Aula 3 Arquitetura da Parede Celular Bacteriana e Patogênese Associada

Arquitetura da Parede Celular Bacteriana e Patogênese Associada

A classificação estrutural da parede celular bacteriana é o determinante principal para a escolha de métodos diagnósticos e abordagens terapêuticas.

O conhecimento anatômico bacteriano é essencial para compreender a patogênese de quadros graves, como o choque séptico, e o mecanismo de ação dos antimicrobianos.

O conteúdo abrange as categorias de bactérias com parede típica (Gram positivas e Gram negativas), bactérias com parede atípica (BAAR) e bactérias desprovidas de parede celular, correlacionando as com manifestações clínicas e imunológicas.

Bactérias Sem Parede Celular

Alguns microrganismos de interesse médico, como o Ureaplasma (agente de infecções urinárias e uretrais), são naturalmente desprovidos de parede celular.

A ausência de parede celular impossibilita o uso de colorações microbiológicas tradicionais (como a coloração de Gram) para a visualização microscópica.

O diagnóstico para este grupo baseia se em métodos imunológicos (detecção de antígenos) ou biologia molecular (Reação em Cadeia da Polimerase PCR).

Fármacos que atuam inibindo a síntese de parede celular, como as Penicilinas, são absolutamente ineficazes contra este grupo.

Bactérias com Parede Celular Típica

Representam aproximadamente 90% das bactérias de interesse médico.

A estrutura base da parede celular típica é o Peptidoglicano (ou Mureína).

O diagnóstico inicial destas bactérias é fundamentado na Coloração de Gram, que permite visualizar a morfologia (forma) e o arranjo bacteriano.

Este grupo subdivide se estruturalmente em bactérias Gram positivas e Gram negativas, classificadas de acordo com a espessura e composição de suas paredes.

Bactérias com Parede Celular Atípica

Possuem parede celular, porém com composição química estruturalmente distinta do peptidoglicano clássico em sua camada externa.

Exemplos clínicos incluem a Chlamydia trachomatis (agente de infecções sexualmente transmissíveis) e microrganismos do gênero Mycobacterium (como Mycobacterium tuberculosis e Mycobacterium leprae).

Não assumem coloração adequada pelo método de Gram convencional.

Estrutura do Peptidoglicano (Mureína)

• Heteropolissacarídeo: Formado pela alternância de dois açúcares aminados: N acetilglicosamina (NAG) e N acetilmurâmico (NAM).
• Malha Porosa: Múltiplas camadas de polímeros de NAG e NAM estruturam a parede celular, atuando como uma "peneira".
• Cadeias de Aminoácidos: Tetrapeptídeos estão sempre ligados às moléculas de NAM.
• Composição dos Aminoácidos: Frequentemente incluem a L alanina, Ácido glutâmico, Lisina e D alanina.

Perfil da Bactéria Gram Positiva

• Membrana Citoplasmática: Bicamada lipídica com proteínas imersas (comum a todas as bactérias).
• Espessura da Parede: Caracterizada por ser espessa, possuindo múltiplas camadas superpostas de peptidoglicano.
• Pontes de Pentaglicina: Cinco moléculas de glicina conectando as cadeias de tetrapeptídeos, unindo verticalmente as camadas de peptidoglicano.
• Estruturas Exclusivas: Presença de Ácido Teicoico e o Ácido Lipoteicoico.
• Imunidade Inata: Estes ácidos funcionam como PAMPs (Padrões Moleculares Associados a Patógenos), reconhecidos pelo sistema imunológico humano.

Perfil da Bactéria Gram Negativa

• Espessura da Parede: Caracterizada por ser delgada, contendo uma ou poucas camadas de peptidoglicano.
• Ligação dos Aminoácidos: Não possuem pontes de pentaglicina; a união ocorre por ligação cruzada lateral direta.
• Membrana Externa: Estrutura exclusiva localizada externamente à fina camada de peptidoglicano.
• Lipoproteína de Braun: Atua na ancoragem, prendendo firmemente a Membrana Externa à parede de peptidoglicano subjacente.
• LPS (Lipopolissacarídeo): Abrigado na Membrana Externa, é uma endotoxina de extrema relevância clínica.

