UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA

DEPARTAMENTO DE PARASITOLOGIA, MICROBIOLOGIA E IMUNOLOGIA

Disciplina: Microbiologia Aplicada Nutrio

Professora: Alessandra Machado

Microrganismos e hospedeiros: microbiota residente, transitria e

doenas

O mundo microbiano

Os microrganismos so ubquos.

Os ecossistemas so normalmente colonizados por umaampla e diversa microbiota, formada principalmente porbactrias e fungos.

Microbiota que coloniza o corpo humano numerosa,complexa e diversa.

Corpo humano habitado por 100 trilhes de clulasmicrobianas (10x mais o nmero de clulas humanas).

Microbiota humana

Os microrganismos que habitam os diversos stios anatmicos do

corpo humano so classificados em dois grupos:

Microbiotaresidente

Microbiotatransitria

Microbiota residente, indgena, normal ou autctone

Microrganismos que estabelecem uma residncia

mais ou menos permanente (colonizam), mas que

no produzem doena em condies normais.

Altamente dependente das condies s quais um

indivduo exposto.

Altamente diversa entre indivduos.

Microbiota Residente, Indgena, Autctone ou Normal

Papel importante na manuteno da integridade do

hospedeiro, quando em equilbrio em um stio especfico

-Oferecem barreiras contra colonizao por patgenos;

- Produzem substncias utilizveis pelo hospedeiro;

- Degradam produtos txicos;

- Participam da modulao do sistema imune dos

hospedeiros

Microbiota residente

Carter Anfibintico

Microrganismos podem se comportar comopatgenos oportunistas em situaes dedesequilbrio ou ao serem introduzidos em stiosestreis ou no especficos.

Microrganismos da microbiota residente humana Frequentemente so benficos e necessrios manuteno da sade

Trato gastrointestinal humano

Sander et al., 2007

-Fluxo rpido de contedo; -pH cido;

Restringem acolonizao microbiana

- A motilidade intestinal um pouco mais lenta

Favorece a colonizao microbiana.

- pH neutro;- Abundncia relativa de nutrientes (CHO no-digerveis e componentes alimentares que escaparam da digesto no TGI)

Ambiente propcio para proliferao microbiana

-Fluxo rpido de contedo; -Secrees do I.D.

Restringem acolonizao microbiana

Microbiota intestinal

Atua:

Modulao do sistema imune;

Degradao de componentes no digerveis da dieta

Produo de cido graxo de cadeia curta;

Proteo do epitlio intestinal contra patgenos;

Sntese de vitaminas tiamina, riboflavina, piridoxina, B12 e K

Papel importante na manuteno da integridade do hospedeiro, forte impacto na fisiologia e na nutrio do

hospedeiro e crucial para a vida humana.

NascimentoColonizadores primrios:

E. coli e Enterococcus

Ps-partoColonizadores secundrios:

Bacteroides, Clostridia,

Bifidobacterium

At 6 mesesMicrobiota sofre

interferncia do tipo alimentao

A partir dos 6 mesesMicrobiota mais diversa e

complexa

Sucesso Microbiana Intestinal

AdultoReduo gradual da

diversidade Bacteroidetese Firmicutes e estabilidade

Iniciado em 2007 Trmino previsto 2014 4 regies: boca, pele, gastrointestinal e urogenital

Caracterizar detalhadamente a microbiota humana e analisarseu papel na sade e na doena dos seres humanos.

Microrganismos no patognicos ou potencialmente

patognicos, encontrados em superfcies externas e

internas, durante algumas horas, dias ou mesmo semanas.

Pouca importncia se a microbiota residente estiver em

equilbrio. Caso ocorra alterao neste equilbrio, os

microrganismos transitrios podem proliferar-se e produzir

doena.

Microbiota transitria, transiente ou alctone

Interaes bactria-hospedeiro

O corpo humano um conjunto de nichos ambientais que fornecenutrientes necessrios para o seu crescimento.

Corpo no ambiente uniforme crescimento de determinadosmicrorganismos favorecido.

- Pele: ambiente relativamente seco favorece crescimento de S. aureus

- Pulmes: ambiente altamente oxigenado favorece crescimento doaerbio Mycobacterium tuberculosis

- Intestino grosso: ambiente anxico favorece crescimento dosanaerbios estritos Clostridium e Bacteroides

Hospedeiros mecanismos de defesa

Microrganismos que conseguem colonizar um hospedeiro comsucesso sobrepujam esses mecanismos de defesa.

