DIARRÉIA E DISENTERIA
MILHÕES DE MORTES TODO ANO CRIANÇAS
Fotos Sebastião Salgado Prof. Dario S. Zamboni. FMRP/USP
POBREZA
Fotos Sebastião Salgado
SINTOMAS MAIS GRAVES EM SUBNUTRIDOS
ROTA ORAL-FECAL
Fotos Sebastião Salgado
CONDIÇÕES BÁSICAS DE SANEAMENTO
CRIANÇAS
Fotos Sebastião Salgado
PPRINCIPAIS BACTÉRIAS QUE CAUSAM DIARREIA E/OU DISENTERIA
GRAM (-) Fam. Enterobacteriaceae E. coli Shigella sp Salmonella sp Yersinia sp Vibrio cholerae Campylobacter sp Pseudomonas sp (oportunista) GRAM (+) Clostridium difficile (oportunista) Clostridium perfringens Clostridium botulinum Staphylococcus aureus
• Diarréia secretora e aquosa: – Fezes líquidas abundantes, sem sangue e pus; – Invasão de tecido ausente, normalmente intestino delgado; – Ex: Vibrio cholerae, ETEC.
• Disenteria: – Pequeno volume fezes, presença de sangue, muco e pus; – Invasão tecido (intestino grosso); – Shigella, Entamoeba histolytica
• Colite hemorrágica: – Fezes abundantes, semelhante a sangue líquido, sem leucócito – Invasão de tecido ausente (intestino grosso); – Ex: EHEC
• Diarréia aquosa sanguinolenta: – Fezes abundantes, líquidas, sanguinolentas ou tingidas com
sangue, pus algumas vezes; – Invasão tecido (íleo e cólon) – Ex: Salmonella, Campylobacter jejuni, Yersinia enterocolitica.
MECANISMOS: ADESÃO E TOXINA
BACTÉRIA
TOXINA
Sais Água Muco
MECANISMOS: ADESÃO ÍNTIMA
BACTÉRIA
MECANISMOS: INVASÃO
MECANISMOS MOLECULARES: Tipo III de secreção de proteínas
MECANISMOS MOLECULARES: Tipo III de secreção de proteínas
Família Enterobacteriaceae > 40 gêneros e mais de 150 espécies
• Escherichia • Shigella • Salmonella • Citrobacter • Klebsiella • Enterobacter • Serratia • Proteus • Morganella • Yersinia • Kluyvera • Cedecea • Hafnia • Erwinia
• Providencia • Obesumbacterium • Xenorhabdus • Rahnella • Tatumella • Trabulsiella • Ewingella • Leclercia • Leminorella • Moellerella • Pantoea • Yokenella • Edwardsiella
~20 espécies responsáveis por 95% das infecções
Família Enterobacteriaceae
• Organismos ubiqüitários: - Solo, água, vegetação, flora intestinal.
• Alguns são comensais Escherichia, Klebsiella, Proteus
• Alguns são sempre associados a doenças S. typhi, Shigella, Y. pestis
Família Enterobacteriaceae
• Bastonetes Gram-negativos
• Podem crescer rapidamente de maneira aeróbia ou anaeróbia (em meios seletivos ou não).
