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Enterobacteriaceae: Proteus

Proteus spp. são bacilos gram-negativos, anaeróbios facultativos. Proteus é um agente etiológico de diferentes tipos de infeções, mas o trato urinário é o local mais comum. A maioria dos casos é causada pela espécie Proteus mirabilis (P. mirabilis). As bactérias fazem parte da flora intestinal normal e são também encontradas no meio ambiente. As bactérias do género Proteus spp. apresentam uma motilidade "em enxame" característica e uma atividade forte da urease, que permitem o início da infeção. A hidrólise da ureia pela urease torna a urina alcalina com odor semelhante ao da amónia. O pH elevado na urina leva à formação de cálculos renais de estruvite, que eventualmente podem causar obstrução e insuficiência renal. O tratamento com antibióticos é necessário (por exemplo, trimetoprim-sulfametoxazol), assim como a remoção cirúrgica dos cálculos, se presentes.

Última atualização: 29 Mar, 2022

Responsibilidade editorial: Stanley Oiseth, Lindsay Jones, Evelin Maza

Classificação

Fluxograma de classificação de bactérias gram negativas

Bactérias gram-negativas:
A maioria das bactérias pode ser classificada de acordo com um procedimento de laboratório chamado coloração de Gram.
As paredes celulares bacterianas com uma camada fina de peptidoglicanos não retêm a coloração cristal violeta utilizada na técnica coloração de Gram. No entanto, as bactérias gram-negativas retêm a coloração de contraste de safranina e aparecem com cor vermelho-rosado. Estas bactérias podem ainda ser classificadas de acordo com a sua morfologia (diplococos, bastonetes curvos, bacilos e cocobacilos) e capacidade de crescerem na presença de oxigénio (aeróbios versus anaeróbios). As bactérias Gram-negativas podem ser identificadas com precisão através de culturas em meios específicos (Agar Tríplice Açúcar Ferro (TSI)), com a identificação das enzimas (urease, oxidase) e determinação da capacidade de fermentar a lactose.
* Cora pouco com coloração de Gram
** Bastonete pleomórfico/cocobacilos
*** Requer meios de transporte especiais

Imagem por Lecturio.

Características Gerais

Proteus spp.

  • Estrutura: bacilos
  • Coloração de Gram: Gram negativo
  • Necessidade de oxigénio: anaeróbio facultativo
  • Fermentação de lactose: fermentação sem lactose
  • Enzimas ou testes bioquímicos:
    • Oxidase negativo
    • Forte atividade da urease
    • Indol: positivo em Proteus vulgaris (P. vulgaris); negativo em P. mirabilis
  • Motilidade do tipo “swarming” (a motilidade do microorganismo tem um efeito de propagação sobre a placa de agar de sangue)
  • Produz H2S (sulfeto de hidrogénio) em agar triplo açúcar ferro (TSI)
  • Doenças associadas:
    • Infeção do trato urinário (ITU)
    • Infeção dos tecidos moles
    • Infeção intra-abdominal

Espécies clinicamente relevantes

  • P. mirabilis
  • P. vulgaris

Epidemiologia

  • P. mirabilis: etiologia de 90% das infeções por Proteus, mais frequentemente ITU
  • ITU por Proteus:
    • 5% das ITUs adquiridas no hospital
    • 10%–15% das infeções complicadas (sobretudo ITU associada a cateter)
  • As infeções por P. mirabilis podem ser adquiridas na comunidade, enquanto as restantes ocorrem principalmente em meio hospitalar e instituições de longa permanência.

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Patogénese

Reservatório e transmissão

  • Reservatório:
    • Flora normal do trato intestinal humano
    • Ambiente (solo e água)
  • Transmissão: disseminação para o trato urinário por contaminação fecal

Fatores de virulência

  • Fímbrias ou pili:
    • Projeções de superfície que permitem a fixação ao tecido hospedeiro
    • Libertação posterior de interleucinas
  • Motilidade de Proteus (“diferenciação de células em enxame”):
    • Flagelos de forma alongada
    • Facilita a invasão do trato urinário
  • Urease:
    • Resulta na hidrólise da ureia, libertando amónia
    • A urina torna-se alcalina, o que leva à formação de:
      • Estruvite (fosfato de amónia de magnésio) e cristais de carbonato-apatita
      • Biofilmes em cateteres
      • Cálculos/pedras
  • Endotoxina:
    • Componente da parede celular
    • Aquando da disseminação hematogénica, desencadeia uma resposta inflamatória na sépsis

Processo da doença

  • ITU e cálculos renais:
    • Fatores de risco para infeção:
      • Colonização da vagina
      • Cateteres urinários
      • Malformações do trato urinário (estenoses, válvulas e cálculos)
    • Infeção persistente → ↑ produção de amónia → formação de cálculos
    • Os cálculos de estruvite desenvolvem-se no bacinente → obstrução → insuficiência renal
    • A presença de cálculos predispõe o paciente a infeções recorrentes.
  • Outras infeções:
    • Bacteriemia que se desenvolve a partir de uma ITU
    • Infeção da ferida cirúrgica/tecidos moles (úlceras de decúbito e diabéticas) e osteomielite
    • Pneumonia (em cuidados de longa duração e ambientes hospitalares)
    • Abcessos intra-abdominais
    • Meningite neonatal (muitas vezes proveniente do umbigo)
Patogênese da infecção por proteus

Patogénese da infeção por Proteus
As bactérias aumentam o pH da urina, aumentando a atividade da urease. A urease metaboliza a ureia em amónia e dióxido de carbono. Estes subprodutos aumentam o pH da urina, predispondo o paciente à formação de cálculos de estruvite. O cálculo e a infeção bacteriana levam a lesões uroepiteliais.