Conceitos bsicos

Patgeno organismo que vive na superfcie ou no interior dohospedeiro, causando danos.

Patogenicidade capacidade do microrganismo provocardanos em um hospedeiro.

Virulncia grau de patogenicidade, ou seja, a dose ou onmero de clulas que resultar em resposta patolgica em

um dado perodo de tempo.

Microrganismos e mecanismos da patognese

Virulncia

Virulncia microbiana. Diferenas na virulncia microbiana, demostradas com base no

nmero de clulas de Streptococcus pneumoniae e Salmonella typhimurium necessrias para

matar os camundongos.

Produo de toxinas e/ou enzimas

Cpsula e camada limosa

Fmbrias

Endotoxina

Peptideoglicano

Resistncia aos antimicrobianos

Fatores de virulncia

Estruturas, produtos ou estratgias que contribuem para o aumento da

capacidade da bactria de causar doena .

Fatores de virulncia na patognese de Salmonella

INFECO DOENA

Infeco: colonizao, multiplicao ou persistncia dosmicrorganismos no hospedeiro, quer o hospedeiro seja

prejudicado ou no.

Doena: quando a interao entre o microrganismo e o hospedeiroleva a um processo patolgico caracterizado por dano ao hospedeiro.

A infeco pode existir sem doena detectvel

Conceitos bsicos

Microrganismos e mecanismos da patognese

Adeso especfica

Estratgia que as bactrias usam para se fixar nas clulas e nostecidos do hospedeiro

Capacidade de aderncia mediada por estruturas da superfciecelular bacteriana.

Interaes macromoleculares entre as superfcies das clulas dopatgeno e do hospedeiro.

Ligao seletiva s clulas de regio corprea particular.

Ex: N. gonorrhoeae epitlio urogenital

Principais fatores de aderncia

Camada limosa rede frouxa de fibras polimricas,estendendo-se para fora da clula.

S. mutans camada limosa de dextrana promove a ligao

superfcie dental.

Cpsula envoltrio denso e bem definido que circunda aclula.

E. coli patognica cpsula promove aderncia borda em

escova das vilosidades intestinais.

Aderncia de patgeneos a tecidos animais. (a) Micrografia de transmisso de Vibrio

cholerae aderido borda em escova das vilosidades intestinais de coelho. Observe a

ausncia de cpsula. (b) Escherichia coli enteropatognica em infeo modelo fatal, em

bezerro. As clulas bacterianas esto aderidas borda em escova das vilosidades intestinais

do bezerro por meio de sua cpsula.

Principais fatores de aderncia

Fimbrias e pili Estruturas proteicas da superfcie da clulabacteriana. Atuam pela ligao s glicoprotenas da superfcie da

clula hospedeira, iniciando o processo de aderncia.

N. gonorrhoeae pili facilita a ligao ao epitlio urogenital

Salmonella fmbrias facilitam a ligao ao epitlio intestinal

Protenas de adernciaN. gonorrhoeae protena Opa liga-se a receptores do

epitlio urogenital.

Quando patgeno tem acesso aos tecidos, o microrganismopode multiplicar e colonizar o tecido.

Geralmente, o inculo inicial de um patgeno insuficientepara causar dano ao hospedeiro.

Patgenos nutrientes e condies ambientais apropriadas(temperatura, pH, presena ou ausncia de oxignio) quepermitam seu crescimento.

Colonizao e crescimento

Aes patognicas das bactrias

Destruio dos tecidos

cidos, gs - resultantes do crescimento bacteriano

enzimas degradativas decompe o tecido e

fornece nutrientes para crescimento do microrganismo

Ex: Clostridium perfringens produzem fosfolipase C, colagenase, proteases,

hialuronidase, toxinas, cido, gs destroem o tecido.

Toxinas produtos bacterianos que danificam diretamente o

tecido ou promovem atividades biolgicas destrutivas.

Toxicidade capacidade de um organismo causar uma doenapor meio de uma toxina que inibe a funo ou mata a clula

hospedeira.

Toxinas

Exotoxinas

- protenas txicas liberadas pela clula do patgeno,

medida que ele cresce.

