Clostridium septicum - Clostridium septicum
| Clostridium septicum | |
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C. septicum
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Clostridium septicum |
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Clostridium septicum é uma bactéria gram positiva , formadora de esporos , anaeróbia obrigatória .
Clostridium septicum pode causar gangrena gasosa , mas ao contrário de outros Clostridium espécies como Clostridium perfringens , nenhum trauma é necessária no local da infecção. Acredita-se que a infecção seja estabelecida por disseminação hematogênica do trato gastrointestinal. A gangrena gasosa causada por Clostridium septicum está associada ao câncer colorretal e outros defeitos do intestino.
Clostridium septicum causa mionecrose por meio da liberação de exotoxinas , como a toxina alfa, a toxina letal e a toxina hemolítica
Informações gerais e morfológicas
C. septicum é um grande, gram-positiva , haste em forma de bactéria que é um membro da flora intestinal normal em humanos, bem como outros animais. C. septicum são formadores de esporos , com um esporo terminal que lhes dá a forma de uma baqueta. Eles também são bactérias móveis, usando flagelos peritricosos para navegar de um ambiente para o outro. C. septicum são anaeróbios fermentativos e, portanto, podem viver de uma variedade de substratos como açúcares, aminoácidos e outros compostos orgânicos, gerando gás hidrogênio molecular e dióxido de carbono como subprodutos da respiração celular .
C. septicum pode causar infecção rapidamente se o tecido intestinal ficar necrótico ou inflamado. C. septicum produz quatro toxinas; alfa, beta, gama e delta, com toxina alfa sendo necrótica e letal. Sua natureza anaeróbia cria suscetibilidade em áreas de diminuição do fluxo sanguíneo. Embora raras, as infecções por C. septicum são freqüentemente encontradas em indivíduos com história recente de trauma, cirurgia, doença vascular periférica , diabetes , câncer de cólon , infecções de pele ou queimaduras e abortos sépticos .
Ecologia e habitat
C. septicum é uma bactéria residente na microflora humana , porém pode ser encontrada em quase todos os habitats anóxicos em que existam compostos orgânicos. Em condições desfavoráveis, C. septicum forma endosporos, permitindo-lhe sobreviver em condições adversas, como temperaturas extremas, terra seca e habitats deficientes em nutrientes.
Patogênese
Em 2006, entre 1.000 e 3.000 casos de mionecrose clostridial foram relatados nos Estados Unidos a cada ano, normalmente acompanhados por outra condição médica pré-existente. C. septicum é uma das várias bactérias responsáveis pela mionecrose , também conhecida como gangrena gasosa . A infecção por C. septicum já foi considerada extremamente rara, no entanto, técnicas laboratoriais anaeróbias permitiram a descoberta do verdadeiro potencial desse micróbio infeccioso. As infecções são normalmente vistas em ambientes de imunodeficiência, trauma, cirurgia, malignidade , infecções / queimaduras da pele e abortos sépticos . Os locais propensos à infecção são aqueles com suprimento vascular deficiente , embora devido às diferenças de pH , eletrólitos e osmose, o cólon possa promover o crescimento de C. septicum melhor do que a maioria das outras regiões anatômicas. Um dos progenitores mais agressivos da gangrena gasosa , a infecção por C. septicum progride muito rapidamente, com uma taxa de mortalidade de aproximadamente 79% em adultos, ocorrendo geralmente dentro de 48 horas após a infecção. As maiores taxas de sobrevivência são normalmente observadas em pacientes sem condições médicas pré-existentes e com infecção localizada nas extremidades. A gangrena gasosa avança através da interrupção do fluxo sanguíneo para o local infectado, resultando na diminuição dos níveis de oxigênio e nutrientes, causando morte celular prematura e necrose do tecido . Quatro toxinas foram isoladas de C. septicum : a toxina alfa letal, toxina beta da DNase, toxina hialuronidase gama e a toxina delta ativada por tiol / septicolisina. A toxina alfa causa hemólise intravascular e necrose tecidual e é bem conhecida como o principal fator de virulência em C. septicum . Os sintomas de infecção incluem dor, descrita como um peso ou pressão desproporcional aos achados físicos, taquicardia e hipotensão . A necrose do tecido causa edema e isquemia, resultando em acidose metabólica , febre e insuficiência renal . O dióxido de carbono e o hidrogênio produzidos durante a respiração celular se movem pelos planos dos tecidos, causando sua separação, produzindo traços característicos do enfisema palpável . Isso também resulta em uma descoloração da pele magenta-bronze e bolha preenchida com um líquido serossanguinolento de odor fétido.
