OS MECANISMOS DA PATOGENESE BACTERIANA

Mecanismos da patogênese bacteriana

• Corpo humano: coleção de nichos ambientes que fornecem calor, umidade e alimentos necessários ao seu crescimento.
• Bactérias adquiriram características genéticas que permitiram a invasão, adesão ou colonização, além de impedirem sua eliminação pelas respostas protetoras imunes ou não-imunes do hospedeiro.
• Muitas das características genéticas das bactérias são fatores de virulência, que potencializam sua capacidade de provocar doenças.
• Destruição direta de tecidos ou liberação de toxinas que provocam, quando está na circulação sanguínea, patogênese sistêmica.
• As estruturas da superfície bacteriana são potentes estimuladores das respostas do hospedeiro.
• Corpo humano encontra-se colonizados por numerosos microrganismos (microbiota normal), que auxilia na digestão de alimentos, produz vitaminas e pode proteger o hospedeiro da colonização por microrganismos patogênicos. Podem provocar doenças se invadirem os locais do corpo que são nomalmente estéreis.
• As patogênicas possuem mecanismos que promovem seu crescimento no hospedeiro à custa de tecidos ou órgãos.
• As oportunistas se beneficiam de condições preexistentes que potencializam a suscetibilidade do hospedeiro para crescer e provocar doenças mais graves - Imunosupressão.
• Os sinais e sintomas de uma doença são determinados pela função exercida pelo tecido atingido.
• Respostas sistêmicas são provocadas por toxinas e citocinas.
• A cepa bacteriana e o tamanho do inóculo também são fatores centrais para determinar se a doença ocorrerá.
• Aspectos do hospedeiro também é importante. Defeitos congênitos, estados de imunodeficiência e outras condições relacionadas a enfermidades também podem aumentar a suscetibilidade de um indivíduo à infecção.

Entrada no organismo humano

• Mecanismos de defesa e barreiras naturais, como pele, muco, epitélio ciliado e secreções contendo substâncias antibacterianas tornam o acesso das bactérias mais difícil. As bactérias podem entrar quando houver ruptura da barreira ou quando elas possuem meios de comprometê-la e invadir o organismo.
• Pele: camada rígida e espessa de células mortas que protege o corpo contra infecções - Staphylococcus aureus e Staphylococcus epidermidis (microbiota normal da pele) podem penetrar no organismo através de rupturas e causar problemas em pacientes com cateteres intravenosos ou implantados.
• A boca, o nariz, o trato respiratório, os ouvidos, os olhos, o trato urogenital e o ânus são locais de entrada por onde as bactérias podem penetrar no organismo. Estes são protegidos por defesas naturais, como muco e epitélio ciliado. Porém, muitas bactérias não são afetadas ou possuem modos de escapar destas defesas.
• Pacientes com tumores de cólon diagnostiados após a detecção de sepse (infecção disseminada no sangue).

Colonização, adesão e invasão

• Trato GI colonizado por bactérias benignas e potencialmente benéficas.
• A colonização de locais normalmente estéreis implica a existência de um defeito nos mecanismos de defesa naturais ou de uma nova porta de entrada. Exemplo: pacientes com fibrose cística - redução da função do epitélio mucociliar e secreções das mucosas alteradas - pulmões colonizados por S. aureus e P. aeruginosa.
• As bactérias podem utilizar mecanismos específicos de diferentes superfícies corporais.Aderidas aos revestimentos epiteliais e endoteliais da bexiga, intestino e vasos sanguíneos, não terá como eliminá-las, permitindo a colonização do tecido.
• Adesinas: ligam-se a receptores específicos na superfície do tecido, impedindo que sejam eliminadas. As que se encontram nas extremidades das fímbrias (pili) se ligam firmemente a açucares específicos nos tecidos-alvo.
• Uma adaptação bacteriana especial facilita a colonização, especialmente em instrumentos cirúrgicos como valvas ou cateteres artificiais, é um biofilme produzido pelas bactérias, onde elas permanecem no interior de uma trama de polissacarídios que unem as células bacterianas entre si e com a superfície. A matriz do biofilme também pode proteger as bactérias contra as defesas do hospedeiro e contra os antibióticos.
• Ilhas de patogenicidade: regiões cromossômicas que contêm grupos de genes que codificam numerosos fatores de virulência. Estes genes podem ser ativados por um único estímulo (temperatura do intestino, pH de um lisossomo) e podem ser transferidos como unidades para diferentes locais dentro de um mesmo cromossomo ou para outras bactérias.

Ações patogênicas bacterianas

Destruição tecidual

• Metabólitos provenientes do crescimento bacteriano resultam na produção de ácidos, gases e outras substâncias tóxicas aos tecidos.
• Muitas bactérias liberam enzimas degradativas para decompor o tecido.
• Clostridium perfringens: faz parte da microbiota normal, mas pode causar infecções em tecidos com depleção de oxigênio, causando gangrena gasosa.
• Bactérias anaeróbias: produzem enzimas, várias toxinas, ácidos e gases provenientes do metabolismo bacteriano, que destroem o tecido.
• Estafilococos: produzem enzimas diferentes que modificam o ambiente do tecido.
• Estreptococos: produzem enzimas que facilitam o desenvolvimento de infecções e a dispersão para o interior do tecido.

