Upload
lurdidapk
View
123
Download
7
Tags:
Embed Size (px)
Citation preview
20-11-2013
1
What’s in a name? Thatwhich we call a rose byany other name wouldsmell as sweet...
W. Shakespeare
Taxonomiados Procariotas
20-11-2013
2
Conteúdos• Noções básicas• Classificação dos procariotas
– Níveis taxonómicos nos procariotas– Noção de espécie nos procariotas– Métodos para a classificação e identificação
de procariotas
Introdução• Até ao presente, foram identificados cerca de 1,7
milhões de organismos vivos no planeta Terra• Estima-se que existam muitos mais – apenas 1 –
10% dos organismos vivos estarão identificados• Para facilitar a pesquisa científica, o estudo da
biologia e a comunicação de dados, é necessárioorganizar os conhecimentos actuais sobrebiodiversidade – “arrumar” os microrganismos emgrupos
20-11-2013
3
Os três domínios da vida• Carl Woese e George Fox, 1977
Archaea, Bacteria, Eukarya.Principais características
20-11-2013
4
Introduçãoà classificação etaxonomia microbiana
Noções básicas• Taxonomia
– É a ciência e a prática da classificação deorganismos vivos
– Grego taxis (arranjo) e nomos (lei ou ciência)• Taxon (plural taxa)
– A taxonomia baseia-se em unidadestaxonómicas (taxa)
20-11-2013
5
• Do ponto de vista prático, a taxonomia éconstituída por três áreas distintas, masinterligadas:– Classificação
• Distribuição dos microrganismos em grupos (plural: taxa,singular: taxon)
– Nomenclatura• Ramo da taxonomia que atribui nomes aos grupos
taxonómicos, de acordo com as regras aceites pelacomunidade científica
– Identificação• É o lado prático da taxonomia...• Processo através do qual se determina a que grupo
taxonómico reconhecido pertence um dado isoladolaboratorial
• Sistemática– Termo frequentemente utilizado para designar a
taxonomia– No sentido estrito, sistemática é o estudo científico
dos organismos com a finalidade de caracterizá-los eorganizá-los de forma ordenada
– Assim, qualquer estudo sobre a natureza dosmicrorganismos em que o conhecimento adquiridoseja empregue para trabalho taxonómico, éconsiderado como sendo um estudo em sistemática
• Pode abranger muitas disciplinas (morfologia, ecologia,epidemiologia, bioquímica, biologia molecular, fisiologia)
20-11-2013
6
Níveis taxonómicos dos procariotas
Conceitos de espécie e de estirpe• Grupo taxonómico básico – espécie• Espécie procariótica = conjunto de estirpes que
partilham muitas propriedades estáveis umas com asoutras e que diferem significativamente das restantesestirpes– Estirpe = descendentes duma única cultura pura de
microrganismos
• Espécie procariótica = conjunto de todos osmicrorganismos que partilham as mesmas sequênciasnos seus genes principais; idealmente, deverá serpossível também distinguir as espécies umas das outrasdo ponto de vista fenotípico
20-11-2013
7
Descritores aplicados às estirpes• Biovar
– Variantes (estirpes) dum microrganismocaracterizadas por apresentaremcaracterísticas bioquímicas ou fisiológicasdiferentes das restantes estirpes
• Morfovar– Diferem nas características morfológicas
• Serovar– Possuem propriedades antigénicas distintas
Conceito de estirpe-tipo• Existe uma por espécie – em geral, a primeira das
estirpes daquela espécie que foi estudada (geralmente,é também a que está mais bem caracterizada)
• Objectivo: garantir a permanência dos nomes mesmoquando há revisões da nomenclatura– Quando há revisões, a estirpe-tipo da espécie tem sempre que
permanecer no género do qual é portadora do nome– As outras estirpes só ficarão na mesma espécie se forem muito
semelhantes à estirpe-tipo
20-11-2013
8
Conceito de género nosprocariotas
• Género = grupo bem definido, constituídopor uma ou mais espécies, e que seencontra claramente separado dosrestantes géneros.
• Conceito subjectivo…
Técnicas de trabalhoem taxonomia e filogenia microbiana
• A abordagem clássica para determinar aposição taxonómica e filogenética dosmicrorganismos consiste em estudar as suascaracterísticas morfológicas, fisiológicas,metabólicas, ecológicas e genéticas para poderagrupá-los/incluí-los num grupo existente
20-11-2013
9
• O teor de G+C no ADN é fácil de determinar e é muito útil do pontode vista taxonómico (é uma medida indirecta da sequência debases no ADN)
• Podem usar-se estudos de hibridação de ácidos nucleicos paracomparar sequências de ADN ou de ARN e determinar o grau deproximidade genética dos microrganismos
• A sequenciação de ácidos nucleicos é o método mais directo e maisrobusto para a comparação do genoma de microrganismos. Podesequenciar-se o genoma completo ou, mais frequentemente,apenas uma parte (ex.: porção que codifica o rARN 16S)
• Nalguns casos, a sequência dos aminoácidos de certas proteínasbacterianas também pode fornecer informação importante do pontode vista taxonómico e filogenético
Divisões dos procariotas• Principais filos dos
domínios Archeae eBacteria
• O Bergey’s Manual e suaorganização
20-11-2013
10
Subdivisões do Domínio Archaea: filosCrenarchaeota e Euryarchaeota
Subdivisões do Domínio Bacteria – Principais filos
20-11-2013
11
O Bergey’s Manual• Publicado pela primeira vez por David
Bergey (University of Pennsylvania, 1923)• Bergey’s Manual of Determinative
Bacteriology (9ª. Ed.)• Bergey’s Manual of Systematic
Bacteriology (2ª. Ed.)
