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Bacillus

Os bacillus são bacilos gram-positivos aeróbios, produtores de esporos. Existem duas espécies patogénicas: Bacillus anthracis (B. anthracis) e B. cereus. A espécie Bacillus anthracis possui uma cápsula polipeptídica única composta por D-glutamato e está associada ao antraz cutâneo, gastrointestinal e pulmonar. É importante realçar que B. anthracis é classificado como um agente de bioterrorismo. A espécie Bacillus cereus está associada a 2 formas de intoxicação alimentar, diarreica e emética, ambas autolimitadas, que requerem apenas tratamento de suporte.

Última atualização: Mar 31, 2022

Responsibilidade editorial: Stanley Oiseth, Lindsay Jones, Evelin Maza

Classificação

Fluxograma de microbiologia classificação de bactérias gram-positivas

Bactérias gram-positivas:
A maioria das bactérias pode ser classificada de acordo com um procedimento laboratorial chamado coloração de Gram.
As bactérias com paredes celulares que possuem uma camada espessa de peptidoglicano retêm a coloração de cristal violeta utilizada na coloração de Gram, mas não são afetadas pela contracoloração de safranina. Estas bactérias aparecem azul-púrpura na coloração, o que indica que são gram-positivas. As bactérias podem ainda ser classificadas de acordo com a morfologia (filamentos ramificados, bacilos e cocos em aglomerados ou cadeias) e capacidade de crescer na presença de oxigénio (aeróbio versus anaeróbio). Os cocos também podem ser identificados. Os estafilococos podem ser classificados com base na presença da enzima coagulase e na sua sensibilidade ao antibiótico novobiocina. Os estreptococos são cultivados no meio agar de sangue e classificados com base no padrão de hemólise (α, β ou γ). Os estreptococos são ainda mais estratificados com base na sua resposta ao teste de pirrolidonil-β-naftilamida (PYR), sensibilidade a antimicrobianos específicos (optoquina e bacitracina) e capacidade de crescer em meio de cloreto de sódio (NaCl).

Imagem por Lecturio. Licença: CC BY-NC-SA 4.0

Características Gerais

Principais características de Bacillus spp.

  • Bastonetes Gram-positivos
  • Produtores de esporos:
    • Endosporos (células desidratadas)
    • Altamente resistentes ao calor e outras exposições ambientais
    • Podem persistir no solo em estado dormente durante muitos anos
  • Catalase positiva
  • Aeróbios

Espécies patogénicas

  • Bacillus anthracis (B. anthracis):
    • As colónias mostram projeções do halo conhecidas como “cabeças de medusa”.
    • Forma longas cadeias quando cresce em meios de cultura
    • Cresce em meio de agar de sangue a 37°C (98,6°F), não hemolítico
    • Possuem flagelos não funcionais (proteínas flagelinas defeituosas); imóvel
    • Fatores de virulência:
      • Cápsula de polipeptídeo D-glutamato (cora com tinta da China)
      • Fator de edema (EF, pela sigla em inglês)
      • Fator letal (LF, pela sigla em inglês)
      • Antigénio protetor (PA, pela sigla em inglês)
  • B. cereus
    • Cresce em meio de agar de sangue ou chocolate a 25°C–37°C (77°F–98,6°F)
    • Beta-hemolítico
    • Móveis, têm flagelos
    • Produzem 2 tipos de enterotoxinas:
      • Toxina diarreica (lábil ao calor)
      • Toxina emética (termoestável)
    • Fatores de virulência:
      • Regulador de Fosfolipase C (PlcR)
      • Controla a expressão de hemolisinas, enterotoxinas, fosfolipases e proteases

Vídeos recomendados

B. anthracis

Epidemiologia

  • Afeta sobretudo animais (herbívoros)
  • Ovinos, bovinos, caprinos e cavalos correspondem ao reservatório natural.
  • Os humanos são infetados acidentalmente através do contacto com animais ou produtos contaminados.
  • Os esporos são utilizados como agentes de bioterrorismo.
  • Foram relatados alguns casos secundários a acidentes de laboratório.

Transmissão

  • Transcutânea:
    • Animais infetados
    • Produtos de origem animal
  • Ingestão: carne mal cozinhada de animais infetados com antraz
  • Inalação de esporos
  • Injeção direta, parentérica: raro
  • NÃO ocorre de pessoa para pessoa
Ciclo do antraz

O ciclo do antraz
A espécie Bacillus anthracis (esporos de antraz) infeta humanos ou mamíferos através de diferentes processos: seja por ingestão, inalação ou por via cutânea por picadas de um inseto infetado. Os esporos de antraz originam-se da vegetação em resíduos excretados do gado, que é exposto ao oxigénio.

Imagem por Lecturio.

Patogénese

  • PA:
    • Nomeado desta forma uma vez que o PA representa o alvo para a vacina contra o antraz
    • Liga-se às proteínas da superfície do hospedeiro
    • Permite a entrada da toxina no citosol
  • EF:
    • Mimetiza o monofosfato de adenosina cíclico (cAMP)
    • Causa uma escara preta edematosa, característica do antraz cutâneo
    • Induz hemorragia multiorgânica
  • LF:
    • Exotoxina que atua como uma protease
    • Clivagem da proteína quinase ativada por mitogénio (MAP)
    • Causa necrose tecidual
  • Cápsula polipeptídica: auxilia na aversão à fagocitose

Apresentação Clínica

Nos Estados Unidos estão descritas 3 formas clínicas.