Associação com malignidade
A gangrena gasosa derivada de C. Septicum mostrou fortes correlações com níveis aumentados de malignidade . Geralmente, os pacientes com infecções por C. septicum apresentam carcinoma do cólon ou um tumor que metastatizou para o cólon. Um estudo específico de Alpern e Dowell observou 85% de comorbidade com malignidade, enquanto outro estudo de Koransky et al. observou 71% de comorbidade. Essa relação sugere a natureza oportunista desse patógeno, levantando a possibilidade de que a imunossupressão desempenhe um papel fundamental na capacidade do C. septicum de causar infecção. Parece provável que o tratamento ou a própria malignidade prejudiquem a função imunológica da mucosa gastrointestinal, permitindo que C. septicum tenha acesso ao sistema circulatório.
Toxina alfa
A toxina alfa produzida por C. septicum é a causa subjacente da gangrena gasosa , também conhecida como mionecrose ; uma doença caracterizada por extensa destruição de tecido, edema , trombose e bolhas cheias de líquido. Alfa toxina é uma exotoxina formadora de poros que é secretada como uma protoxina que requer clivagem proteolítica de um peptídeo 5kDa de seu terminal carboxi para se tornar ativa. A clivagem é tipicamente iniciada pela protease furina da superfície celular . Uma vez ativada, a toxina pode oligomerizar e formar poros permeáveis a íons através da membrana celular. Os poros formados pela toxina alfa têm aproximadamente 1,5 nm de diâmetro, permitindo a liberação de íons potássio dos eritrócitos , interrompendo assim o equilíbrio iônico dentro da célula. A alfa toxina se liga a receptores de superfície celular ancorados em GPI, incluindo o receptor de folato humano (hFR), bem como as moléculas neuronais de contato e Thy-1 (CD90).
Alfa-toxina e aerolisina
Surpreendentemente, a toxina alfa de C. septicum não está relacionada à toxina alfa de C. perfringens (outra bactéria implicada na patogênese da gangrena gasosa ). A toxina alfa de C. septicum , entretanto, exibe semelhanças com a aerolisina , outra toxina formadora de poros beta . Alfa toxina e aerolisina compartilham aproximadamente 72% de similaridade de sequência e também possuem numerosas similaridades funcionais. Ambas as proteínas requerem clivagem por furina , ou uma protease do tipo furina , e então oligomerizam para formar poros transmembrana. Semelhanças entre as duas toxinas também foram descobertas por meio da análise da estrutura cristalina da aerolisina. A aerolisina é uma proteína bilobar que consiste em quatro domínios (D1-D4). O menor lóbulo da aerolisina está faltando na toxina alfa de C. septicum , o que implica que a toxina alfa é monolobar com três domínios, semelhantes aos domínios D2-D4 na aerolisina. Outras pesquisas levaram à conclusão de que o domínio D1 está envolvido na ligação ao receptor e as funções do domínio D3 para prevenir a oligomerização prematura da toxina alfa.
Diagnóstico e Tratamento
Se não for tratada, a taxa de mortalidade para infecção por C. septicum chega perto de 100%. Um estudo realizado por Cline e Turnbull oferece que o diagnóstico seja baseado em achados de dor desproporcional aos achados clínicos ou lesão, taquicardia acentuada , pele descolorida ou edemaciada e uma mancha de Gram de drenagem bolhosa mostrando bacilos Gram-positivos sem esporos e poucos leucócitos . As manifestações físicas da infecção incluem dor causada pela infiltração do músculo infectado com edema e gás, taquicardia , descoloração do músculo e da pele e a presença de uma secreção aquosa marrom com um odor fétido nas feridas. O tratamento da infecção por C. septicum inclui administração de antibióticos, intervenção cirúrgica e oxigenoterapia hiperbárica (OHB). Para seleção de antibióticos, a cobertura anaeróbica usual pode incluir penicilina , metronidazol ou clindamicina . Não há padrões CLSI para teste de suscetibilidade, portanto a seleção de antibióticos é freqüentemente feita com base em padrões locais de resistência. Em uma pesquisa canadense de 2000 a 2006, 19 isolados foram testados e 9 (47%) eram resistentes à clindamicina e 1 (5%) era resistente ao metronidazol e clindamicina. Nenhum apresentou sensibilidade reduzida à penicilina. A Infectious Diseases Society of America (IDSA) recomenda que a penicilina e a clindamicina sejam usadas para a gangrena gasosa em que o clostrídio foi identificado como a causa. Freqüentemente, em casos graves, a amputação se torna a única opção viável restante para limpar a infecção.
Outros animais
Em ovelhas, C. septicum causa uma doença conhecida como braxy ; os animais afetados geralmente são encontrados mortos.