Fundamentos e Técnica da Coloração de Gram

1. Passo 1: Preparo e Fixação do Esfregaço: O material clínico é depositado com solução salina na lâmina e aquecido rapidamente na chama (fixação física), alterando a permeabilidade, matando a bactéria e promovendo sua adesão ao vidro.
2. Passo 2: Cristal Violeta (Corante Primário): Molécula pequena que atravessa poros e penetra no citoplasma de ambas as bactérias, corando as inicialmente de roxo.
3. Passo 3: Lugol (Mordente): Solução à base de iodo que penetra e se liga ao cristal violeta, formando o volumoso Complexo Cristal Violeta Iodo.
4. Passo 4: Diferenciação: A parede espessa das Gram positivas retém a macromolécula (continuam roxas). Nas Gram negativas, a parede fina permite a extração do complexo, tornando as incolores.
5. Passo 5: Fucsina ou Safranina (Corante de Fundo): Penetra nas Gram negativas descoradas, conferindo lhes coloração rosa/vermelha. Gram positivas já saturadas não alteram a cor.
6. Passo 6: Interpretação visual: Gram positivas apresentam se roxas e Gram negativas apresentam se rosas/vermelhas.

Patogênese do Choque Séptico: Gatilho e Tempestade de Citocinas

1. Gatilho Imunológico: A infecção por bacilos Gram negativos introduz o LPS (Endotoxina) no tecido hospedeiro.
2. Reconhecimento e Fagocitose: Macrófagos teciduais fagocitam a bactéria após reconhecimento via receptores de PAMPs.
3. Liberação de Endotoxina: Durante a degradação lisossomal intracelular, a molécula de LPS é desprendida e liberada da membrana externa destruída.
4. Tempestade de Citocinas: O LPS induz os macrófagos a produzirem exacerbadamente citocinas inflamatórias, como Interleucina 1 (IL 1) e Fator de Necrose Tumoral alfa (TNF alfa).
5. Efeitos Clínicos Iniciais: As citocinas alcançam o hipotálamo, desencadeando Febre. IL 1 e TNF alfa promovem intensa vasodilatação.

Patogênese do Choque Séptico: Ativação Celular, Complemento e Falência Múltipla

1. Ativação de Mastócitos: Células sentinelas detectam patógenos, degranulam e liberam Histamina, causando aumento do calibre vascular e Hipotensão.
2. Sistema Complemento: Ativado sistemicamente. Proteínas C3 e C5 são clivadas em C3a e C5a, que agravam a vasodilatação e permeabilidade, gerando Edema e permitindo a Quimiotaxia de Neutrófilos (Diapedese).
3. Cascata de Coagulação: O LPS ativa o Fator XII (Fator de Hageman).
4. Coagulação Intravascular Disseminada (CIVD): Inicia se a formação sistêmica de microtrombos. O consumo de plaquetas e fatores resulta em Petéquias e sangramentos francos.
5. Falência de Órgãos: Hipotensão profunda somada à obstrução por microtrombos impede a oxigenação, levando à necrose manifestada como Insuficiência Renal e Insuficiência Hepática.

Microbiologia dos Bacilos Álcool Ácido Resistentes (BAAR)

As Micobactérias (ex: Mycobacterium tuberculosis e Mycobacterium leprae) possuem organização estrutural de parede atípica única.

Externamente à membrana citoplasmática, apresentam uma camada de peptidoglicano associada a arabinogalactano.

O componente definidor desta parede é a espessa camada de Ácido Micólico, um lipídio complexo que torna a bactéria praticamente impenetrável.

A forte barreira lipídica dificulta a ação de antimicrobianos que atuam em ribossomos, síntese de DNA ou parede celular, resultando na exigência de tratamentos prolongados (mínimo de 6 meses).

Diagnóstico e Coloração de Micobactérias (Ziehl Neelsen)

1. Passo 1: Adição do Corante: Esfregaços de amostras clínicas (escarro ou urina) são cobertos com o corante Fucsina.
2. Passo 2: Aquecimento: A lâmina é obrigatoriamente aquecida (5 a 8 minutos) até emitir vapor. O calor dilata os ácidos micólicos, permitindo a penetração da Fucsina na célula.
3. Passo 3: Descoloração: Após resfriar, a lâmina é lavada com uma solução descolorante de Álcool Ácido a 3%.
4. Passo 4: Diferenciação e Visualização: Bactérias da microbiota normal são descoradas e destruídas. Micobactérias (BAAR) resistem graças ao ácido micólico e retêm o corante, aparecendo como bacilos vermelhos/rosados.
5. Passo 5: Conclusão Clínica: A confirmação visual de BAAR corado é suficiente para o fechamento de diagnóstico e início imediato do esquema terapêutico.