• Necessidades nutricionais simples:
fermentam glicose; reduzem nitrato; catalase positiva; oxidase negativa – (ver aula prática)
Família Enterobacteriaceae > 40 gêneros e mais de 150 espécies
• Escherichia • Shigella • Salmonella • Citrobacter • Klebsiella • Enterobacter • Serratia • Proteus • Morganella • Yersinia • Kluyvera • Cedecea • Hafnia • Erwinia
• Providencia • Obesumbacterium • Xenorhabdus • Rahnella • Tatumella • Trabulsiella • Ewingella • Leclercia • Leminorella • Moellerella • Pantoea • Yokenella • Edwardsiella
~20 espécies responsáveis por 95% das infecções
Família Enterobacteriaceae ciclo de vida geral
Escherichia coli
E. coli O157:H7 adhering to intestinal cells
E.coli ENTEROPATOGÊNICAS • Escherichia coli Enterotoxigênica (ETEC)
Intestino Delgado • Escherichia coli Enteropatoxigênica Clássica (EPEC)
Intestino Delgado • Escherichia coli Enteroinvasiva (EIEC)
Intestino Grosso • Escherichia coli Enterohemorrágica (EHEC)
Intestino Grosso • Escherichia coli Enteroagregativa (EAEC)
Intestino Delgado • Escherichia coli Aderência Difusa (DAEC)
Intestino Delgado
Escherichia coli Enteropatogênica (EPEC) • Infecção ocorre pela via oral-fecal. Dose infectante para adultos é
alta (108). Para crianças e recém-nascidos é baixa. Carreadores humanos;
• Doença pediátrica (0 meses a 1 ano). Infecção nosocomial; • Tempo de Incubação: 1 a 2 dias; • Diarréia não absortiva que pode persistir por vários dias.
Intolerância alimentar; • Sintomas: Diarréia aquosa, cólica, náusea, vômito e febre baixa.
Ocasionalmente são encontrados leucócitos nas fezes; • Incidência alta principalmente em regiões de higiene precária. • Tratamento: Reposição de fluidos e sais. Terapia com Antibióticos.
EPEC: FATORES DE PATOGENICIDADE
LESÃO “AE” • “Attaching and Effacing”; • Locus cromossômico “LEE”.
Mobilização proteínas do citoesqueleto celular (FAS+);
• LEE (35kb) - Sistema secreção Tipo III, proteínas EspABD, adesina (Intimina: eaeA).
EPEC: FATORES DE PATOGENICIDADE
Sistema secreção TipoIII. Proteínas: EspABD,
adesina (Intimina: eaeA).
Colonização por EPEC
EPEC no pedestal
EPEC
Escherichia coli Enterotoxigênica (ETEC) • Infecção ocorre por ingestão de água ou alimentos
contaminados; • Maior incidência durante o verão; Dose infectante alta; • Tempo de Incubação: 1 a 2 dias; • Diarréia Secretória que persiste por 3 a 4 dias; • Sintomas: Cólica abdominal, náusea, vômito, diarréia; • Incidência moderada no Brasil; • Ocorre geralmente em crianças. Diarréia do viajante em
adultos; • Tratamento: Reposição de fluidos e sais. Fluoroquinolonas.
ETEC: FATORES DE PATOGENICIDADE
FÍMBRIAS • Reconhecem receptores na
superfície de células da mucosa intestinal;
• Responsáveis pela adesão bacteriana e colonização do tecido;
• Vários tipos antigênicos; • Conferem especificidade de
hospedeiro.
ETEC: FATORES DE PATOGENICIDADE
Toxinas • Toxina Termo-estável (ST) • Toxina Termo-lábil (LT)
ETEC: FATORES DE PATOGENICIDADE
• Toxina Termo-estável (ST) -Pequenos peptídeos secretados pelas ETECs que são tóxicos. -Mantém a estrutura 3D quando aquecidos a mais de 100oC. -Diferentes STs são secretados e reconhecem receptores distintos na superfície celular. -Atuam em vias de sinalização celular. -Muitos deles ativam geralmente guanilato ciclase aumentando os niveis de GMP cíclico que levam a perda de eletrólitos e H2O.
ETEC: FATORES DE PATOGENICIDADE Toxinas Termo-estável (ST) • Tipos STI (STp e STh) e STII; • Ativa a guanilato ciclase.
Guanilina e Uroguanilina Agonistas dos receptores de guanilato ciclase. Uma vez ativados participam da regulação do equilibrio de eletrólitos e H2O no epitélio intestinal e renal
ETEC: FATORES DE PATOGENICIDADE
Toxina Termo-lábil (LT). • Tipos LTI (LTh e LTp) e
LTII; • Liga - se a r e cep to r e s
presentes na superfície dos enterócitos (GM1);
• Subunidade A (catalítica) penetra na célula e induz secreção de fluidos.
