Gram-Negativas: Estrutura, Coloração de Gram e Relevância Clínica

• 1. Estrutura da parede celular
• Peptidoglicano
• Espaço periplasmático
• Membrana externa
• 2. Lipopolissacarídeo (LPS) e endotoxina
• Lipídio A
• Core polissacarídico
• Antígeno O
• Importância clínica do LPS
• 3. Comparação com Gram-positivas
• Ideia central
• 4. Mecanismo da coloração de Gram
• Etapas
• Por que as Gram-negativas ficam rosas?
• Por que as Gram-positivas permanecem roxas?
• 5. Fisiologia, resistência e patogênese
• Porinas
• Bombas de efluxo
• β-lactamases
• Choque endotóxico
• 6. Exemplos clínicos importantes (agentes)
• Enterobacteriaceae / Enterobacterales
• Neisseria
• Pseudomonas aeruginosa
• Outros agentes relevantes
• 7. Gram-negativas em ambiente hospitalar
• Principais fatores de risco
• Principais síndromes hospitalares
• Pneumonia associada à ventilação mecânica
• Infecção urinária associada a cateter
• Sepse hospitalar
• Mecanismos de resistência mais importantes
• 8. Doenças associadas (por bactéria)

1. Estrutura da parede celular

As bactérias Gram-negativas apresentam uma parede celular complexa e assimétrica, formada por:

• Membrana citoplasmática interna
• Espaço periplasmático
• Camada fina de peptidoglicano
• Membrana externa

Peptidoglicano

• Camada fina, geralmente com 1 a 2 camadas.
• Corresponde a cerca de 5% a 10% da parede celular.
• Formado por repetições de N-acetilglicosamina (NAG) e N-acetilmurâmico (NAM).
• As cadeias são ligadas por pontes peptídicas curtas.

Espaço periplasmático

Região entre a membrana citoplasmática e a membrana externa.

Funções principais:

• Abrigar enzimas hidrolíticas, como β-lactamases
• Conter proteínas ligadoras de solutos
• Participar de transportes e modificações químicas
• Contribuir para a defesa bacteriana

Membrana externa

É uma bicamada lipídica assimétrica:

• Folheto interno: fosfolipídios
• Folheto externo: rico em lipopolissacarídeo (LPS)

Também possui:

• Porinas
• Lipoproteínas de ancoragem, como a lipoproteína de Braun, que liga a membrana externa ao peptidoglicano

2. Lipopolissacarídeo (LPS) e endotoxina

O LPS é um dos principais fatores de virulência das Gram-negativas e é também chamado de endotoxina.

Ele é composto por três partes:

Lipídio A

• Porção lipofílica e hidrofóbica
• Principal componente endotoxigênico
• Reconhecido pelo sistema imune inato por meio do complexo TLR4/MD-2
• Responsável por febre, inflamação intensa e choque endotóxico

Core polissacarídico

• Região mais conservada
• Contém açúcares como KDO e heptoses
• Ajuda na estabilidade estrutural e na integridade da membrana

Antígeno O

• Porção mais externa e variável
• Importante para sorotipagem
• Ajuda na evasão imune
• Exemplo clássico: E. coli O157

Importância clínica do LPS

• Atua como potente indutor de citocinas inflamatórias
• Pode desencadear:
• febre
• vasodilatação
• aumento da permeabilidade vascular
• coagulação intravascular disseminada (CIVD)
• choque séptico

3. Comparação com Gram-positivas

Ideia central

• Gram-negativas: maior barreira estrutural e maior contribuição para resistência e endotoxicidade.
• Gram-positivas: parede mais espessa, com maior retenção do corante primário.

4. Mecanismo da coloração de Gram

A coloração de Gram diferencia as bactérias conforme a estrutura da parede celular.

Etapas

1. Cristal violeta entra em ambas as células.
2. Iodo/Lugol forma o complexo cristal violeta-iodo.
3. Álcool-acetona promove a descoloração diferencial.
4. Safranina faz a contracoloração das células descoloridas.

