O nome do gênero Staphylococcus (estafilococos) se refere ao fato de que esses cocos Gram-positivos* crescem em um padrão que se assemelha a um cacho de uvas; no entanto, podem também se apresentar como células isoladas, aos pares ou em cadeias curtas.
* Os cocos Gram-positivos apresentam em comum a forma esférica, reação à coloração de Gram e ausência de endósporos (estrutura dormente, dura, e não reprodutiva, com função de garantir a sobrevivência da bactéria por períodos de estresse ambiental, ver wikipédia).
A maioria dos estafilococos apresentam de 0,5 a 1,5 μm de diâmetro, é imóvel e capaz de crescer em uma variedade de condições aeróbia e anaeróbia, na presença de concentração elevada de sal (p. ex., 10% de cloreto de sódio) e em temperaturas que podem variar entre 18° e 40 °C.
Essas bactérias estão presentes na pele e nas membranas mucosas dos seres humanos. Atualmente, o gênero consiste em 45 espécies e 24 subespécies, muitas das quais são encontradas associadas aos seres humanos.
Tipos e caracterização dos estafilococos
Os estafilococos são patógenos importantes para os seres humanos, sendo responsáveis por um amplo espectro de doenças sistêmicas, de gravidade considerável, incluindo infecções da pele, tecidos moles, ossos e trato urinário; e infecções oportunistas.
As espécies mais comumente associadas a doenças humanas são S. aureus (o membro mais virulento e conhecido do gênero), Staphylococcus epidermidis, S. haemolyticus, Staphylococcus lugdunensis e Staphylococcus saprophyticus.
Os membros de S. aureus resistentes à meticilina são conhecidos agentes de infecções graves em pacientes hospitalizados e, também, no ambiente extra-hospitalar em crianças e adultos previamente sadios. As colônias de S. aureus podem apresentar uma coloração amarelo-ouro, como resultado da expressão de
pigmentos carotenoides que se formam durante o seu crescimento, daí o nome da espécie.
Também é a espécie que produz a enzima coagulase mais encontrada nos seres humanos, sendo esta propriedade um teste diagnóstico útil.
Quando uma colônia de S. aureus é suspensa em plasma, a coagulase se liga a um fator sérico, e este complexo converte fibrinogênio em fibrina, resultando na formação de um coágulo. As espécies que não
apresentam esta propriedade são referidas coletivamente como estafilococos coagulase-negativos.
Doenças relacionadas ao gênero Staphilococcus
- Síndrome da pele escaldada: descamação disseminada do epitélio em crianças; bolhas sem microrganismos ou leucócitos
- Intoxicação alimentar: após o consumo de alimento contaminado com a enterotoxina termoestável, início rápido com vômito severo, diarreia e espamos abdominais, com resolução dentro de 24 horas;
- Choque tóxico: intoxicação multissistêmica caracterizada inicialmente por febre, hipotensão e uma erupção eritematosa macular difusa; mortalidade elevada na ausência de terapia antimicrobiana e da eliminação do foco de infecção;
- Impetigo: infecção cutânea localizada caracterizada por vesículas preenchidas de pus sobre uma base eritematosa;
- Foliculite: impetigo envolvendo os folículos pilosos;
- Furúnculos ou pústulas: nódulos cutâneos grandes, doloridos e preenchidos de pus;
- Carbúnculo: coalescência de furúnculos, que se estende para o tecido subcutâneo com evidência de doença sistêmica (febre, calafrios, bacteremia)
- Bacteremia e endocardite: disseminação da bactéria no sangue a partir de um foco de infecção; a endocardite é caracterizada pelo dano no revestimento endotelial do coração;
- Pneumonia e empiema: consolidação e formação de abscesso nos pulmões; ocorrem em indivíduos muito jovens e em idosos, e em pacientes com doenças de base ou doença pulmonar recente; também é reconhecida uma forma grave de pneumonia necrosante com choque séptico e mortalidade elevada;
- Osteomielite: destruição dos ossos, principalmente da região da metáfise de ossos longos;
- Artrite séptica: articulação eritematosa dolorida com coleção de material purulento no espaço articular;
- Infecções de feridas: caracterizadas por eritema e pus no local de uma ferida traumática ou cirúrgica; infecções com corpos estranhos podem ser causadas tanto por S. aureus como por estafilococos coagulase-negativos;
- Infecções do trato urinário: disúria e piúria em mulheres jovens sexualmente ativas (Staphylococcus saprophyticus), em pacientes com cateteres urinários (outros estafilococos coagulase-negativos), ou após a contaminação do trato urinário por bacteremia (S. aureus);
- Infecções de cateteres e derivações: resposta inflamatória crônica às bactérias aderidas a um cateter ou derivação (mais comumente com estafilococos coagulase- negativos)
- Infecções de dispositivos protéticos: infecção crônica de dispositivo caracterizada por dor localizada e falha mecânica do dispositivo (mais comumente com estafilococos coagulase-negativos)
Toxinas produzidas pelos Staphylococcus
S. aureus produz muitas toxinas, incluindo cinco citolíticas ou que danificam membranas (alfa, beta, delta, gama e leucocidina Panton-Valentine [PVL]), duas toxinas esfoliativas (A e B), 18 enterotoxinas (A a R) e a toxina-1 da síndrome do choque tóxico.