Bergey´s Manual• Vol I – Archaea, Cianobactérias, Fototróficas
Verdes e géneros com ramificações profundas• Vol II – As Proteobactérias• Vol. III – As Gram-Positivas de baixo G+C• Vol. IV – As Gram-positivas de elevado G+C• Vol. V – Planctomicetas, Espiroquetas,
Fibrobacters, Bacteroides e Fusobactérias
20-11-2013
12
1. Os Archaea• Grande diversidade morfológica e fisiológica.• Reacção variável ao Gram e morfologia muito
variável• Multiplicação por divisão binária, gemulação,
fragmentação• Desde quimiolito-autotróficos até organotróficos• Mesófilos e hipertermófilos• Ambientes extremos (aquosos ou terrestres)
Características especiais dasArqueobactérias
Parede celular• Nas Gram-positivas
– camada única, espessa, dumheteropolissacárido
– Não contém peptidoglicano• Nas Gram-negativas
– Não têm membrana externa– Camada de proteína ou glicoproteína a
seguir à membrana citoplasmática
20-11-2013
13
Características especiais dasArqueobactérias
Lípidos e membranas• Lípidos membranares de cadeia
ramificada• Ácidos gordos ligados por ligações éter
e não éster• Diferentes combinações de lípidos
polares e apolares para obtermembranas com diferentes pontos defusão – diferentes preferências térmicas
Características especiais dasArqueobactérias
Metabolismo• Autotrofia muito difundida entre
metanogénicos e hipertermófilos
20-11-2013
14
Características especiais dasArqueobactérias
Taxonomia• Divididas em dois filos com base no
rARN:• Euryarchaeota• Crenarchaeota
Características especiais dasArqueobactérias
Chrenarchaeota• Representam as arqueobactérias
ancestrais• Na maioria termófilos ou hipertermófilos• Existem, contudo, alguns mesófilos:
picoplâncton oceânico• Muitos acidófilos e dependentes do
enxofre
20-11-2013
15
Características especiais dasArqueobactérias
Euryarchaeota• Ocupam muitos nichos ecológicos de
temperatura relativamente mais baixa• Padrões metabólicos muito
diversificados• Metanogénicos, halófilos extremos,
utilizadores de sulfatos e termófilosextremos com metabolismo dependentedos sulfatos
Arqueobactérias do rúmen:Metanogénicos
• Importantes – representam cerca de 3%da biomassa total do rúmen
• Anaeróbias estritas• Utilizam o hidrogénio produzido por outras
bactérias para a produção de metano emantêm baixas pressões parciais de H norúmen – importante para o bomfuncionamento deste órgão
20-11-2013
16
1. Deinococcus e Gram-negativasnão-proteobactérias
• Deinococos• Bactérias fotossintéticas• Plantomycetas• Espiroquetas• Bacteróides• Esfingobactérias
Planctomicetas• Clamídias
– Parasitas intracelulares obrigatórios (aves e mamíferos)– Extremamente limitados do ponto de vista metabólico– Chlamydia psittaci
• Psitacose na espécie humana; também afecta cavalos e coalas– C. trachomatis
• tracoma– C. pneumonium
• Pneumonias– C. suis – porcos; conjuntivite, enterite, pericardite, pneumonia,
poliartrite, rinite
20-11-2013
17
Clamídias - patogénese• Principalmente invasivas – não há produção
significativa de toxinas• Não são totalmente eliminadas pelas defesas dos
hospedeiros – reinfecção e danos continuados• Reinfecções aumentam a gravidade da resposta
inflamatória• A patogénese deve-se, em parte, à resposta das
células infectadas, não imunitárias, em especial dascélulas do endotélio e dos epitélios das mucosas
Espiroquetas• Gram-negativos de morfologia helicoidal• Móveis por flagelos especiais – os
filamentos axiais• Podem ser anaeróbias, aeróbias
facultativas ou aeróbias• Diversidade ecológica muito ampla
20-11-2013
18
Espiroquetas• 4 géneros:
– Brachyspira– Borrelia– Treponema– Leptospira
Brachyspira• Exemplo: B. hyodysenteriae
– Disenteria suína – doença mucodiarreica grave– Pode ser fatal– A bactéria é móvel – desloca-se facilmente no muco
intestinal e coloniza as criptas do cólon e outrosenterócitos que estejam reobertos de muco
– Não adere nem invade os enterócitos– Patogénese deve-se possivelmente à produção de
citotoxinas (como a beta-hemolisina) e proteases,que danificam as células do epitélio intestinal
20-11-2013
19
Leptospira• Leptospirose – zoonose• As leptospiras colonizam frequentemente
os túbulos proximais dos rins e podem serexcretadas durante muito tempo peloshospedeiros-reservatório, sem que estesapresentem sinais clínicos – portadoresassintomáticos
Leptospira• Etapas comuns a todas as leptospiroses:
– Exposição através de mucosas, conjuntiva ou pele danificadas– Invasão– Eventual desenvolvimento de leptospirémia– A bactéria prolifera nos órgãos parenquimatosos (fígado, rins,
pâncreas) e nas meninges– Pode danificar a interface mãe-feto ou invadir para além da
placenta, causando morte fetal, aborto ou nascimento deanimais fracos
– Os anticorpos e o sistema do complemento do hospedeiro (ou aaplicação de antibioterapia) podem controlar a infecção, mas ohospedeiro pode ficar portador durante muito tempo
20-11-2013
20
Treponema• T. pallidum – sífilis humana• T. paraluis-cuniculi – sífilis dos coelhos• T. brennaborense – dermatite interdigital nos
bovinos
Borrelia• Borrelia burgdorferi – doença de Lyme em seres
humanos, cães (risco + elevado), gatos, bovinos ecavalos
• Começa com uma lesão no local da picada – eritremamigrans
• Semanas/meses depois – 2.ª fase – febre, arrepios, mal-estar, rigidez muscular, sinais musculo-esqueléticos(dores nas articulações e músculos) e, nalguns casos,afecta o sistema nervoso central (paralisia facial,meningite, encefalite, perturbações do sono, alteraçãoda personalidade, etc.)
