É a capacidade de um microrganismo causar doença superando as defesas do hospedeiro?

Graduação em Biologia (CUFSA, 2010)
Especialização/MBA em Análises Clínicas (Uninove, 2012)

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Como os microrganismos ultrapassam as defesas do hospedeiro?
Como os microrganismos causam doenças?
É a capacidade que um patógeno possui de Associando
Qual é o significado do termo virulência?

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Virulência refere-se à gravidade de uma doença ocasionada por um agente infeccioso. Os microrganismos patogênicos possuem e expressam genes que codificam fatores de virulência conferindo habilidade de provocar doença. Algumas cepas de microrganismos possuem estruturas, produtos ou estratégias que contribuem para aumentar sua capacidade em causar uma infecção, que são chamados de fatores de virulência. Virulência então é definida como a capacidade de um agente infeccioso produzir efeitos graves ou fatais e está relacionada às propriedades bioquímicas do agente, à produção de toxinas e a sua capacidade de multiplicação no organismo parasitado. Os fatores de virulência podem estar envolvidos com a colonização ou com aumento das lesões ao hospedeiro e depende da cepa/estirpe, da quantidade de agentes infecciosos e o local de entrada do patógeno.

Os fatores de predisposição do hospedeiro também estão envolvidos na virulência e incluem fatores nutricionais, estado imunológico, estresse, gravidez e idade.

A virulência pode ser classificada em baixa virulência, como por exemplo os vírus que causam os resfriados e a gripe comum, que apesar de apresentarem altas taxas de contaminação, em indivíduos saudáveis não costumam causar casos graves, e em alta virulência que indica uma grande proporção de casos graves ou fatais, como nos casos dos vírus Ebola, da raiva e do HIV, que causam graves doenças, com altos índices de mortalidade. Os fatores de virulência incluem mecanismos que contribuem para a instalação do patógeno no tecido hospedeiro, passando pelo sistema de defesa. Os genes que codificarão esses fatores podem estar em cromossomos, fagos ou plasmídeos.

Em relação aos fatores de virulência bacterianos, estão incluídos a via de entrada no hospedeiro e a quantidade de bactérias infectantes, além de estruturas como a parede celular bacteriana que protege a célula de diferenças de pressão osmótica, garante a sua forma, e exerce um papel importante no processo de divisão celular. Podemos dizer que entre os fatores de virulência bacterianos estão as adesinas, as invasinas e os fatores que inibem as defesas do hospedeiro.

Os fatores de virulência são necessários aos microrganismos patogênicos para invadir, colonizar, sobreviver, multiplicar no interior das células do hospedeiro e causar doença. A supressão de qualquer um deles pode resultar em redução na virulência ou na sua perda. Como citado anteriormente, estes fatores são codificados por genes de virulência que podem estar presentes em elementos genéticos móveis, como plasmídeos, assim como fazer parte de regiões especificas do cromossomo da bactéria, chamadas de ilhas de patogenicidade. Os genes de virulência nem sempre são originários de determinado patógeno, podendo ser adquiridos por meio de transferência horizontal, definida como troca de material genético entre células bacterianas. Os principais mecanismos que facilitam esta transferência são: transformação, conjugação e transdução.

Já no caso dos vírus, que são parasitas celulares obrigatórios, os fatores de replicação seguem os seguintes passos: adsorção, penetração, desnudamento, replicação, maturação e a liberação. A virulência depende do tipo e cepa do vírus, algumas variantes são mais virulentas que outras, da dose ou carga viral recebida pelo hospedeiro, da via de inoculação, da suscetibilidade do hospedeiro. Alguns vírus codificam proteínas especiais que suprimem a resposta imunológica.

Bibliografia:

TORTORA, G.J, FUNKE, B. R, CASE, C. L. Microbiologia. -8. ed.-Porto Alegre: Artmed, 2005.

HÁRSI, C.M. Patogênese Viral. Instituto de Ciências Biomédicas Departamento de Microbiologia. BMM-280 – 2009.

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Texto originalmente publicado em https://www.infoescola.com/doencas/virulencia/

A invasão microbiana pode ser facilitada pelo seguinte:

Fatores de virulência
Aderência microbiana
Resistência aos antimicrobianos
Defeitos nos mecanismos de defesa do hospedeiro

Os fatores de virulência auxiliam patógenos na invasão e na resistência das defesas do hospedeiro; estes fatores incluem

Cápsula
Enzimas
Toxinas

Alguns microrganismos (p. ex., certas cepas de pneumococo, meningococo, Haemophilus influenzae tipo b Infecções por Haemophilus Bactérias Gram-negativas Haemophilus spp causam inúmeras infecções leves e graves, como bacteremia, meningite, pneumonia, sinusite, otite média, celulite e epiglotite. O diagnóstico é... leia mais ) têm uma cápsula que bloqueia a fagocitose, tornando esses organismos mais virulentos do que as cepas não encapsuladas. Mas os anticorpos opsônicos específicos contra a cápsula podem ligar-se à cápsula bacteriana e facilitar a fagocitose.