Por que as Gram-negativas ficam rosas?

• O álcool-acetona remove lipídios da membrana externa.
• A parede fina de peptidoglicano não retém o complexo cristal violeta-iodo.
• A célula perde a coloração roxa e passa a absorver a safranina.
• Resultado final: rosa ou vermelho.

Por que as Gram-positivas permanecem roxas?

• O álcool desidrata a parede espessa de peptidoglicano.
• O complexo cristal violeta-iodo fica preso na rede densa.

5. Fisiologia, resistência e patogênese

Porinas

As porinas são canais proteicos da membrana externa que permitem a passagem de pequenas moléculas hidrofílicas.

Funções:

• Entrada de nutrientes
• Difusão de moléculas pequenas
• Participação na permeabilidade seletiva

Relevância clínica:

• Alterações nas porinas reduzem a entrada de antibióticos
• Contribuem para resistência intrínseca
• Exemplo: baixa penetração de antibióticos em diversas Gram-negativas

Bombas de efluxo

• Expulsam antibióticos e outras substâncias tóxicas
• Exemplos importantes:
• AcrAB-TolC
• MexAB-OprM

β-lactamases

• Enzimas que inativam antibióticos β-lactâmicos
• Podem estar no espaço periplasmático
• Exemplos:
• ESBL
• AmpC
• KPC
• NDM

Choque endotóxico

Quando ocorre lise bacteriana ou liberação de LPS:

• O Lipídio A ativa macrófagos e monócitos
• Há liberação de TNF-α, IL-1 e IL-6

Consequências:

• febre
• vasodilatação
• aumento da permeabilidade vascular
• hipotensão
• falência orgânica

6. Exemplos clínicos importantes (agentes)

Enterobacteriaceae / Enterobacterales

Exemplos:

• Escherichia coli
• Klebsiella pneumoniae
• Enterobacter cloacae
• Serratia marcescens
• Proteus mirabilis
• Salmonella spp.
• Shigella spp.

Principais quadros:

• Infecção urinária
• Sepse
• Pneumonia
• Infecção intra-abdominal
• Gastroenterites e diarreias infecciosas

Neisseria

• Neisseria meningitidis → meningite e meningococcemia
• Neisseria gonorrhoeae → gonorreia

Pseudomonas aeruginosa

• Pneumonia hospitalar
• Infecção em queimados
• Infecção em fibrose cística
• Sepse
• Resistência antimicrobiana importante

Outros agentes relevantes

• Acinetobacter baumannii
• Stenotrophomonas maltophilia
• Burkholderia cepacia
• Haemophilus influenzae
• Legionella pneumophila

7. Gram-negativas em ambiente hospitalar

As Gram-negativas são especialmente importantes em infecções relacionadas à assistência à saúde.

Principais fatores de risco

• Internação prolongada
• UTI
• Ventilação mecânica
• Cateter venoso central
• Cateter urinário
• Uso prévio de antibióticos
• Imunossupressão
• Queimaduras extensas
• Cirurgias complexas

Principais síndromes hospitalares

Pneumonia associada à ventilação mecânica

Agentes frequentes:

• Pseudomonas aeruginosa
• Acinetobacter baumannii
• Klebsiella pneumoniae
• Enterobacter spp.
• Escherichia coli

Infecção urinária associada a cateter

Agentes frequentes:

• Escherichia coli
• Klebsiella spp.
• Proteus mirabilis
• Pseudomonas aeruginosa
• Enterobacter spp.

Sepse hospitalar

Agentes frequentes:

• Enterobactérias
• Pseudomonas aeruginosa
• Acinetobacter baumannii

Mecanismos de resistência mais importantes

• Redução de permeabilidade por porinas
• Produção de β-lactamases
• Bombas de efluxo
• Formação de biofilme
• Aquisição de plasmídeos de resistência

8. Doenças associadas (por bactéria)