20-11-2013
21
Borrelia• 3.ª fase – meses ou anos + tarde – inflamação
articular persistente, fadiga e, ocasionalmente,paralisia
• Baixa mortalidade• Transmitidas por carraças• Outras borrelioses
– B. theileri – borreliose bovina– B. anserina – espiroquetose em aves domésticas e
selvagens
3. As proteobactérias• Gram-negativas• Morfologia e fisiologia muito diversa• 5 sub-grupos:
– α– β– γ– δ– ε
20-11-2013
22
As α-proteobactérias• Proteobactérias oligotróficas (Caulobacter e
Hyphomicrobium)• metilotróficas (Methylobacterium)• Quimiolitotróficas (Nitrobacter)• Fixação de azoto (Rhizobium)• Patogénicos para o Homem e animais:
– Rickettsia– Brucella– Fam. Pasteurellaceae
Rickettsia• Contém algumas das mais virulentas das bactérias que
se conhece• Tifo – R. prowazekii e R. typhi• Febre das manchas – outras riquétsias• Os cães e os gatos podem ser portadores de certas
riquétsias, sem apresentarem sinais de doença• Febre, lesões cutâneas típicas, outros sintomas vagos
(como poliartrite, mialgia, dor abdominal, déficitvestibular, anorexia, alterações do estado mental)
20-11-2013
23
Rickettsia• As riquétsias são parasitas itnracelulares
obrigatórias• Produzem enzimas que danificam as células do
hospedeiro• Associam-se principalmente ao endotélio
vascular e às células musculares lisasvasculares, causando vasculite e perivasculitenecrotiznte – hemorragias e efusões
Brucella• Agentes da brucelose – zoonose• Também parasitas intracelulares, que se localizam
no sistema retículo-endotelial e no tracto reprodutivo,causando danos ao hospedeiro para toda a vida –infecções crónicas
• Principal causa de esterilidade nos animaisdomésticos
• Animais infectados excretam grandes quantidadesde bactérias na urina, leite, descargas vaginais,sémen e produtos do parto
20-11-2013
24
Brucella
• B. abortus – aborto, orquite, epididimite nos bovinos• B. melitensis – aborto, mastite, problemas nos pés,
orquite em caprinos• B. ovis – epididimite, orquite, infertilidade, nefrite em
ovinos• B. suis – porcos (mas tb lebres, caribus, renas,
roedores) – abortos, artrites, infertilidade, orquite,discospondilite, abcessos
Brucella• B. canis – aborto, discospondilite,
epididimite, infertilidade, dermatite,meningite, glomerulonefrite, osteomieliteem cães
• B. cetaceae, B, pinnipediae – mamíferosmarinhos
20-11-2013
25
As α-proteobactériasProteobactérias oligotróficas• Caulobacter e Hyphomicrobium• Ambientes aquáticos• Reprodução por gemulação• Possuem apêndices:
– prostecas (extensão da célula)– Caules (apêndices inanimados)
As α-proteobactérias• Família Pasteurellaceae
– Pasteurella– Mannheimia– Haemophilus– Histophilus– Taylorella
20-11-2013
26
Mannheimia• M. haemolytica
– Pasteurelose ou “febre do embarque” –doença respiratória
– Um dos mais importantes patogenes dosbovinos domésticos
• M. varigena– Mamite bovina (associada a traumatismos da
gl. mamária); pneumonia e septicemia embovinos
Pasteurella• P. multocida
– pasteurelose– Baixa especificidade quanto ao hospedeiro:
• Septicemia hemorrágica de bovinos domésticos e bisontes• Pneumonia e rinite atrófica nos suínos• Cólera das aves• Pasteurelose dos coelhos• Etc.
