Staphylococci

O estafilococo foi descoberto em 1878 por R. Koch e em 1880 por L. Pasteur em material purulento. L. Pasteur, tendo infectado um coelho, finalmente comprovou o papel do estafilococo como agente causador de inflamação purulenta. O nome "estafilococo" foi dado em 1881 por A. Ogston (devido ao arranjo característico das células), e suas propriedades foram descritas em detalhes em 1884 por F. Rosenbach.

Os estafilococos são células gram-positivas, geometricamente regulares, esféricas, com diâmetro de 0,5 a 1,5 μm, geralmente dispostas em aglomerados, catalase-positivas, reduzem nitratos a nitritos, hidrolisam ativamente proteínas e gorduras e fermentam glicose em condições anaeróbicas para formar ácido sem gás. Geralmente, podem crescer na presença de 15% de NaCl e a uma temperatura de 45 °C. O conteúdo de G + C no DNA é de 30 a 39 mol%. Os estafilococos não possuem flagelos e não formam esporos. São amplamente distribuídos na natureza. Seu principal reservatório é a pele de humanos e animais e suas membranas mucosas que se comunicam com o ambiente externo. Os estafilococos são anaeróbios facultativos; apenas uma espécie (Staphylococcus saccharolyticus) é anaeróbia estrita. Os estafilococos não são exigentes em meios nutritivos e crescem bem em meios comuns. A temperatura ideal para o crescimento é de 35-37 °C, pH 6,2-8,4. As colônias são redondas, com 2-4 mm de diâmetro, com bordas lisas, convexas, opacas e pintadas na cor do pigmento formado. O crescimento em cultura líquida é acompanhado por turbidez uniforme; com o tempo, um sedimento solto se desprende. Ao crescer em meios comuns, os estafilococos não formam cápsula; no entanto, ao semeá-los por injeção em ágar semilíquido com plasma ou soro, a maioria das cepas de S. aureus forma uma cápsula. As cepas acapsulares em ágar semilíquido crescem na forma de colônias compactas, enquanto as cepas capsulares formam colônias difusas.

Os estafilococos apresentam alta atividade bioquímica: fermentam glicerol, glicose, maltose, lactose, sacarose e manitol com liberação de ácido (sem gás); formam diversas enzimas (plasmacoagulase, fibrinolisina, lecitinase, lisozima, fosfatase alcalina, DNase, hialuronidase, telureto redutase, proteinase, gelatinase, etc.). Essas enzimas desempenham um papel importante no metabolismo dos estafilococos e determinam em grande parte sua patogenicidade. Enzimas como fibrinolisina e hialuronidase causam alta invasividade dos estafilococos. A plasmacoagulase é o principal fator de sua patogenicidade: protege contra a fagocitose e converte a protrombina em trombina, o que causa a coagulação do fibrinogênio, resultando na cobertura de cada célula por uma película proteica que protege contra os fagócitos.

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Fatores de patogenicidade dos estafilococos

O estafilococo é um microrganismo único. Pode causar mais de 100 doenças diferentes, classificadas em onze classes, de acordo com a Classificação Internacional de 1968. Os estafilococos podem afetar qualquer tecido e órgão. Essa propriedade dos estafilococos se deve à presença de um amplo complexo de fatores de patogenicidade.

Fatores de adesão - a ligação dos estafilococos às células dos tecidos se deve à sua hidrofobicidade (quanto maior, mais fortes são as propriedades adesivas), bem como às propriedades adesivas dos polissacarídeos, possivelmente também à proteína A, e à capacidade de se ligar à fibronectina (um receptor para algumas células).

Várias enzimas que desempenham o papel de fatores de “agressão e defesa”: plasmacoagulase (o principal fator de patogenicidade), hialuronidase, fibrinolisina, DNase, enzima semelhante à lisozima, lecitinase, fosfatase, proteinase, etc.

