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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: Jul 8, 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
Proteus sonogram

Imagem:
A) Ecografia em escala de cinzento que mostra um ponto hiperecoico com sombra acústica posterior
B) Ecografia com Doppler colorido que mostra um sinal brilhante
C) TC que mostra cálculos renais

Imagem por Lecturio.

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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