– zoonótica – mordeduras de animais
20-11-2013
27
Haemophilus• Comensais comuns das mucosas do Homem e
animais• Muito sensíveis à secura – não sobrevivem por
muito tempo no ambiente– H. paragallinarum – coriza infecciosa em galinhas
poedeiras e frangos, de dispersão mundial– H. parasuis – mortalidade de leitões e doença de
Glässer em porcos de engorda (sintomasrespiratórios, articulares, e do sistema nervosocentral)
20-11-2013
28
Histophilus• H. somni – meningoencefalite trombo-
embólica em gado estabulado
Taylorella• T. equigenitalis – metrite contagiosa
equina
20-11-2013
29
As β-proteobactérias• Pontos comuns com as α-proteobactérias
do ponto de vista metabólico• Tendem a utilizar substâncias resultantes
da decomposição de materiais orgânicosque se difundem para as zonasanaeróbias dos habitats
• Algumas são patogénicas para o Homem
As β-proteobactérias -exemplos
• Patogénicos para o Homem:– Neisseria meningiditis (meningococos)– Neisseria gonorrhoeae (gonococos)– Bordetella pertussis
20-11-2013
30
As β-proteobactérias -exemplos
• Com significado veterinário:
– Comensais, patogénicas para o Homem(transmitidas por animais), patogénicas paraos animais
As β-proteobactérias -exemplos
• Com significado veterinário - Neisseria:– N. animalis
• Orofaringe, porquinhos da Índia; comensal– N. canis
• Orofaringe, cães e gatos; infecções por mordedura– N. dentiae
• Placa dentária, bovinos; comensal– N. denitrificans
• Tracto respiratório superior, porquinhos da Índia; comensal– N. iguanae
• Cavidade oral, iguanas; patogene (raramente); abcessos cutâneos,septicemia
– N. macacae• Orofaringe, macacos Rhesus; comensal
– N. weaveri• Orofaringe, cães; infecções por mordedura
20-11-2013
31
As β-proteobactérias -exemplos
• Com significado veterinário - Bordetella:– Habitat natural: tracto respiratório superior
dos mamíferos e aves– Transmitem-se de animal para animal através
dos aerossóis– Principais espécies patogénicas:
• B. bronchiseptica• B. avium
• B. bronchiseptica– Infecções respiratórias– Cães – uma das responsáveis pela “tosse de
canil”– Outros animais: gatos, roedores, cavalos, porcos,
primatas, mamíferos marinhos, coalas– Homem: imunodeprimidos e crianças
20-11-2013
32
• B. avium– Coriza dos perús (doença altamente contagiosa
do tracto respiratório superior)– Também infecta galinhas e outras aves
As γ-proteobactérias• Géneros mais importantes são quimio-
organotróficos, anaeróbios facultativos• Há também géneros quimio-organotróficos
aeróbios, fotolitotróficos, quimiolitotróficos,metilotróficos
20-11-2013
33
As γ-proteobactérias - exemplos• Ordem das Pseudomonadales
– Pseudomonas, Burkholderia, Azotobacter– Quimio-heterotróficas aeróbias– Metabolismo respiratório com O2 e por vezes nitrato
como receptores finais de e-
– Oxidam os substratos a CO2
– Têm TCA funcional– Degradam a maioria das hexoses pela via de Entner-
Doudoroff
As γ-proteobactérias - exemplos• Ordem das Pseudomonadales – impacto• Muitas degradam uma grande diversidade de
moléculas orgânicas – importância namineralização (na natureza e nas estações detratamento de efluentes)
• Deterioração de alimentos refrigerados, porserem psicrotróficas
• Patogénicas para o Homem e plantas:– P. aeruginosa – patogénico oportunista– Burkholderia – fitopatogénicos
20-11-2013
34
Pseudomonas e Burkholderia• Pseudomonas aeruginosa
– Bovinos: mastites, abortos– Cães: otites externas– Cavalos: úlceras da córnea; metrites– Aves: mortalidade embrionária– Ovinos: Apodrecimento do velo (infecção superficial da pele)– Diversos animais: infecções urinárias, sepeticemias, infecção de feridas,
abcessos, granulomas• Pseudomonas fluorescens
– Bovinos: mastite– Aves: mortalidade embrionária
• Burkholderia mallei– Mulas, burros, cavalos, cães, gatos: mormo (infecção respiratória)
• Burkholderia pseudomallei– meloidiose
melioidose
20-11-2013
35
As γ-proteobactérias - exemplos• Moraxella
– Comensais• M. boevrei e M. caprae - caprinos• M. caviae e M. cuniculi – roedores (p. da Índia e
coelhos, respectivamente)– Patogénicas
• M. bovis – conjuntivite nos bovinos• M. ovis – conjuntivite nos ovinos• M. canis – infecção de mordeduras
20-11-2013
36
As γ-proteobactérias - exemplos
• Família das Aeromonadaceae, Ordem dasAeromonadales – Género Aeromonas:– A. hydrophila – patogene oportunista; septicemia
hemorrágica em animais poiquilotérmicos(anfíbios, répteis, peixes, marisco)
– A. salmonicida ssp. salmonicida – furunculose emslamão
– Aeromonas spp. – diarreia do viajante emhumanos
As γ-proteobactérias - exemplos• Ordem das Vibrionales• Bacilos Gram-negativos, curvos, de flagelação
polar• Oxidase-positivos• Na sua maioria, organismos aquáticos• Alguns patogénicos para o Homem• Bactérias bioluminescentes – luciferase – luz
azul-esverdeada – Photobacterium – marinha
20-11-2013
37
As γ-proteobactérias -exemplos
• Ordem dasVibrionales –patogénicos para oHomem:– Vibrio cholerae– V. parahaemolyticus– Patogénese por
produção de toxinas
Vibrio cholerae
As γ-proteobactérias - exemplos
• Ordem das Vibrionales – com interesseveterinário:– Vibrio metschnikovii – doença semelhante à cólera
em aves domésticas e em aves alojadas emzoológicos
– V. ordalii – vibriose e septicemia hemorrágica empeixes