TOXINAS DE ETEC: EFLUXO DE Cl-
Escherichia coli Enterohemorragica (EHEC)
• Patógeno emergente de ocorrência no mundo todo; • Transmissão pessoa a pessoa ou por ingestão de alimentos
contaminados (mal cozidos), leite não pasteurizado, etc; • Responsável por vários surtos diarréicos e epidemias. Comum
em meses quentes e em crianças menores que 5 anos; • Dose infectante baixa: 100 bacilos. Tempo de incubação é
geralmente de 3 a 4 dias; • Diarréia sem gravidade à colite hemorrágica com dor
abdominal, presença de sangue nas fezes (4 a 10 dias). Febre baixa ou ausente;
• Terapia de suporte. Terapia com antibióticos questionável.
EHEC: FATORES DE PATOGENICIDADE
TOXINA Stx (Shiga) Subunidade B
Subunidade A (vermelho)
Diversas bactérias diferentes codificam toxinas similares a Shiga
Cólera ETEC Shiga
EHEC: FATORES DE PATOGENICIDADE TOXINA Stx (Shiga)
• Pertence ao grupo de toxinas AB; • Responsáveis pela maioria dos
sintomas; • Grupos não relacionados
imunologicamente: Stx1 e Stx2. Genes presentes no genoma de fagos lisogênicos
• Pentâmero B liga-se ao glicolipídio Gb3 ou Gb4 (Stx2e);
• Subunidade A é clivada e se liga a rRNA
• Subunidade A1 (N-glicosidase). Inibe a síntese protéica por inativação 28S rRNA.
EHEC: FATORES DE PATOGENICIDADE
• Toxinas: - EAST1 (termo-estável, homóloga a STI) - Enterohemolisina (homóloga à hemolisina de UPEC) * Gene ehxA presente em plasmídio 60MD.
• Intimina: adesão e lesões “AE”; • Outras adesinas (?); • Sistema para captação de ferro.
Escherichia coli Enteroinvasiva (EIEC)
• Transmissão de pessoa a pessoa ou por ingestão de água ou alimentos contaminados;
• Geralmente associada com surtos e epidemias; • Invasiva: processo inflamatório; • Diarréia aquosa. Uma minoria dos pacientes apresentam
disenteria (sangue, muco e leucócitos nas fezes); • Teste “Sereny”, sondas, PCR, ELISA.
Escherichia coli O104H4 bacterial outbreak (Maio-Junho 2011)
Escherichia coli O104H4 bacterial outbreak (Maio a Junho 2011)
Bactérias produtoras de Shiga Tox (EAEC, não EHEC). Autoridades alemãs indicaram inicialmente que pepinos importados da Espanha seriam as fontes de contaminação (prejuízo de 200M/semana).
3.950 pessoas afetadas, 53 mortes
Escherichia coli O104H4: Genoma publicado em 20/07/2011*
EAEC produtoras de Shiga Tox (não EHEC). Shiga toxin stx2 positive (duas cópias do prófago), provavelmente adquirido via transferencia horizontal. Não contem genes tem genes de eae (aderência intima)
Prospective Genomic Characterization of the German Enterohemorrhagic Escherichia coli O104:H4 Outbreak by Rapid Next Generation Sequencing Technology Mellmann A, Harmsen D, Cummings CA, Zentz EB, Leopold SR, et al. (2011) Prospective Genomic Characterization of the German Enterohemorrhagic Escherichia coli O104:H4 Outbreak by Rapid Next Generation Sequencing Technology. PLoS ONE 6(7): e22751. doi:10.1371/journal.pone.0022751
*
FIM
=Shigella
Escherichia coli Enteroinvasiva (EIEC)
• Diarréia e/ou disenteria; • Mecanismo de Patogenicidade
semelhante à Shigella: genes pInv; • Invasão células da mucosa
intestinal; lise dos vacúolos endocíticos. Multiplica-se no interior da célula hospedeira;
• Movimenta-se infectando células vizinhas.
