Bastonetes e Cococilos Gram-Negativos

Bastonetes e cocobacilos Gram-negativos são bactérias que não retêm o cristal violeta na coloração de Gram porque sua fina camada de peptidoglicano está localizada abaixo de uma membrana externa rica em lipopolissacarídeos. O grupo abrange as Enterobacterales entéricas (como Escherichia coli, Klebsiella e Salmonella), os oportunistas ambientais não fermentadores (como Pseudomonas aeruginosa e Acinetobacter) e os pequenos cocobacilos fastidiosos (como Haemophilus e Bordetella). Eles causam grande parte da carga mundial de infecções urinárias, gastrointestinais, respiratórias e associadas a cuidados de saúde.

Definition

Bastonetes e cocobacilos Gram-negativos são bactérias Gram-negativas em forma de bastonete ou bastonete curto, caracterizadas por uma membrana externa contendo lipopolissacarídeo; medicamente, incluem as Enterobacterales entéricas, os oportunistas não fermentadores e os cocobacilos respiratórios fastidiosos.

Scope

A entrada aborda a característica estrutural que define o grupo (a membrana externa e o lipopolissacarídeo), as distinções laboratoriais usadas para classificá-lo (fermentação da lactose, reação da oxidase, forma), suas principais estratégias patogênicas (endotoxina, sistemas de secreção, resistência a múltiplos fármacos) e suas amplas correlações clínicas. É material de referência e educacional, não orientação clínica.

Core questions

• Como a membrana externa Gram-negativa molda tanto o comportamento de coloração quanto a resistência intrínseca a fármacos deste grupo?
• Quais testes laboratoriais (fermentação da lactose, oxidase, morfologia) separam organismos Gram-negativos entéricos de não fermentadores?
• Como os sistemas de secreção e o lipopolissacarídeo contribuem para a doença?

Key concepts

• Membrana externa e lipopolissacarídeo (endotoxina)
• Enterobacterales vs não fermentadores
• Fermentação da lactose e teste da oxidase
• Sistema de secreção tipo III e outros sistemas de secreção
• Patógenos ESKAPE e resistência a múltiplos fármacos
• Enzimas de espectro estendido e carbapenemases
• Cococilos (Haemophilus, Bordetella)

Mechanisms

A característica definidora dos organismos Gram-negativos é a membrana externa, cujo lipopolissacarídeo atua como endotoxina e cuja baixa permeabilidade, combinada com bombas de efluxo e beta-lactamases, sustenta grande parte da resistência intrínseca e adquirida a fármacos do grupo (Blair et al., 2015; De Oliveira et al., 2020). Muitos desses patógenos usam sistemas de secreção especializados — notavelmente o sistema de secreção tipo III — para injetar proteínas efetoras que reprogramam a sinalização das células hospedeiras, como exemplificado pela manipulação das membranas do hospedeiro pela Salmonella para entrar e sobreviver dentro das células (Deng et al., 2017; Haraga et al., 2008). No laboratório, a fermentação da lactose e a reação da oxidase separam os organismos entéricos dos oportunistas não fermentadores, enquanto a morfologia da colônia e microscópica distingue os bastonetes mais longos dos pequenos cocobacilos.

Clinical relevance

Bastonetes e cocobacilos Gram-negativos são a base de grande parte da carga de infecções do trato urinário, intra-abdominais, da corrente sanguínea, associadas a ventiladores e outras infecções associadas a cuidados de saúde, e vários são sinalizados como patógenos resistentes a fármacos prioritários. Esta entrada descreve a biologia e a classificação que tornam o grupo clinicamente coerente como material de referência; não é uma base para diagnóstico ou para seleção de terapia.

Epidemiology

Escherichia coli e Klebsiella pneumoniae estão entre as principais causas de infecção bacteriana e de morte associada à resistência globalmente, e os oportunistas não fermentadores Pseudomonas aeruginosa e Acinetobacter baumannii são centrais para o grupo ESKAPE resistente a fármacos que impulsiona a infecção associada a cuidados de saúde (De Oliveira et al., 2020). Salmonella e outros organismos entéricos permanecem as principais causas de doenças diarreicas e sistêmicas em todo o mundo (Haraga et al., 2008).

Evidence & guidelines

A revisão da resistência ESKAPE (De Oliveira et al., 2020) e as revisões mecanicistas de sistemas de secreção e resistência (Deng et al., 2017; Blair et al., 2015) enquadram a biologia clínica e molecular do grupo, juntamente com textos padrão de microbiologia médica. As listas de patógenos prioritários da Organização Mundial da Saúde destacam vários organismos Gram-negativos; o manejo clínico específico é abordado em diretrizes dedicadas referenciadas em outros lugares.

History

A coloração de Gram (1884) dividiu as bactérias em classes Gram-positivas e Gram-negativas, e os bastonetes Gram-negativos entéricos tornaram-se centrais para a bacteriologia inicial através do estudo da febre tifoide, disenteria e organismos coliformes. O reconhecimento posterior da endotoxina, dos sistemas de secreção e das enzimas de resistência transferíveis reformulou o grupo em torno de sua membrana externa e sua capacidade de adquirir resistência a múltiplos fármacos.

Key figures

• Samantha J. Pitt
• Wanyin Deng
• Samuel I. Miller
• Laura J. V. Piddock

Seminal works

• deoliveira-2020
• haraga-2008

Frequently asked questions

Por que as bactérias Gram-negativas são frequentemente mais difíceis de tratar do que as Gram-positivas?

Sua membrana externa é uma barreira de permeabilidade que, juntamente com as bombas de efluxo e as enzimas beta-lactamase, limita quantos antibióticos podem atingir e agir na célula, conferindo ao grupo uma resistência intrínseca substancial e facilmente adquirida.

O que separa os bastonetes Gram-negativos entéricos dos não fermentadores no laboratório?

As Enterobacterales entéricas tipicamente fermentam a glicose (e muitas fermentam a lactose) e são oxidase-negativas, enquanto os oportunistas não fermentadores, como Pseudomonas, não fermentam açúcares e são frequentemente oxidase-positivos; essas reações são etapas iniciais na identificação.