20-11-2013
38
As γ-proteobactérias - exemplos
• Ordem das Enterobacteriales• Uma família – Enterobacteriaceae
(enterobactérias)• Todas degradam os açúcares pela via
glicolítica• Maioria faz fermentação ácido-mista:
– Escherichia– Proteus– Salmonella– Shigella
As γ-proteobactérias – exemplosEnterobacteriaceae
• Outras fazem fermentação a 2,3-butanodiol:– Enterobacter– Serratia– Erwinia– Klebsiella
20-11-2013
39
As γ-proteobactérias – exemplosEnterobacteriaceae
Impacto:• Escherichia coli
– Habitante do tracto gastro-intestinal de animais desangue quente
– Indicador de contaminação fecal– Certas estirpes patogénicas oportunistas
(gastroenterites, infecções do tracto urinário)– Outras altamente virulentas
Escherichia coli - patogénese• E. coli enterotoxigénica (ETEC)
– Actua no intestino delgado; diarreia neonatal em todos os mamíferos;adere aos enterócitos e segrega toxinas
• E. coli enteropatogénica (EPEC)– Intestino delgado e grosso; diarreia em vitelos, porcos, coelhos e
cachorros; esbate as microvilosidades intestinais, adere intimamenteaos enterócitos, causando-lhes lesões; a diarreia deriva de máabsorção
• E. coli entero-hemorrágica (EHEC)– Intestino grosso; colite hemorrágica dos vitelos; lesões de adesão e de
esbatimento; destruição das microvilosidades; hemorragia e edemaintestinal; produção de toxinas
• E. coli necrotoxigénica (NTEC)– Intestino delgado; diarreia em vitelos e porcos; colonização do intestino,
produção de factores citotóxicos necrotizantes – danificam ocitoesqueleto dos enterócitos
20-11-2013
40
Shigella• Shigella
– Disenteria bacilar em seres humanos enoutros primatas
Klebsiella• Importantes do ponto de vista veterinário:• K. pneumoniae
– Mamite bovina– Metrite equina– Onfalite e septicemia neonatal equina, bovina e caprina– Diversas infecções em cães, aves ornamentais, aves de
capoeira e répteis em cativeiro• K. oxytoca
– Esta espécie, bem como a K. pneumoniae, também causaminfecções oportunistas do tracto reprodutivo de equinos
– Nos seres humanos, as Klebsiella são importantes agentes deinfecções nosocomiais
20-11-2013
41
Enterobacter• Mamites bovinas, onfalites e septicemias
neonatais, infecções uterinas em éguas,infecções urinárias em cães e infecçõesde feridas em muitas espécies
• Infecções nosocomiais no Homem• Espécies com interesse veterinário: E.
aerogenes e E. cloacae
Citrobacter• Patogenes oportunistas associados a
diversas infecções extra-intestinais(mastites, infecções de feridas,septicemias, pneumonias) em váriasespécies de animais
20-11-2013
42
Proteus• Com interesse veterinário: P. mirabilis, P. vulgaris• Isolados frequentemente de infecções caninas (cistites,
pielonefrites, prostatites, feridas, otites externas)• Infecções urinárias em equinos• Diarreia neonatal em ruminantes, cachorros e arminhos• Enterite após tratamentos prolongados com antibióticos
em vitelos• Ocasionalmente, infectam répteis: feridas de
mordeduras, abcessos
Morganella• Habitantes normais do tracto gastro-
intestinal• Otite externa e cistite em cães• Abcessos cutâneos, artrite séptica e
septicemia em répteis
20-11-2013
43
Salmonella• Cerca de 2500 serovars• Nomenclatura controversa: 2 espécies?
– Salmonella enterica (2443 serovars)– Salmonella bongori (20 serovars)
• Há variações entre serovars quanto àvirulência e à epidemiologia
Há variações entre serovars quanto àsua virulência:
• Maioria causa gastroenterite• Algumas causam doença sistémica de origem
gastrointestinal (Typhi, Paratyphi A e C e Sendai)• Outras encontram-se associadas a bacterémia e,
menos frequentemente, diarreias (Cholerasuis e Dublin)
20-11-2013
44
Há diferenças entre serovars quanto àsua epidemiologia:
• A adaptação o hospedeiro varia entre:– Forte preferência por determinados hospedeiros
• seres humanos (Typhi)• Aves (Pullorum)• Suínos (Choleraesuis)• Ovinos (Abortus-ovis)• Bovinos (Dublin)
– Relativa “promiscuidade”• Typhimurium
Mecanismos genéticos subjacentesà diversidade fenotípica do género
• Polimorfismo dos genes codificantes das estruturassuperficiais das células de Salmonella– LPS, flagelos, fímbrias– Frequentemente, estas estruturas constituem factores de
virulência e são alvos da imunidade celular e humoral dohospedeiro
– Por isso, há pressão selectiva no sentido de haver diversidadegenética nestes determinantes antigénicos
20-11-2013
45
Doenças• Zoonoses• Agudas ou crónicas• Possibilidade de haver portadores assintomáticos• Factores de risco:
– Idade do animal (jovens + afectados que adultos)– Transporte– Infecções simultâneas– Tratamentos com medicamentos imunossupressores ou com
antibióticos por via oral
Exemplos de doenças emanimais
• Suínos– Typhimurium (enterite), Copenhagem, Derby,
Newport, Agona, Cholerasuis (doençasistémica de alta mortalidade, mas baixamorbilidade em porcos jovens)
– Contaminação durante o transporte éfrequente
20-11-2013
46
• Vitelos de 1 -2 semanas:– S. Typhimurium (sintomas entéricos)– S. Dublin (septicémia)– Possibilidade de haver portadores
assintomáticos– Raramente mortal nos bovinos adultos
• Aves– S. Gallinarum (perús) e S. Pullorum (galinhas)
(doença septicémica – febre tifóide das aves)– Infecção frequentemente letal nos pintos– Também pode ser letal em animais mais