Complexo de exotoxinas secretadas:

• Toxinas que danificam a membrana - a, p, 8 e y. Anteriormente, eram descritas como hemolisinas, necrotoxinas, leucocidinas, toxinas letais, ou seja, pela natureza de sua ação: hemólise de eritrócitos, necrose quando administrada por via intradérmica em coelhos, destruição de leucócitos e morte de coelhos quando administrada por via intravenosa. No entanto, descobriu-se que tal efeito é causado pelo mesmo fator - uma toxina que danifica a membrana. Ela tem um efeito citolítico em vários tipos de células, que se manifesta da seguinte forma. As moléculas dessa toxina ligam-se primeiro a receptores ainda desconhecidos da membrana da célula-alvo ou são absorvidas de forma não específica pelos lipídios contidos na membrana e, em seguida, formam um heptâmero em forma de cogumelo a partir de 7 moléculas, consistindo em 3 domínios. Os domínios que formam a "capa" e a "borda" estão localizados na superfície externa das membranas, e o domínio "pé" serve como um canal-poro transmembrana. É por meio disso que pequenas moléculas e íons entram e saem, o que leva ao inchaço e à morte de células com núcleo e à lise osmótica de eritrócitos. Vários tipos de toxinas que danificam a membrana (formadoras de poros) foram descobertos: a-, b-, s- e y-hemolisinas (toxinas a-, b-, S- e y-toxinas). Elas diferem em uma série de propriedades. A hemolisina a é mais frequentemente encontrada em estafilococos isolados de humanos; ela lisa eritrócitos humanos, de coelho e de carneiro. Ela causa um efeito letal em coelhos após 3-5 minutos de administração intravenosa. A hemolisina b é mais frequentemente encontrada em estafilococos de origem animal; ela lisa eritrócitos humanos e de carneiro (melhor em uma temperatura mais baixa). A hemolisina S lisa eritrócitos humanos e de muitos animais. O efeito letal em um coelho quando administrado por via intravenosa ocorre dentro de 16-24-48 horas. Muitas vezes, os estafilococos contêm toxinas α e β simultaneamente;
• As toxinas esfoliativas A e B distinguem-se pelas suas propriedades antigénicas, sensibilidade à temperatura (A é termoestável, B é termolábil) e pela localização dos genes que controlam a sua síntese (A é controlada por um gene cromossómico, B por um gene plasmídico). Frequentemente, ambas as esfoliatinas são sintetizadas na mesma estirpe de S. aureus. Estas toxinas estão associadas à capacidade dos estafilococos de causar pênfigo em recém-nascidos, impetigo bolhoso e erupção cutânea semelhante à escarlatina;
• a verdadeira leucocidina é uma toxina que difere das hemolisinas em suas propriedades antigênicas e atua seletivamente sobre os leucócitos, destruindo-os;
• Uma exotoxina que causa a síndrome do choque tóxico (SCT). Possui propriedades de superantígeno. A SCT é caracterizada por febre, diminuição da pressão arterial, erupções cutâneas seguidas de descamação nas mãos e nos pés, linfopenia, às vezes diarreia, danos renais, etc. Mais de 50% das cepas de S. aureus são capazes de produzir e secretar essa toxina.

Fortes propriedades alergênicas, presentes tanto nos componentes da estrutura celular quanto nas exotoxinas e outros resíduos secretados pelas bactérias. Alérgenos estafilocócicos são capazes de causar reações de hipersensibilidade tanto do tipo retardado (DTH) quanto do tipo imediato (IT). Os estafilococos são os principais responsáveis por alergias cutâneas e respiratórias (dermatite, asma brônquica, etc.). A peculiaridade da patogênese da infecção estafilocócica e sua tendência à cronicidade estão enraizadas no efeito DTH.

Antígenos de reação cruzada (com isoantígenos de eritrócitos A e B, rins e pele - indução de autoanticorpos, desenvolvimento de doenças autoimunes).

Fatores que inibem a fagocitose. Sua presença pode se manifestar na inibição da quimiotaxia, na proteção das células contra a absorção pelos fagócitos, no fornecimento aos estafilococos da capacidade de se reproduzirem nos fagócitos e no bloqueio da "explosão oxidativa". A fagocitose é inibida pela cápsula, proteína A, peptídeoglicano, ácidos teicóicos e toxinas. Além disso, os estafilococos induzem a síntese de supressores da atividade fagocitária por algumas células do corpo (por exemplo, esplenócitos). A inibição da fagocitose não apenas impede o corpo de eliminar os estafilococos, como também interrompe a função de processamento e apresentação de antígenos aos linfócitos T e B, o que leva à diminuição da força da resposta imune.

A presença de uma cápsula nos estafilococos aumenta sua virulência para camundongos brancos, torna-os resistentes à ação de fagos, não permite a tipagem com soros aglutinantes e mascara a proteína A.

Os ácidos teicoicos não apenas protegem os estafilococos da fagocitose, como também aparentemente desempenham um papel significativo na patogênese das infecções estafilocócicas. Foi estabelecido que, em crianças com endocardite, anticorpos contra os ácidos teicoicos são detectados em 100% dos casos.