Proteínas bacterianas com atividade enzimática (p. ex., protease, hialuronidase, neuraminidase, elastase, colagenase) facilitam a disseminação no tecido local. Microrganismos invasivos (p. ex., Shigella flexneri Shigelose Shigelose é uma infecção aguda do intestino causada ppelas bactérias Gram-negativas Shigella spp. Os sintomas incluem febre, náuseas, vômitos, tenesmo e diarreia, com fezes geralmente... leia mais , Yersinia enterocolitica Peste e outras infecções por Yersinia Peste é causada por bactérias Gram-negativas Yersinia pestis. Os sintomas são pneumonia grave ou linfadenopatia dolorosa com febre alta, progredindo frequentemente para sepse. O diagnóstico... leia mais

) podem penetrar e percorrer células eucarióticas intactas, facilitando a entrada através de superfícies mucosas.

Algumas bactérias (p. ex., Neisseria gonorrhoeae Infecções pneumocócicas Streptococcus pneumoniae (pneumococos) são diplococos Gram-positivos, alfa-hemolíticos, aeróbios e encapsulados. Nos EUA, a infecção pneumocócica é a principal causa de otite média, pneumonia... leia mais , H. influenzae, Proteus mirabilis Infecções por Proteeae Os Proteeae fazem parte da flora fecal normal e frequentemente causam infecção em pacientes cuja flora normal foi alterada por terapia antibiótica. Os Proteeae constituem pelo menos 3 gêneros... leia mais , espécies clostridiais Visão geral dos clostrídios Os mais conhecidos patógenos anaeróbios são os esporos formados por clostrídios, bacilos Gram-positivos encontrados amplamente na poeira, no solo e nas vegetações e como flora normal no trato... leia mais , Streptococcus pneumoniae Infecções estreptocócicas Estreptococos são microrganismos aeróbios Gram-positivos que causam muitos distúrbios, incluindo faringite, pneumonia, infecções em feridas e na pele, sepsia e endocardite. Os sintomas variam... leia mais

) produzem proteases IgA-específicas que clivam e inativam a IgA secretora nas superfícies mucosas.

Microrganismos podem liberar toxinas (denominadas exotoxinas), que são proteínas moleculares capazes de causar doença (p. ex., difteria Difteria Difteria é uma infecção aguda faríngea ou cutânea causada principalmente por cepas toxigênicas do bacilo Gram-positivo Corynebacterium diphtheriae e, raramente, por outros Corynebacterium... leia mais

, cólera Cólera Cólera é infecção aguda do intestino delgado causada por bactérias Gram-negativas Vibrio cholerae, que secretam uma toxina que provoca diarreia aquosa copiosa, levando à desidratação... leia mais , tétano Tétano Tétano é uma intoxicação aguda provocada por uma neurotoxina produzida por Clostridium tetani. Os sintomas são espasmos tônicos intermitentes dos músculos voluntários. Os espasmos dos... leia mais

, botulismo Botulismo Botulismo é o envenenamento causado pela toxina Clostridium botulinum e que atinge os nervos periféricos. O botulismo pode ocorrer sem infecção se a toxina é ingerida, injetada ou inalada... leia mais ) ou aumentar sua gravidade. A maioria das toxinas liga-se a receptores específicos de células-alvo. Com exceção de toxinas pré-formadas responsáveis por algumas doenças alimentares (p. ex., botulismo Botulismo Botulismo é o envenenamento causado pela toxina Clostridium botulinum e que atinge os nervos periféricos. O botulismo pode ocorrer sem infecção se a toxina é ingerida, injetada ou inalada... leia mais , intoxicação alimentar por estafilococos ou Bacillus cereus), as toxinas são produzidas pelos microrganismos na evolução da infecção.

A endotoxina é um lipopolissacarídio produzido por bactérias Gram-negativas e faz parte da parede celular. A endotoxina desencadeia mecanismos humorais enzimáticos envolvendo as vias do complemento, da coagulação, fibrinolítica e das cininas, sendo responsável, em grande parte, pela morbidade da sepse por bactérias Gram-negativas.

Alguns microrganismos são mais virulentos porque eles fazem o seguinte:

Prejudicam a produção de anticorpos
Resistem aos efeitos líticos do complemento sérico
Resistem às etapas oxidativas na fagocitose
Produzem superantígenos

Muitos microrganismos têm mecanismos que prejudicam a produção de anticorpos induzindo células supressoras, bloqueando o processamento de antígenos e inibindo a mitogênese dos linfócitos.

A resistência aos efeitos líticos do complemento sérico confere virulência. Entre as espécies de N. gonorrhoeae, a resistência predispõe à infecção disseminada e não à localizada.