maduros, se causada por S. enterica ssp.arizonae transduzida pelo fago 4
20-11-2013
47
• As aves enquanto reservatório para as salmoneloseshumanas– Mesmo na ausência das salmonelas tradicionalmente
consideradas como patógenos para as aves, a colonizaçãodestes animais por uma ou mais serovars (Typhimurium,Enteritidis, Heidelber, Infantis, Montevideo, Anatum) é frequente– alimentos de origem avícola como veículos de infecção paraseres humano
– A transmissão vertical (especialmente da S. Enteritidis, S.Typhimurium e S. Heidelberg) é frequente – ovos como veículocomum de infecção dos seres humanos
• Cavalos– Salmoneloses não são frequentes– Principalmente nosocomiais e com resistência múltipla a
antibióticos– Potros mais sensíveis do que os adultos – frequentemente
desenvolvem septicémia
• Em animais de companhia– Frequentemente portadores, em especial animais de
trabalho (cães pastores, cães de corrida)– Animais exóticos (répteis, batráquios) podem também ser
portadores
• Abortos como manifestação de salmoneloses– Associados a certas serovars– Comum em ovinos, equinos– Com ou sem enterite
20-11-2013
48
Yersinia• Yersinia pestis – peste em seres humanos
e numerosos outros mamíferos(lagomorfos, felinos, caninos, mustelídeose nalguns ungulados)
• Transmissão por um vector (pulga)• Sintomas diferentes consoante a espécie
hospedeira
Outras Yersinias• Y. enterocolitica
– Diarreia pouco abundante e doresabdominais em seres humanos; algumasestirpes mais virulentas podem causarinfecções sistémicas
– Nos animais, causam ileíte, gastroenterite eadenite mesentérica
20-11-2013
49
• Y. pseudotuberculosis– Em seres humanos, dor abdominal semelhante a
apendicite (sem diarreia)– Pseudotuberculose em roedores, porquinhos da
guiné, gatos, cães e perus– Associada a abortos, epididimites e orquites em
ovinos e caprinos– Tifocolite ulcerativa em porcos– Infecções ocasionais em animais selvagens– Reservatório natural: pássaros selvagens
(estorninhos, p. ex.) – transmissão a predadores(gatos e cães)
• Yersinia ruckeri– Patogénica para salmão e truta– Causam uma doença conhecida por “boca
vermelha”
20-11-2013
50
Patogénese das infecçõespor Yersinia spp.
• Parasitas intracelulares que localizam e destroem osmacrófagos
• Podem originar septicémia, mas a sua proliferaçãoverifica-se principalmente no interior das célulashospedeiras e nos espaços intersticiais dos tecidos
• Resistem aos mecanismos letais oxidativos e nãooxidativos das células fagocitárias do hospedeiro –conseguem multiplicar-se abundantemente nosfagolisossomas
Factores de patogenicidadedas yersinias
• Adesinas• Enterotoxina termo-estável (semelhante à da E. coli) –
diarreia nas infecções por Y. enterocolitica• Invasina – factor que permite que a Y. enterocolita e a Y.
pseudotuberculosis invadam as células dos seustecidos-alvo
• Substâncias que impedem a produção de citoquinasanti-inflamatórias, protegendo o patógeno de fagocitosee retardando o início da reacção inflamatória
20-11-2013
51
As δ-proteobactérias• Relativamente poucos géneros• Considerável diversidade metabólica e
fisiológica• Uma classe (Predibacteria)• Duas ordens:
– Desulfovibrionales– Myxococcales
As ε-proteobactérias• Menor dos 5 grupos de proteobactérias• Bacilos delgados• podem apresentar-se encurvados ou
helicoidais• Microaerófilos• Móveis• Há espécies patogénicas para o Homem e
animais
20-11-2013
52
As ε-proteobactérias– géneros patogénicos
• Campylobacter– C. fetus (abortos em bovinos e ovinos;
septicémia e enterites no Homem)– C. jejuni (enterite e diarreia no Homem,
abortos em ovinos)• Helicobacter
– H. pylori – úlcera gástrica (seres humanos)
4. As bactérias Gram-positivasde baixo G+C
• Divididas em 3 classes:– Clostridia– Mollicutes– Bacilli
20-11-2013
53
4. Gram-positivas de baixo G+C.Mollicutes
• Micoplasmas• Desprovidas de parede celular – não sintetizam
precursores do peptidoglicano• Resistentes à penicilina, sensíveis à lise por
choque osmótico e ao tratamento comdetergentes
• Mais estáveis do ponto de vista osmótico do queos esferoplastos e os protoplastos – papelestabilizante dos esteróis membranares
• Pleomórficas
4. Gram-positivas de baixo G+C.Mollicutes
• São as bactérias de menores dimensões• Geralmente anaeróbias facultativas• Ampla difusão na natureza• Há espécies patogénicas para o Homem,
animais ou plantas
20-11-2013
54
4. Gram-positivas de baixo G+C.Clostridia
• Principal género – Clostridium• Bacilos anaeróbios estritos, esporulados• Muitos podem obter ATP a partir de
aminoácidos, oxidando um aminoácidosimultaneamente com a redução doutro –reacção de Stickland
• Produtos finais desta reacção: amónia,H2S, ácidos gordos e aminas
4. Gram-positivas de baixo G+C.Clostridia
• Impacto dos clostrídios– Deterioração dos alimentos, mesmo dos
tratados termicamente– Putrefacção – odores desagradáveis;
decomposição de proteínas (reacção deStickland)
– Produção industrial de butanol (Clostridiumacetobutylicum)
20-11-2013
55
4. Gram-positivas de baixo G+C.Clostridia
• Clostrídios patogénicos– Produção de toxinas:
• Clostrídios neurotóxicos– C. tetani e C. botulinum
• Clostrídios histotóxicos– C. septicum, C. sordelii, C. perfringens, C. novyi, C.