Ação mitogênica dos estafilococos sobre os linfócitos (essa ação é exercida pela proteína A, enterotoxinas e outros produtos secretados pelos estafilococos).

Enterotoxinas A, B, CI, C2, C3, D, E. Caracterizam-se pela especificidade antigênica, estabilidade térmica, resistência à formalina (não se transformam em anatoxinas) e enzimas digestivas (tripsina e pepsina), sendo estáveis na faixa de pH de 4,5 a 10,0. As enterotoxinas são proteínas de baixo peso molecular, com peso molecular de 26 a 34 kDa e propriedades de superantígeno.

Também foi estabelecido que existem diferenças geneticamente determinadas na suscetibilidade à infecção estafilocócica e na natureza de seu curso em humanos. Em particular, doenças sépticas purulentas estafilocócicas graves são mais frequentemente encontradas em pessoas com grupos sanguíneos A e AB, e menos frequentemente em pessoas com grupos sanguíneos 0 e B.

A capacidade dos estafilococos de causar intoxicação alimentar do tipo intoxicação está associada à síntese de enterotoxinas. Na maioria das vezes, são causadas pelas enterotoxinas A e D. O mecanismo de ação dessas enterotoxinas é pouco compreendido, mas difere da ação de outras enterotoxinas bacterianas, que interrompem a função do sistema adenilato ciclase. Todos os tipos de enterotoxinas estafilocócicas causam um quadro semelhante de intoxicação: náuseas, vômitos, dor no pâncreas, diarreia, às vezes dor de cabeça, febre e espasmo muscular. Essas características das enterotoxinas estafilocócicas se devem às suas propriedades superantigênicas: elas induzem a síntese excessiva de interleucina-2, que causa intoxicação. As enterotoxinas excitam a musculatura lisa do intestino e aumentam a motilidade do trato gastrointestinal. A intoxicação é mais frequentemente associada ao consumo de laticínios infectados por estafilococos (sorvetes, doces, bolos, queijo, requeijão, etc.) e alimentos enlatados com manteiga. A infecção de produtos lácteos pode estar associada à mastite em vacas ou a doenças purulento-inflamatórias de pessoas envolvidas na produção de alimentos.

Assim, a abundância de vários fatores de patogenicidade nos estafilococos e suas altas propriedades alergênicas determinam as características da patogênese das doenças estafilocócicas, sua natureza, localização, gravidade do curso e manifestações clínicas. Avitaminose, diabetes e imunidade diminuída contribuem para o desenvolvimento de doenças estafilocócicas.

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Resistência estafilocócica

Entre as bactérias não formadoras de esporos, os estafilococos, assim como as micobactérias, apresentam a maior resistência a fatores externos. Toleram bem a secagem e permanecem viáveis e virulentos por semanas e meses em poeira fina e seca, sendo uma fonte de infecção por poeira. A luz solar direta os mata somente em poucas horas, e a luz difusa tem um efeito muito fraco. Eles também são resistentes a altas temperaturas: podem suportar aquecimento a 80 °C por cerca de 30 minutos, o calor seco (110 °C) os mata em 2 horas; toleram bem baixas temperaturas. A sensibilidade a desinfetantes químicos varia muito; por exemplo, uma solução de fenol a 3% os mata em 15 a 30 minutos, e uma solução aquosa de cloramina a 1% - em 2 a 5 minutos.

Epidemiologia das infecções estafilocócicas

Como os estafilococos são habitantes permanentes da pele e das mucosas, as doenças por eles causadas podem ser autoinfecções (com vários danos à pele e às mucosas, incluindo microtraumas) ou infecções exógenas causadas por contato domiciliar, via aérea, poeira ou métodos alimentares (intoxicação alimentar). De particular importância é o transporte de estafilococos patogênicos, uma vez que portadores, especialmente em instituições médicas (várias clínicas cirúrgicas, maternidades, etc.) e em grupos fechados, podem causar infecções estafilocócicas. O transporte de estafilococos patogênicos pode ser temporário ou intermitente, mas as pessoas que os têm permanentemente (portadores residentes) representam um perigo particular para os outros. Nessas pessoas, os estafilococos persistem por muito tempo e em grandes quantidades nas mucosas do nariz e da garganta. A razão para o transporte a longo prazo não é totalmente clara. Pode ser consequência do enfraquecimento da imunidade local (falta de IgA secretora), da interrupção das funções da membrana mucosa, do aumento das propriedades adesivas do estafilococo ou causada por algumas de suas outras propriedades.