Toxinas

• Produtos bacterianos que provocam lesão tecidual direta ou disparam atividades biológicas destrutivas.
• As atividades são provocadas por enzimas degradativas que causam a lise da célula por proteínas de ligação específica com receptores que iniciam reações tóxicas em um determinado tecido-alvo.
• Os sintomas provocados pela toxina pré-formada surgem muito mais prontamente que aqueles provocados por outras formas de gastroenterite, uma vez que o efeito é semelhante ao de uma ingestão de veneno, não sendo necessário que ocorra o crescimento bacteriano para que os sintomas se manifestem.
• Os sintomas podem surgir em um local distante da região de infecção (corrente sanguínea) ou a toxina pode se dispersar por todo o organismo.

Endotoxina e outros componentes da parede celular

• Padrões moleculares da parede celular bacteriana (padrões moleculares associados a patógenos – PAMPS) se ligam às moléculas de receptores Toll-Like em células mielóides e estimulam a produção de citocinas.
• Em infecções por bactérias Gram-positivas, são liberados peptideoglicanos e seus produtos de degradação, assim como ácidos teicóicos e lipoteicóicos, estimulando as respostas pirogênicas de fase aguda.
• Lipopolissacarídeo produzido pelas Gram-negativas são denominados de endotoxina, sendo o lipídio A o responsável pela atividade desta. Durante a infecção, a endotoxina se liga a receptores específicos (CD14 e TLR4) de macrófagos, células B e outras células, e estimula a produção e liberação de citocinas de fase aguda. Também estimula o crescimento (mitótico) das células B.
• Em baixas concentrações, estimulam o desenvolvimento das respostas protetoras, como febre, vasodilatação e ativação das respostas imunes e inflamatórias.
• Concentrações elevadas de endotoxina podem ativar a via alternativa do complemento, desencadeando febre alta, hipotensão e choque, em decorrência de vasodilatação e extravasamento capilar.

Exotoxinas

• Proteínas que podem ser produzidas por bactérias Gram-positivas ou Gram-negativas e incluem enzimas citolíticas e proteínas ligantes de receptores que alteram a função da célula ou a destroem.
• O gene da toxina está codificado em um plasmídio ou um fago lisogênico.
• Alfa-toxina: enzima citolítica produzida por C. Perfringens que decompõe a enfingomielina e outros fosfolipídios da membrana, resultando em lise celular.
• Toxinas A-B: a porção se liga a um receptor específico da superfície celular e a subunidade A é transferida para o interior da célula, provocando lesão celular. Tecidos-alvo muito definidos e limitados. Efeitos variam desde diarreia até perda da função neuronal e morte.
• Superantígenos: essas moléculas ativam as células T ligando-se simultaneamente a um receptor de células T e uma molécula do complexo principal de histocompatibilidade de classe II em outra célula sem necessitar de antígeno. Pode desencadear respostas semelhantes às respostas autoimunes com risco de vida, responsáveis por estimular a liberação de grandes quantidades de interleucinas. Também pode provocar a morte das células T ativadas.

Imunopatogênese

• Em alguns casos, os sintomas das infecções são decorrentes da resposta imune e inflamatória excessiva.
• A resposta da fase aguda aos componentes da parede celular (endotoxina) é uma resposta de proteção antibacteriana, quando limitada e controlada. Quando se manifesta de forma descontrolada pode provocar sintomas com risco de vida associados a sepse e meningite.
• Febre reumática: a proteína M bacteriana imita o tecido cardíaco, os anticorpos dela fazem uma reação cruzada com o tecido e lesam-no.
• Glomerulonefrite pós-estreptocócica: imunocomplexos depositados no glomérulo renal.
• Chlamydia, Treponema, Borrelia, etc: resposta imune do hospedeiro é uma importante causa de sintomas em pacientes.

Mecanismos de escape das defesas do hospedeiro

• As bactérias que são capazes de evadir ou incapacitar as defesas do hospedeiro possuem mais chance de provocar doenças. Elas desenvolveram maneiras de escapar das principais defesas antibacterianas, por inativarem ou escaparem do sistema complemento e anticorpos, e até mesmo por realizarem seu crescimento dentro das células do organismo, protegidas por respostas do hospedeiro.
• A cápsula é um dos fatores de virulência mais importantes. Geralmente são formadas por polissacarídeo que costumam ser imunógenos fracos. Esta também atua como vestimenta escorregadia, difícil de ser agarrada, que se rompe quando capturada por um fagócito. Também protege a bactéria da destruição no interior do fagolisossoma de um macrófago ou leucócito.
• As bactérias podem escapar da ação dos anticorpos pelo crescimento intracelular (micobactérias), variação antigênica ou por inativação dos anticorpos ou do complemento. O controle de infecções das micobactérias requerem respostas imunes de células T auxiliadoras TH1, que ativam os macrófagos para destruir ou criar uma parede ao redor da célula infectada.
• Os mecanismos bacterianos de proteção contra destruição intracelular incluem o bloqueio da fusão do fagolisossoma, impedindo o contato com seus conteúdos bactericidas, resistência enzimática ou mediada pela cápsula às substâncias ou enzimas lisossômicas bacterianas e a capacidade de sair do fagossoma para o citoplasma do hospedeiro antes que seja exposta às enzimas lisossômicas.
• As bactérias escapam da ação do complemento por mascaramento, inibindo a ativação da cascata.

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