chauvoei
• Clostrídios entéricos e enterotoxémicos– C. perfringens, C. spiroforme
Clostrídios neurotóxicos
• Produção de neurotoxinas (toxinatetânica, toxina botulínica)
• Tétano e botulismo em mamíferos e aves
20-11-2013
56
Clostrídios histotóxicos• Produção abundante de toxinas• Aquisição do patógeno a partir do solo ou
endógena (tracto gastro-intestinal)• Entrada nos tecidos na sequência dum
traumatismo• Multiplicação local e danos extensos nos tecidos
(frequentemente, também efeitos sistémicos)• Morte rápida do hospedeiro• Prevenção por vacinação dos animais
Clostrídios histotóxicos• C. septicum – edema maligno em seres humanos e animais; mionecrose,
abomasite necrótica e bacterémia fatal em ovinos e vitelos; infecçõesiatrogénicas em cavalos; dermatite gangrenosa em galinhas
• C. sordellii – miosite, infecções hepáticas e morte súbita em bovinos,ovinos e cavalos; raramente afecta seres humanos
• C. piliforme – doença de Tyzer (diarreia grave, com mortalidade elevada;afecta muitos tipos de animais:roedores, cães, porcos, potros, vitelos,marsupiais, etc.)
• C. perfringens – mionecrose e gangrena gasosa em seres humanos eanimais domésticos
• C. chauvoei - miosite enfisematosa necrotizante (“blackleg”, mais comumem bovinos com menos de 3 anos de idade)
• C. novyi – patogénicos para seres humanos e animais; nosanimais:gangrena gasosa (tipo A), hepatite infecciosa necrótica (tipo B),hemoglobinúria em ruminantes (tipo D); o tipo C não é patogénico
20-11-2013
57
Clostrídiosenterotoxémicos e entéricos
• C. perfringens – gastroenterites seres humanose muitos tipos de animais
• C. difficile – colite pseudomembranosa em sereshumanos, hamsters, porquinhos da Índia,cavalos, avestruzes (geralmente depois deantibioterapia ou outras perturbações damicrobiota intestinal), etc.; infecção do ceco emlebres e coelhos
4. Gram-positivas de baixo G+C.Bacilli
Géneros não esporulados:– Lactobacillus– Leuconostoc– Enterococcus– Streptococcus– Lactococcus– Staphylococcus– Micrococcus
• Géneros esporulados– Bacillus
20-11-2013
58
4. Gram-positivas de baixo G+C.Bacilli
Bacillus• Esporulados aeróbios• Produção de antibióticos (bacitracina,
gramicidina, polimixina)• Patogénicos para o Homem e animais:
– Bacillus anthracis– B. cereus
• Patogénicos para insectos – insecticidasbiológicos– B. thuringiensis (corpo parasporal)
4. Gram-positivas de baixo G+C.Bacilli
Lactobacillus• Bacilos ou cocobacilos não esporulados,
catalase negativos, oxidase negativos,geralmente anaeróbios facultativos oumicroaerófilos, produzem ácido lácticocomo produto final maioritário ou exclusivodo seu metabolismo fermentativo e têmrequisitos nutritivos complexos
20-11-2013
59
4. Gram-positivas de baixo G+C.Bacilli
Lactobacillus• Podem efectuar fermentação homoláctica
(via Embden-Meyerhof) ou heteroláctica(via das pentoses-fosfato)
• pH óptimo na zona ácida (4,5 – 6,4)• Habitats: superfície das plantas, produtos
lácteos, carnes, microflora normal docorpo humano (tracto gastro-intestinal,vagina)
4. Gram-positivas de baixo G+C.Bacilli
Lactobacillus – impacto• Produção de alimentos fermentados de
origem vegetal (chucrute, pickles,azeitonas, silagem, pães com fermentostradicionais)
• Queijos maturados• Iogurte• Salsicharia
20-11-2013
60
4. Gram-positivas de baixo G+C.Bacilli
Lactobacillus – impacto• Deterioração de cervejas, vinhos, carnes,
etc.• Geralmente não patogénicos – GRAS
(FDA)
4. Gram-positivas de baixo G+C.Bacilli
Leuconostoc• Cocos Gram-positivos, não esporulados,
catalase-negativos, oxidase-negativos• Fermentação heteroláctica• Plantas, silagem, leite
20-11-2013
61
4. Gram-positivas de baixo G+C.Bacilli
Leuconostoc• Utilizados para a produção de vinhos,
fermentação de vegetais e produtoslácteos
• Deterioração de alimentos
4. Gram-positivas de baixo G+C.Bacilli
Outros géneros de bactérias do ácidoláctico:
• Gram-positivas, não esporuladas,catalase-negativas, oxidase-negativas
• Produzem ácido láctico como produto finalexclusivo do seu metabolismofermentativo
• Anaeróbios aerotolerantes
20-11-2013
62
4. Gram-positivas de baixo G+C.Bacilli
Outros géneros de bactérias do ácidoláctico:
• Muito importantes na produção dealimentos – culturas de arranque emfermentações alimentares
• Lactobacillus, Leuconostoc (Oenococcus,Weissella), Lactococcus, algunsEnterococcus e Streptococcus
4. Gram-positivas de baixo G+C.Bacilli
Os Streptococcus• Algumas espécies patogénicas
– Virulência muito baseada em componentesantifagocitários dos revestimentos celulares (ex.:proteína M)
– Muitos outros factores de virulência (hemolisinas,estreptolisina, hialuronidase, etc.)