Imagem por Lecturio.

Apresentação Clínica

  • Infeções do trato urinário:
    • A urina pode ter um odor semelhante ao da amónia.
    • Disúria, piúria, dor suprapúbica e polaquiúria
    • Se pielonefrite, os sintomas podem incluir febre, dor no flanco, náuseas e/ou vómitos
  • Cálculo renal:
    • Os cálculos pequenos podem ser assintomáticos.
    • Nos cálculos complicados com infeção pode estar presente um quadro de febre, dor no flanco e hematúria
  • Bacteriemia:
    • Febre, calafrios, dor abdominal/no flanco associados a clínica de ITU
    • Taquicardia, hipotensão nos casos graves
  • Infeções da pele e tecidos moles: feridas abertas ou úlceras, sinais de celulite

Diagnóstico e Tratamento

Diagnóstico

  • Amostra de acordo com a localização da doença:
    • Urina
    • Sangue
    • Exsudato
  • Esfregaço e cultura de Gram:
    • Efeito de “enxame” (proliferação) sobre a placa de agar de sangue
    • Colónias não fermentadoras de lactose em eosina-azul de metileno (EMB) ou agar de MacConkey
    • Produção de H2S em agar TSI
  • Outros estudos laboratoriais:
    • Análise de urina:
      • Urina alcalina
      • Esterase leucocitária positiva, nitrito
      • Bacteriúria microscópica
      • Piúria
    • Hemograma completo: pode revelar leucocitose
    • Creatinina: alterada na obstrução crónica associada a insuficiência renal
  • Exames de imagem:
    • Radiografia abdominal: identifica cálculos renais
    • Ecografia e tomografia computadorizada (TC):
      • Deteta cálculos e alterações renais (por exemplo, abcesso, hidronefrose)
      • Investigar nos casos de falência da terapêutica inicial

Tratamento

  • Antibióticos para a infeção:
    • Proteus spp.: naturalmente resistente à nitrofurantoína
    • Opções:
      • Trimetoprim-sulfametoxazol, quinolonas, cefalosporinas
      • Antibióticos de largo espetro e tratamento mais prolongado nas ITU complicadas
    • Ajustar o regime com base em testes de suscetibilidade.
  • Tratamento cirúrgico para cálculos renais:
    • Os cálculos renais de estruvite resultantes de uma infeção por Proteus devem ser removidos.
    • Previne desfechos clínicos graves (por exemplo, insuficiência renal)
    • Elimina fontes de infeção recorrente

Comparação entre bactérias associadas à ITU

As espécies Escherichia coli (E. coli) e Proteus spp. são etiologias comuns de infeção do trato urinário.

Tabela: Características das bactérias Proteus spp. versus E. coli
Proteus spp. E. coli
Características Bacilos gram-negativos Bacilos gram-negativos
Habitat Trato intestinal Trato intestinal
Fermentação de lactose Fermentação sem lactose Fermentação de lactose
indol P. mirabilis: negativo P. vulgaris: positivo Positivo
Agar TSI Produz H2S Não produz H2S
Infeção ITU Causa mais comum de ITU

Relevância Clínica

  • Pielonefrite aguda: infeção da pelve renal com envolvimento do parênquima renal. A infeção ascendente por E. coli é de longe a causa mais comum, mas a cistite por Proteus spp. também pode levar à pielonefrite. Os sintomas típicos são dor no flanco, febre e calafrios com disúria. O tratamento é com antibióticos.
  • Pielonefrite xantogranulomatosa: pielonefrite crónica que se desenvolve frequentemente a partir de obstrução renal devido a cálculos infetados. A pielonefrite xantogranulomatosa está associada ao tecido granulomatoso com infiltração de macrófagos e aglomeração de lípidos que destroem o rim afetado, e que pode ocorrer na infeção por Proteus, bem como na infeção por outras bactérias causadoras de ITU.
  • Prostatite aguda: infeção da próstata. As bactérias Escherichia coli e Proteus spp. são os principais agentes etiológicos. Os pacientes apresentam febre, calafrios, disúria, dor perineal e, em casos graves, retenção urinária. O toque retal mostra uma próstata aumentada, dolorosa e a análise sumária de urina indica infeção. O tratamento requer antibioterapia.
  • Nefrolitíase: A infeção por Proteus está associada a cálculos de estruvite, que se formam na urina alcalina. Outros tipos de composição dos cálculos incluem cristais de ácido úrico, fosfato de cálcio ou cristais de oxalato e cristais de cistina. A maioria dos cálculos contém cálcio. A análise do cálculo ajuda a diferenciar a sua composição e, desta forma, determinar doenças relacionadas que contribuem para a litíase.

Referências

  1. Levinson, W., Chin-Hong, P., Joyce, E.A., Nussbaum, J., & Schwartz, B. (Eds.) (2020). Review of Medical Microbiology & Immunology: A Guide to Clinical Infectious Diseases, 16th ed. McGraw-Hill. 
  2. Mazudamer, S. (2020). Proteus infections. Medscape. https://emedicine.medscape.com/article/226434-overview
  3. Riedel, S., et al. (Ed.) (2019). Jawetz, Melnick, & Adelberg’s Medical Microbiology, 28th ed. McGraw-Hill.
  4. Russo, T.A., & Johnson, J.R. (2018). Diseases caused by gram-negative enteric bacilli. Jameson J, et al. (Ed.), Harrison’s Principles of Internal Medicine, 20th ed. McGraw-Hill.

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