são em geral evitadas.

Conclusão
Medidas sanitárias protegem os suprimentos de água, evitando contaminação com saneamento. Esta é a razão principal por que epidemias por patógenos mortais (ex. cólera e tifo) raramente ocorrem em países desenvolvidos, mas ocorrem comumente no terceiro mundo. Outras doenças menos severas (ex. salmonelose, EHEC) são ainda comuns pela ingestão de produtos animais contaminados, que são menos controlados. Shigella, que tem um hospedeiro humano, seria muito mais difícil de se erradicar. A vacinação é raramente usada, e de fato, é custosa comparada ao tratamento sanitário. Na diarréia severa, a reposição de fluidos é essencial. Terapia por antibióticos é usada em infecções locais severas e sempre em doença sistêmica.

 

Figura 11b
Helicobacter pylori – Bacilo procariota espiralado Gram-negativo, espiral a pleomórfico. Pode se mover por meio de pequenos flagelos na extremidade da célula. Existem muitas linhagens de H. pylori que são distinguidas pela doença human que ela provoca. A infecção por H. pylori é a causa principal de gastrite superficial crônica e está associada com úlceras gástricas e duodenais. Ela reside na interface entre as células epiteliais gástricas (que revestem o estômago). Elas frequentemente se agrupam nas junções das células epiteliais. © Dennis Kunkel Microscopy, Inc.  Usado com permissão