20-11-2013
63
Principais espéciesde estreptococos patogénicos
• Streptococcus pyogenes– Infecções da garganta, glomerulonefrite aguda, febre reumática
em seres humanos– Raramente, mamite bovina transmitida por ordenhadores
• Streptococcus mutans– Cárie dentária em seres humanos
• Streptococcus pneumoniae– Pneumonia lobar em seres humanos e noutros primatas;
raramente, infecções respiratórias em cavalos, vitelos eroedores, bem como mastites em bovinos
• Streptococcus agalactiae, Streptococcus dysgalactiae,Streptococcus uberis e parauberis – mamites, por vezes crónicas
• Streptococcus porcinus – principalmente abcessos em porcosjovens, mas também infecções oportunistas em cavalos e em gatos
• Streptococcus canis – síndrome do choque tóxico, infecçõesgenitais, da pele e de feridas em cães; abcessos, metrites, mastitese septicémia do recém-nascido em gatos; mamites bovinastransmitidas pelos tratadores dos animais
• Streptococcus equi – mamites, infecções respiratórias muitocontagiosas e infecções genitais em cavalos; onfaloflebites empotros; infecções oportunistas noutros animais; mastites em bovinose caprinos
20-11-2013
64
4. Gram-positivas de baixo G+C.Bacilli
Os Enterococcus• Residentes normais do tracto gastro-
intestinal – papel como indicadores decontaminação fecal
• Patogénicos oportunistas• Algumas espécies GRAS – fazem parte
das BAL
4. Gram-positivas de baixo G+C.Bacilli
Os Staphylococcus• Cocos Gram-positivos, aeróbios ou
anaeróbios facultativos, catalase-positivos, oxidase negativos
• Comensais, patogénicos oportunistas oupatogénicos francos
20-11-2013
65
4. Gram-positivas de baixo G+C.Bacilli
Os Staphylococcus• Stpahylococcus epidermidis – residente normal
da pele, infecções em indivíduosimunodeprimidos
• S. aureus – patogénico, coagulase-positivo,furúnculos, abcessos, infecção de feridas,pneumonia, síndroma do choque tóxico,intoxicações alimentares, mastites em animaisprodutores de leite, etc.
4. Gram-positivas de baixo G+C.Bacilli
A Listeria• Bacilos curtos, aeróbios ou anaeróbios
facultativos, catalase-positivos, móveis porflagelos peritriquiais
• Ampla distribuição na natureza; emmatéria orgânica em decomposição
• Listeria monocytogenes – patogénica parao Homem e animais; listeriose
20-11-2013
66
4. Gram-positivas de elevadoG+C
• Actinomicetas, corinebactérias,bifidobactérias, micrococos
4. Gram-positivas de elevadoG+C. Actinomicetas
• Formam micélios e esporos assexuados(conidiosporos ou esporangiosporos)
• Geralmente imóveis• Importância prática considerável:
– Ampla distribuição nos solos– Mineralização da matéria orgânica– Produção de antibióticos– Poucas espécies patogénicas
20-11-2013
67
4. Gram-positivas de elevadoG+C. Corinebactérias
• Género Corynebacterium:– Bacilos aeróbios e anaeróbios facultativos– Catalase-positivos– Dispostos em “paliçadas”– Formam grânulos metacromáticos– Algumas espécies são inofensivas (habitantes
saprófitas de águas)– Muitas patogénicas para o Homem – ex.:
Corynebacterium diphtheriae
4. Gram-positivas de elevadoG+C. Micobactérias
• Género Mycobacterium:– Bacilos direitos ou ligeiramente encurvados que por
vezes podem apresentar ramificações ou formarfilamentos
– Aeróbios, catalase-positivos– Paredes com ácido micólico – ácido-rápidas– Alguns saprófitas, de vida livre– Maioria patogénicos para os animais– Crescimento lento
20-11-2013
68
4. Gram-positivas de elevadoG+C. Micobactérias
• Género Mycobacterium:– M. tuberculosis– M. leprae– M. bovis – tuberculoses bovinas,
transmissíveis
4. Gram-positivas de elevadoG+C. Micrococos
• Género Micrococcus:• Fenotipicamente semelhantes aos estafilococos• Aeróbios, catalase-positivos• Colónias coloridas (amarelas, laranjas,
vermelhas)• Amplamente dispersos em solos, águas e na
pele dos mamíferos• Adaptados a aw baixo
20-11-2013
69
4. Gram-positivas de elevadoG+C. bifidobactérias
Género Bifidobacterium:• Bacilos imóveis, plemórficos, não
esporulados, anaeróbios• Boca, tracto intestinal de animais de
sangue quente, esgotos, insectos• Colonizador incial do intestino humno• Probiótica