diarréia e disenteria

DIARRÉIA E DISENTERIA
MILHÕES DE MORTES TODO ANO
CRIANÇAS
Prof. Dario S. Zamboni. FMRP/USP
Fotos Sebastião Salgado
POBREZA
SINTOMAS MAIS GRAVES EM SUBNUTRIDOS
Fotos Sebastião Salgado
ROTA ORAL-FECAL
CONDIÇÕES BÁSICAS DE SANEAMENTO
Fotos Sebastião Salgado
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
TOXINA
Sais
Água
Muco
BACTÉRIA
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
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Escherichia
Shigella
Salmonella
Citrobacter
Klebsiella
Enterobacter
Serratia
Proteus
Morganella
Yersinia
Kluyvera
Cedecea
Hafnia
Erwinia
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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
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Escherichia
Shigella
Salmonella
Citrobacter
Klebsiella
Enterobacter
Serratia
Proteus
Morganella
Yersinia
Kluyvera
Cedecea
Hafnia
Erwinia
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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
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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;
•  L i g a - s e a r e c e p t o 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;
•  I n v a s ã o c é l u l a s d a m u c o s a
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
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Escherichia
Shigella
Salmonella
Citrobacter
Klebsiella
Enterobacter
Serratia
Proteus
Morganella
Yersinia
Kluyvera
Cedecea
Hafnia
Erwinia
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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
O encontro de uma célula do sistema imune e
um micróbio (não patógeno)
Micróbio (não patógeno)
Fusão com
lisossomas
Morte do
Micróbio
Patógenos que escapam para o
citoplasma celular
Patógeno
Escape do
vacúolo
Shigella
Shigella
IcsA
Bactéria em
divisão
Cauda
Zona A
Zona B
Shigella: Invasão e multiplicação intracelular
E. coli e Shigella: Epidemiologia
•  Habitante da flora normal
de mamíferos;
•  i n f e c ç ã o o c o r r e p o r
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
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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
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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;