Família Enterobacteriaceae > 40 gêneros e mais de 150 espécies
• Escherichia • Shigella • Salmonella • Citrobacter • Klebsiella • Enterobacter • Serratia • Proteus • Morganella • Yersinia • Kluyvera • Cedecea • Hafnia • Erwinia
• Providencia • Obesumbacterium • Xenorhabdus • Rahnella • Tatumella • Trabulsiella • Ewingella • Leclercia • Leminorella • Moellerella • Pantoea • Yokenella • Edwardsiella
~20 espécies responsáveis por 95% das infecções
Shigella sp
• Bacilos gram (-), anaeróbio facultativos, lisina descarboxialse negativos;
• Invade células da mucosa intestinal (“M”); • Disenteria bacilar. Fezes escassas com sangue, muco e pús; • 4 “espécies”: S.dysenteriae, S.flexnery, S.boydii e S.sonnei
(+ de 45 sorotipos); • Filogenéticamente muito próxima a E. coli.
FATORES DE PATOGENICIDADE Shigella sp
• Invasão células da mucosa (preferência para células M). Mobilização de proteínas do citoesqueleto;
• Genes para invasão localizados em plasmídio de alto peso molecular. Sistema secreção tipo III: proteínas Ipa);
• Genes ativados por condições encontradas nos intestinos: sais biliares, alta osmoralidade, temperatura corpórea (37°C).
Shigella: Tipo III de transporte de proteínas
Shigella: Tipo III de transporte de proteínas
Micróbio (não patógeno)
O encontro de uma célula do sistema imune e um micróbio (não patógeno)
Fusão com lisossomas
Morte do Micróbio
Patógeno
Escape do vacúolo
Shigella
Patógenos que escapam para o citoplasma celular
Shigella
Zona A Zona B Bactéria em divisão
Cauda IcsA
Shigella: Invasão e multiplicação intracelular
E. coli e Shigella: Epidemiologia
• Habitante da flora normal de mamíferos;
• in fecção ocor re por ingestão de alimentos ou água contaminados ou ainda por contato;
• Predominante em áreas subdesenvolvidas.
Shigella EPIDEMIOLOGIA
• Transmissão pela via oral-fecal (higiene precária). Transmissão por ingestão água ou alimentos menos freqüente;
• Endêmica em áreas subdesenvolvidas. Dose infectante baixa (10 a 100 bacilos);
• Maior incidência em crianças entre 1 e 10 anos; • Em adultos a infecção é geralmente limitada;
Shigella sp: Síndromes • Diarréia: associada à vômito e desidratação. Agente etiológico
mais freqüente: S.sonnei; • Disenteria: presença de sangue, PMN e muco nas fezes.
Associada a dores abdominais. Grande perda de proteínas do soro (200-300ml/dia);
• Ulcerações, inflamação e destruição de células da mucosa (cólon);
• Sintomas aparecem dentro de 24 a 48 horas. Em adultos não tratados persistem aproximadamente 7 dias;
Shigella sp: Complicações
• Bacteremia: recém-nascidos (S.dysenteriae sorotipo 1); • Convulsões: 25% crianças abaixo 4 anos; • Artrite: antígeno de histocompatibilidade HLA-B27; • Síndrome Urêmica Hemolítica: S.dysenteriae sorotipo
1. Associada à expressão Stx e provavelmente ao LPS. Destruição de vasos sangüineos.
TRATAMENTO, PREVENÇÃO E CONTROLE
• Reposição oral de fluidos (desidratação não seja freqüente);
• Quadros mais graves: reposição fluidos por via intravenosa;
• Terapia com antibióticos. Depende do paciente e da virulência bacteriana.
• Educação. Condições básicas de saneamento e higiene.
Shigella navegando na actina celular...
Bactérias intestinais
• Saneamento básico; • Diminuição da pobreza; • Informação e educação; • Terapia com
antimicrobianos; • Vacinas.
VACINAS
• Bacterina; • Toxóides • Vacinas de subunidades:
- fímbrias - subunidade B de LT (LTb) - mutantes de LT
• Linhagens vivas, atenuadas - Salmonella, Shigella, Vibrio.
PREVENÇÃO E CONTROLE
• Saneamento básico;
• Diminuição da pobreza;
• Informação e educação;
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