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Sintomas de infecções por estafilococos

Os estafilococos penetram facilmente no corpo através dos menores danos à pele e às mucosas e podem causar uma variedade de doenças - desde acne até peritonite grave, endocardite, sepse ou septicemia, nas quais a taxa de mortalidade chega a 80%. Os estafilococos causam furúnculos, hidradenite, abscessos, flegmão, osteomielite; em tempos de guerra - culpados frequentes de complicações purulentas de feridas; os estafilococos desempenham um papel importante na cirurgia purulenta. Possuindo propriedades alergênicas, podem causar psoríase, vasculite hemorrágica, erisipela e poliartrite inespecífica. A infecção de produtos alimentícios com estafilococos é uma causa comum de intoxicação alimentar. Os estafilococos são os principais culpados da sepse, inclusive em recém-nascidos. Ao contrário da bacteremia (bactérias no sangue), que é um sintoma de uma doença e é observada em muitas infecções bacterianas, a sepse (septicemia - putrefação do sangue) é uma doença independente com um quadro clínico específico, que se baseia em danos aos órgãos do sistema reticuloendotelial (sistema fagocitário mononuclear - MPS). Na sepse, há um foco purulento a partir do qual o patógeno entra periodicamente no sangue, espalha-se por todo o corpo e afeta o sistema reticuloendotelial (MSP), em cujas células se multiplica, liberando toxinas e alérgenos. Ao mesmo tempo, o quadro clínico da sepse depende pouco do tipo de patógeno, mas é determinado por danos a determinados órgãos.

Septicopemia é uma forma de sepse em que o patógeno causa focos purulentos em vários órgãos e tecidos, ou seja, é uma sepse complicada por metástases purulentas.

A bacteremia na sepse e na septicopemia pode ser de curto e longo prazo.

A imunidade pós-infecciosa existe e é causada por fatores humorais e celulares. Antitoxinas, anticorpos antimicrobianos, anticorpos contra enzimas, bem como linfócitos T e fagócitos desempenham um papel importante nela. A intensidade e a duração da imunidade contra estafilococos não foram suficientemente estudadas, visto que sua estrutura antigênica é muito diversa e não há imunidade cruzada.

Classificação dos estafilococos

O gênero Staphylococcus inclui mais de 20 espécies, divididas em dois grupos: estafilococos coagulase-positivos e estafilococos coagulase-negativos. Diversas características são utilizadas para diferenciar as espécies.

Os estafilococos coagulase-positivos são principalmente patogênicos para humanos, mas muitos estafilococos coagulase-negativos também são capazes de causar doenças, especialmente em recém-nascidos (conjuntivite neonatal, endocardite, sepse, doenças do trato urinário, gastroenterite aguda, etc.). O S. aureus, dependendo de quem é seu principal portador, é dividido em 10 ecovares (hominis, bovis, ovis, etc.).

Mais de 50 tipos de antígenos foram encontrados em estafilococos, anticorpos são formados no corpo para cada um deles, muitos dos antígenos têm propriedades alergênicas. Por especificidade, os antígenos são divididos em genéricos (comuns a todo o gênero Staphylococcus); reação cruzada - antígenos comuns com isoantígenos de eritrócitos humanos, pele e rins (estão associados a doenças autoimunes); antígenos específicos de espécie e tipo. De acordo com antígenos específicos de tipo detectados na reação de aglutinação, os estafilococos são divididos em mais de 30 sorovariantes. No entanto, o método sorológico de tipagem de estafilococos ainda não recebeu amplo uso. A proteína A, que é formada por S. aureus, é considerada específica de espécie. Esta proteína está localizada superficialmente, é covalentemente ligada ao peptídeoglicano, seu mm é de cerca de 42 kD. A proteína A é sintetizada de forma especialmente ativa na fase de crescimento logarítmico a uma temperatura de 41 °C, é termolábil e não é destruída pela tripsina; sua propriedade única é a capacidade de se ligar ao fragmento Fc das imunoglobulinas IgG (IgG1, IgG2, IgG4) e, em menor extensão, às IgM e IgA. Diversas regiões capazes de se ligar a uma região da cadeia polipeptídica da imunoglobulina localizada na borda dos domínios CH2 e CH3 foram identificadas na superfície da proteína A. Essa propriedade encontrou ampla aplicação na reação de coaglutinação: estafilococos carregados com anticorpos específicos, que possuem centros ativos livres, produzem uma rápida reação de aglutinação ao interagir com um antígeno.