Alguns microrganismos resistem às etapas oxidativas na fagocitose. Por exemplo, Legionella Infecções por Legionella Legionella pneumophila é um bacilo Gram-negativo que frequentemente causa pneumonia com aspectos extrapulmonares. O diagnóstico exige um meio específico de crescimento, testes sorológicos... leia mais

e Listeria Listeriose A listeriose manifesta-se como bacteremia, meningite, cerebrite, dermatite, uma síndrome oculoglandular, infecções intrauterinas e neonatais ou, raramente, endocardite causada por Listeria... leia mais não provocam nem suprimem ativamente a etapa oxidativa, ao passo que outros microrganismos produzem enzimas (p. ex., catalase, glutationa redutase, superóxido dismutase) que liberam os produtos da oxidação.

Alguns vírus e bactérias produzem superantígenos que contornam o sistema imunitário, causam ativação inespecífica de um número excessivo de células T naives e, assim, provocam inflamação exagerada e potencialmente destrutiva mediada pela liberação maciça de citocinas pró-inflamatórias.

Outros determinantes de aderência incluem estruturas finas nas paredes de certas bactérias (p. ex., estreptococos Infecções estreptocócicas Estreptococos são microrganismos aeróbios Gram-positivos que causam muitos distúrbios, incluindo faringite, pneumonia, infecções em feridas e na pele, sepsia e endocardite. Os sintomas variam... leia mais

), denominadas fibrilas, por meio das quais certas bactérias se ligam às células epiteliais humanas. Outras bactérias, como as Enterobacteriaceae (p. ex., Escherichia coli Infecções por Escherichia coli Bactérias Gram-negativas Escherichia coli são as aeróbias comensais mais numerosas do intestino grosso. Certas cepas produzem toxinas que causam diarreia e todas as cepas produzem infecção... leia mais ), possuem organelas específicas de adesão denominadas fímbrias ou pili. As fímbrias capacitam o microrganismo a aderir a quase todas as células humanas, incluindo neutrófilos e células epiteliais do trato geniturinário, boca e intestino.

Fatores que afetam a probabilidade de o biofilme se desenvolver nesses dispositivos médicos incluem textura de material, composição química e hidrofobicidade.

A variabilidade genética entre os micróbios é inevitável. O uso de antimicrobianos eventualmente seleciona para a sobrivivência das cepas que são capazes de resistir a eles.

Emergência da resistência antimicrobiana pode ser devido a uma mutação espontânea dos genes cromossômicos. Em muitos casos, as cepas bacterianas resistentes adquiriram elementos genéticos móveis de outros microrganismos. Esses elementos são codificados em plasmídios ou transpósons e permitem que os microrganismos sintetizem as enzimas que

Modificam ou inativam o agente antimicrobiano
Modificam a habilidade da célula bacteriana de acumular o agente antimicrobiano
Resistem à inibição pelo agente antimicrobiano

Minimizar o uso inapropriado de antibióticos em humanos e na criação dos animais é importante para a saúde pública.

Dois tipos de estado de imunodeficiência afetam a capacidade do hospedeiro de lutar contra infecções:

Imunodeficiências primárias são de origem genética; > 100 estados de imunodeficiência primária já foram descritos. A maioria das imunodeficiências primárias é reconhecida durante a infância; no entanto, mais de 40% são reconhecidas pela primeira vez durante a adolescência ou a idade adulta.

Imunodeficiências adquiridas são causadas por outras doenças (p. ex., câncer, infecção pelo HIV doença cirrótica) ou pela exposição a uma substância química ou fármaco que seja tóxico ao sistema imunitário.

Desordens nas respostas imunes podem envolver

Imunidade celular
Imunidade humoral
Sistema fagocítico

As deficiências humorais Imunodeficiências humorais Imunodeficiências estão associadas com ou predispõem os pacientes a várias complicações, como infecções, doenças autoimunes, linfomas e outros tipos de câncer. Imunodeficiências primárias são... leia mais são geralmente causadas por falha das células B em produzir imunoglobulinas funcionantes. Pacientes com esse tipo de distúrbio geralmente apresentam infecção por microrganismos encapsulados (p. ex., H. influenzae Infecções por Haemophilus Bactérias Gram-negativas Haemophilus spp causam inúmeras infecções leves e graves, como bacteremia, meningite, pneumonia, sinusite, otite média, celulite e epiglotite. O diagnóstico é... leia mais , S. pneumoniae Infecções estreptocócicas Estreptococos são microrganismos aeróbios Gram-positivos que causam muitos distúrbios, incluindo faringite, pneumonia, infecções em feridas e na pele, sepsia e endocardite. Os sintomas variam... leia mais

). Pacientes podem apresentar distúrbios de crescimento, diarreia e infecções sinopulmonares recorrentes.

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Como os microrganismos ultrapassam as defesas do hospedeiro?

Esses patógenos podem romper as células do hospedeiro à medida que passam através delas e podem então ser expulsos das células do hospedeiro por um processo de fagocitose reversa, de modo a penetrar em outras células do hospedeiro.

Como os microrganismos causam doenças?

Para causar uma infecção, os micro-organismos devem entrar no organismo, mesmo que superficialmente, como na pele. A saber, o local em que eles entram é conhecido como porta de entrada. As principais portas de entrada são: Trato respiratório (boca e nariz), por exemplo, vírus influenza que causa a gripe.