  1. Antraz cutâneo:
    • Pápula indolor rodeada por vesículas
    • Escara preta no local do contacto
    • Manifestação mais comum, evolução autolimitada
    • Raramente progride para bacteriemia e morte
  2. Antraz gastrintestinal:
    • Lesão ulcerada que produz dor abdominal, vómitos e diarreia
    • A lesão pode perfurar
    • Raro e letal
  3. Antraz pulmonar (doença de wool-sorter – cardadores de lã):
    • Sintomas semelhantes à gripe
    • Longo período de incubação, até 60 dias
    • Rápida progressão para febre, hemorragia pulmonar, mediastinite e choque
    • Radiografia do tórax: mediastino alargado ou derrame pleural
    • Aproximadamente 50% dos pacientes desenvolvem meningite hemorrágica.

Identificação

  • Culturas com bacilos encapsulados:
    • Sangue
    • Líquido pleural
    • Líquido cefalorraquidiano
  • Teste serológico durante o período de convalescença

Prevenção

  • Antimicrobianos (fluoroquinolonas e doxiciclina)
  • Antitoxina (raxibacumab ou imunoglobulina de antraz)
  • Drenagem de derrames pleurais
  • Cuidados de suporte, glucocorticoides

Tratamento

  • Principalmente através da vacinação animal
  • A vacina humana contra o antraz está disponível para:
    • Pessoal de certos veterinários, laboratórios ou militares
    • Profilaxia pós-exposição

B. cereus

Epidemiologia

  • Abundante no solo, água doce e marinha
  • Contaminante alimentar frequente
  • Pode estar presente de forma transitória no trato gastrointestinal humano (até 43%)
  • A bacteriemia por B. cereus pode ocorrer em utilizadores de drogas injetáveis, recém-nascidos, pacientes imunodeprimidos e portadores de próteses.

Transmissão

  • Ingestão:
    • Carnes
    • Vegetais
    • Arroz/grãos reaquecidos
  • Esporos:
    • Podem sobreviver a temperaturas de cozedura
    • À medida que os alimentos arrefecem, os esporos germinam e produzem toxinas.
  • Injeção parentérica direta: utilizadores de drogas intravenosas

Patogénese

  • Intoxicação alimentar quando ingerida:
    • Os sintomas estão relacionados com a produção de toxinas.
    • A toxina diarreica é produzida por bactérias ingeridas em formas vegetativas ou de esporos.
    • A toxina emética é produzida no alimento e ingerida diretamente.
  • A bacteriemia (infeção da circulação sanguínea) dissemina-se por vários órgãos.
  • Podem ocorrer infeções dos tecidos moles em feridas traumáticas por contacto direto.

Apresentação clínica

  • Intoxicação alimentar diarreica:
    • Ocorre 6-14 horas após a ingestão
    • Associada a carnes e vegetais
    • Sintomas secundários à enterotoxina termolábil
    • Diarreia aquosa e cólicas abdominais durante uma média de 24 horas
  • Intoxicação alimentar emética:
    • Início rápido, ocorre 2-3 horas após a ingestão
    • Associado a arroz e grãos reaquecidos
    • Sintomas secundários à enterotoxina termoestável
    • Náuseas e vómitos durante uma média de 9 horas
    • É importante diferenciar da intoxicação alimentar por Staphylococcus aureus (S. aureus).
  • Manifestações raras:
    • Meningite
    • Infeções necrosantes dos tecidos moles
    • Endocardite
    • Queratite: associada à cirurgia pós-catarata ou uso de lentes de contacto

Identificação

  • Culturas:
    • Fezes (nos casos de intoxicação diarreica)
    • Sangue (se suspeita de infeção sistémica)
  • Ensaios para detetar a toxina diarreica

Vídeos recomendados

Referências

  1. Noonan L., & Freeman J. (2020). Bacillus cereus and other non-anthracis Bacillus species. UpToDate. Retrieved December 30, 2020, from https://www.uptodate.com/contents/bacillus-cereus-and-other-non-anthracis-bacillus-species
  2. Wilson, K. (2020). Clinical manifestations and diagnosis of anthrax. UpToDate. Retrieved December 30, 2020, from https://www.uptodate.com/contents/clinical-manifestations-and-diagnosis-of-anthrax
  3. Wilson, K. (2020). Microbiology, pathogenesis, and epidemiology of anthrax. UpToDate. Retrieved December 30, 2020, from https://www.uptodate.com/contents/microbiology-pathogenesis-and-epidemiology-of-anthrax
  4. Bacillus anthracishttps://microbewiki.kenyon.edu/index.php/Bacillus_anthracis
  5. Tankeshwar, A. (2020). Bacillus anthracis: Properties, Pathogenesis and Laboratory Diagnosis. Retrieved 30 December 2020, from https://microbeonline.com/bacillus-anthracis-properties-pathogenesis-diagnosis/ 
  6. Grace Ucar. (2011). Bacillus cereushttps://www.sciencedirect.com/topics/medicine-and-dentistry/bacillus-cereus

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