Citotoxinas
- Toxina alfa é um polipeptídio de 33 kDa que é produzido pela maioria das cepas de S. aureus que causam doença humana. A toxina rompe a musculatura lisa dos vasos sanguíneos e é tóxica para muitos tipos de células, incluindo eritrócitos, leucócitos, hepatócitos e plaquetas. Acredita-se que a alfa toxina seja um importante mediador de dano tecidual na doença estafilocócica.
- Toxina beta, também chamada esfingomielinase C, é uma proteína termolábil de 35 kDa produzida pela maioria das cepas de S. aureus, que causa doença em seres humanos e animais. Esta enzima apresenta especificidade para esfingomielina e lisofosfatidilcolina e é tóxica para uma variedade de células, incluindo eritrócitos, fibroblastos, leucócitos e macrófagos. Acredita-se que este fato seja responsável pelas diferenças na suscetibilidade das espécies para a toxina.
- Toxina delta é um polipeptídeo de 3.000 Da produzido por quase todas as cepas de S. aureus e por outros estafilococos (p. ex., S. epidermidis, S. haemolyticus). A toxina tem um espectro amplo de atividade citolítica, afetando eritrócitos, muitas outras células de mamíferos e membranas intracelulares. Essa toxicidade para membranas, relativamente não específica, é consistente com a possibilidade de que a toxina atue como um surfactante, rompendo membranas celulares por meio de uma ação semelhante à de um detergente.
- Toxina gama e leucocidina Panton-Valentine são toxinas compostas por duas cadeias polipeptídicas: o componente S (proteínas que eluem vagarosamente) e o componente F (proteínas que eluem rapidamente).
Toxinas Esfoliativas
Síndrome da pele escaldada estafilocócica, um espectro de doenças caracterizadas por dermatite esfoliativa, é mediada pelas toxinas esfoliativas. A prevalência da produção de toxina nas cepas de S. aureus varia geograficamente, mas geralmente é menor do que 5%. Duas formas distintas de toxina esfoliativa (ETA e ETB) foram identificadas e qualquer uma pode causar a doença.
A ETA é termoestável, enquanto a ETB é termolábil e associada a um plasmídeo. As toxinas não são associadas à citólise ou inflamação, de modo que normalmente não são encontrados estafilococos e leucócitos na camada da epiderme atingida (isto é um importante indício para o diagnóstico). Após a exposição da epiderme à toxina, são desenvolvidos anticorpos neutralizantes protetores, o que leva à resolução do processo tóxico.
Enterotoxinas dos Staphylococcus
Dezoito diferentes enterotoxinas estafilocócicas já foram identificadas (A a R), sendo a enterotoxina A mais
comumente associada à intoxicação alimentar. As enterotoxinas C e D são encontradas em produtos lácteos
contaminados, e a enterotoxina B causa a enterocolite pseudomembranosa estafilocócica.
As enterotoxinas são estruturalmente perfeitas para causar doenças veiculadas por alimentos — são termoestáveis a 100 °C por 30 minutos e são resistentes à hidrólise pelas enzimas gástricas e do jejuno.
Assim, uma vez que um produto alimentar tenha sido contaminado com estafilococo produtor de enterotoxina e as toxinas tenham sido produzidas, nem um reaquecimento brando do alimento nem a exposição aos ácidos gástricos serão protetores.
Estas toxinas são produzidas por 30% a 50% de todas as cepas de S. aureus. Essas toxinas são super-antígenos, capazes de induzir ativação de células T e intensa liberação de citocinas.