Endotoxinas

- Lipopolissacardeos (LPS) da camada externa de Gram-negativas que esto ligadas clula e liberadas em grandes

quantidades quando as clulas sofrem lise.

Citolticas destroem a integridade da membranacitoplasmtica, promovendo a lise celular.

AB subunidade B liga-se a um receptor superficial da clulahospedeira, promovendo a transferncia da subunidade A

atravs da membrana da clula-alvo, que promove danos

clula.

Superantgenos estimulam um grande nmero de clulas daresposta imune, resultando em intensas reaes inflamatrias

e danos teciduais.

Exotoxinas

Toxina citoltica

-toxina de estafilococos uma citotoxina formadora de poros, produzidas por

Staphylococcus. Liberadas na forma de monmeros, sete subunidades proteicas idnticas

oligomerizam-se na membrana citoplasmtica das clulas alvo. O oligmero forma um

poro, liberando todo o contedo celular e permitindo o influxo de compostos

extracelulares e o efluxo de compostos intracelulares. As clulas eucariticas tornam-se

intumescidas e sofrem lise.

Toxina AB

A ao da toxina diftrica de Corynebacterium diphtheriae

Enterotoxinas

Exotoxinas cujas atividades afetam o

intestino delgado, provocando

secreo de fluidos para o lmen

intestinal, o que resulta em diarreia.

Geralmente adquiridas pela ingesto

de alimentos ou gua contaminados.

Produzidas por vrios

microrganismos: S. aureus, C.

perfringens, B. cereus, V. cholerae, E.

coli e S. enteritidis

Ao da toxina colrica

ENDOTOXINADiarreia, vmitos, febre e choque potencialmente fatal

Endotoxinas

(LPS) da camada externa deGram-negativas que estoligadas clula e liberadas emgrandes quantidades quandoas clulas sofrem lise.

Propriedades Exotoxinas Endotoxinas

Propriedades qumicas Protenas,excretadas por

determinadas Gram-negativas ou

Gram-positivas.

Lipopolissacardeo liberado por lise

celular - parte da membrana externa

de Gram-negativas.

Mecanismo de ao,

sintomas

Especfico, geralmente ligam-

se a receptores ou estruturas

especficas, atuam como

citotoxinas, enterotoxinas ou

neurotoxina, com ao

especfica em clulas ou

tecidos

Geral, febre, diarreia, vmito

Toxicidade Frequentemente muito

txicas, algumas vezes fatais

Pouco txicas, raramente fatais

Potencial de febre Geralmente no produz febre Pirognica, frequentemente

induz febre no hospedeiro

Fatores do hospedeiro na doena infecciosa

Fatores de risco do hospedeiro na infeco contribuem para a susceptibilidade do hospedeiro

Idade- Crianas: patgenos intestinais tm maior chance de se estabelecer.

- Idosos: mais susceptveis s infeces respiratrias.

Estresse e dieta- Fontes de estresse fisiolgico (fadiga, dieta pobre, desidratao, mudanas

climticas bruscas) aumentam a incidncia e gravidade das doenas infecciosas.

Hospedeiro comprometido- Um ou mais mecanismos de defesa esto inativados - Probabilidade de infeco maior.

Imunidade natural ou inata:

- Mecanismos de defesa presentes independente da presena de

agentes infecciosos (barreiras fsicas, qumicas e anatmicas).

Imunidade adquirida ou especfica:

- Mecanismos de defesa estimulados pela exposio a substncias

estranhas - imunoglobulinas.

Fatores de proteo do hospedeiro na infeco

Pele barreira fsica, e sua

microbiota normal inibe a

colonizao de patgenos

A acidez estomacal inibe

crescimento microbiano

Microbiota normal compete com os

patgenos

O fluxo no trato urinrio

impede a colonizao

A lisozima da lgrima e

outras secrees dissolvem

as paredes celulares

bacterianas

O muco e os clios que

revestem a traqueia deslocam

os microrganismos para fora

do corpo

O muco dos pulmes

impede a colonizao

Protenas sanguneas e a linfa

inibem o crescimento

microbiano

Rpida alterao do pH inibe o

crescimento microbiano

Microbiota normal compete

com os patgenos

Remoo de partculas,

incluindo microrganismos

Barreiras fsicas, qumicas

e anatmicas