A interação da proteína A com imunoglobulinas leva à disfunção dos sistemas complemento e fagocitário no corpo do paciente. Ela possui propriedades antigênicas, é um forte alérgeno e induz a proliferação de linfócitos T e B. Seu papel na patogênese das doenças estafilocócicas ainda não foi totalmente elucidado.

As cepas de S. aureus variam em sua sensibilidade aos fagos estafilocócicos. Para tipificar S. aureus, utiliza-se um conjunto internacional de 23 fagos temperados, divididos em quatro grupos:

• Grupo 1 - fagos 29,52, 52A, 79, 80;
• Grupo 2 - fagos 3A, 3C, 55, 71;
• Grupo 3 - fagos 6, 42E, 47, 53, 54, 75, 77, 83A, 84, 85;
• Grupo 4 - fagos 94, 95, 96;
• fora dos grupos - fago 81.

A relação dos estafilococos com os fagos é peculiar: a mesma cepa pode ser lisada por um ou vários fagos simultaneamente. No entanto, como sua sensibilidade aos fagos é uma característica relativamente estável, a fatipagem dos estafilococos é de grande importância epidemiológica. A desvantagem desse método é que não mais do que 65-70% dos S. aureus podem ser tipados. Nos últimos anos, conjuntos de fagos específicos foram obtidos para a tipagem de S. epidermidis.

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Diagnóstico laboratorial de infecções estafilocócicas

O principal método é bacteriológico; reações sorológicas foram desenvolvidas e implementadas. Se necessário (em caso de intoxicação), um teste biológico é usado. O material para exame bacteriológico é sangue, pus, muco da faringe, nariz, secreção de ferida, escarro (em caso de pneumonia estafilocócica), fezes (em caso de colite estafilocócica), em caso de intoxicação alimentar - vômito, fezes, lavagem gástrica, produtos suspeitos. O material é inoculado em ágar sangue (hemólise), em ágar leite-sal (gema de leite-sal) (o crescimento de bactérias estranhas é inibido devido ao NaCl, pigmento e lecitinase são melhor detectados). A cultura isolada é identificada pelas características da espécie, a presença das principais características e fatores de patogenicidade (pigmento dourado, fermentação de manitol, hemólise, plasmacoagulase) é determinada, a sensibilidade a antibióticos é necessariamente verificada e a tipagem de fagos é realizada, se necessário. Entre as reações sorológicas para o diagnóstico de doenças sépticas-purulentas, RPGA e IFM são utilizadas, em particular para determinar anticorpos contra ácido teicóico ou antígenos específicos da espécie.

Três métodos são usados para determinar a enterotoxigenicidade dos estafilococos:

• sorológico - usando soros antitóxicos específicos em uma reação de precipitação em gel, a enterotoxina é detectada e seu tipo é determinado;
• biológico - administração intravenosa de filtrado de caldo de cultura de estafilococos em gatos na dose de 2-3 ml por 1 kg de peso. As toxinas causam vômitos e diarreia em gatos;
• método bacteriológico indireto - isolamento de uma cultura pura de estafilococos de um produto suspeito e determinação de seus fatores de patogenicidade (a formação de enterotoxina se correlaciona com a presença de outros fatores de patogenicidade, em particular RNase).

O método mais simples e sensível para detectar enterotoxina é o método sorológico.

Tratamento de infecções por estafilococos

Para o tratamento de doenças estafilocócicas, utilizam-se principalmente antibióticos beta-lactâmicos, cuja sensibilidade deve ser previamente determinada. Em infecções estafilocócicas graves e crônicas, um efeito positivo é alcançado por meio de terapia específica – o uso de autovacina, anatoxina, imunoglobulina antiestafilocócica (humana) e plasma antiestafilocócico.

Prevenção específica de infecções estafilocócicas

Para criar imunidade artificial contra a infecção estafilocócica, utiliza-se anatoxina estafilocócica (líquida e em comprimidos), mas ela cria imunidade antitóxica apenas contra estafilococos lisados principalmente por fagos do grupo I. O uso de vacinas a partir de estafilococos mortos ou de seus antígenos, embora leve ao surgimento de anticorpos antimicrobianos, apenas contra os sorovarcantos dos quais a vacina é feita. O problema de encontrar uma vacina altamente imunogênica e eficaz contra diversos tipos de estafilococos patogênicos é um dos mais importantes da microbiologia moderna.