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Tal como as outras espiroquetas, Treponema pallidum subespécie pallidum caracteriza-se por apresentar morfologia helicoidal com o corpo celular em forma de onda ou de saca-rolhas (Figura 1).

Devido às suas dimensões pequenas T. pallidum situa-se para além do poder de resolução do microscópio óptico, sendo apenas observável por microscopia de fundo escuro ou por microscopia electrónica.

Este microrganismo tem forma de hélice com espiras ou ondas regulares (Norris

e 0,16 – 0,20 µm de diâmetro. Em perfil sinusoidal, apresenta um comprimento de onda e uma amplitude de cerca de 1,1 µm e 0,4 µm. Tal como as outras espiroquetas, T. pallidum apresenta dupla membrana, compartilhando características tanto com as bactérias que coram negativamente como com aquelas que o fazem positivamente pela coloração de Gram.

Figura 1. Fotografia de T. pallidum subespécie pallidum estirpe de Nichols, obtida por microscopia electrónica (Adaptado de Fitzerald et al. 1977).

O estudo ultramicroscópico desta bactéria permitiu definir uma membrana externa, um espaço periplasmático, uma camada de peptidoglicano, uma membrana citoplasmática ou interna e um cilindro protoplásmico (Figura 2). A membrana externa limita a superfície celular externa, constituindo uma barreira protectora relativamente ao meio ambiente, e a membrana citoplasmática rodeia ou circunda o cilindro protoplasmático.

Figura 2. Fotografia de T. pallidum obtida por microscopia electrónica em corte transversal. Abreviaturas: OE (membrana externa), AF (flagelo), WM (membrana

celular), BF (cilindro protoplasmático). (Adaptado de Johnson et al. 1973)

Entre uma e outra, encontra-se o espaço periplasmático com os órgãos de locomoção – flagelos ou filamentos axiais – (Charon et al. 1992 e Norris et al. 1993), que pela sua localização se chamam flagelos periplasmáticos ou endoflagelos. Estes inserem-se em grupos de dois a quatro nas extremidades da célula treponémica, em pontos de inserção dispostos paralelamente ao eixo da hélice. Os flagelos enrolam-se à volta do cilindro protoplásmico helicoidal e entrecruzam-se perto da região central do microrganismo. A forma em espiral e a localização periplasmática do flagelo permitem ao microrganismo manter a mobilidade em meios viscosos, como os fluídos ocular e articular e ainda, na matriz extra-celular da pele (Charon et al. 1992).

Em oposição à membrana citoplasmática observa-se uma camada electrodensa que foi identificada por microscopia electrónica de camada fina (Hovind-Hogen 1972). Esta camada electrodensa, que nem sempre é claramente visível, corresponde ao peptidoglicano, conforme foi evidenciado por estudos bioquímicos (Radolf et al. 1989) que demonstraram a presença de ácido murâmico.

Membrana externa

A membrana externa constitui a superfície celular do microrganismo em contacto mais íntimo com o hospedeiro, sendo também a estrutura onde se deveriam encontrar os mais importantes componentes associados à virulência bacteriana. Pelo contrário, neste microrganismo isso parece não se verificar, visto que uma das suas propriedades mais interessantes e intrigantes é a de possuir uma superfície de baixa antigenicidade. Isto mesmo foi confirmado por diferentes autores que demonstraram que T. pallidum apresenta baixa concentração de proteínas transmembranárias, aproximadamente cem vezes menos que nas outras espiroquetas e bactérias que coram negativamente pelo Gram (Radolf et al. 1989 e 1995a, Cox et al. 1992, Norris et al. 1993) as quais se encontram ligadas covalentemente aos lípidos pelos seus radicais amino- terminais. Também, ao contrário do que sucede na constituição das membranas externas daquelas bactérias, a de T. pallidum não apresenta lipopolissacarídeos (LPS), que se encontram em grande abundância nas membranas externas das bactérias de coloração Gram negativo (Bailey et al. 1985, Penn et al. 1985, Radolf et al. 1988). Essa característica é evidenciada pela análise do genoma (Fraser et al. 1998), que demonstrou ausência de genes que codifiquem enzimas para a bio-síntese de lipopolissacarídeos (LPS). Apresenta, no entanto, um alto conteúdo em lípidos com uma razão lípido/proteína elevada (Radolf et al. 1995a).

Flagelo periplasmático e mobilidade

No que se refere à estrutura em geral, o endoflagelo de T. pallidum é composto por três estruturas: um corpo basal, um gancho e um filamento (Hovind- Hougen 1972). Os genes correspondentes às proteínas do corpo basal e ao gancho foram identificados em operões do genoma (Frazer et al. 1998) e a sua mutação noutras espiroquetas leva à perda da mobilidade (Charon et al. 1992, Limberger et al. 1994 e 1999, Li et al. 1996, Ruby et al. 1997). O filamento

flagelar é composto por um “core” interno (10ηm de diâmetro) e por uma baínha externa. Estes são constituídos por quatro proteínas designadas flagelinas e subdivididas em duas classes: A e B. A flagelina de classe A (FlA), é um polipeptídeo de 37 kDa constituinte da baínha do flagelo, enquanto que o “core” é composto por três classes de moléculas de flagelina com massas moleculares de 34.500 (FlaB1), de 33.000 (FlaB2) e de 30.000 (FlaB3) (Penn et al. 1985,

Cockayne et al. 1987, Norris et al. 1988).

O flagelo é um órgão importante, não só devido à sua função de locomoção, como também à sua natureza antigénica. A mobilidade constitui um dos factores de virulência de T. pallidum, porque dela depende a invasão e disseminação tecidual. O movimento de translação em saca-rolhas característico das espiroquetas permite-lhes o movimento em meios com viscosidade aumentada (Canale Parole 1978, Kimsey e Spielman 1990), onde pode atingir a velocidade de 19 mm por segundo (Kimsey e Spielman 1990, Ruby e Charon 1998). Em meios não viscosos o movimento de translação resulta numa vigorosa rotação, podendo reverter rapidamente ao encontrar um obstáculo e, através da sua capacidade de flexão, alterar o seu rumo.

Como referido, o flagelo é uma estrutura de natureza antigénica, estimulando uma resposta de anticorpos precoce que persiste durante a infecção. O estudo da actividade de um anti-soro antiflagelo em testes de imobilização de T.

pallidum e a inactividade do mesmo em testes de imobilização modificada têm

sugerido que o flagelo pode constituir um alvo na resposta da imunidade humoral do hospedeiro (Blanco et al. 1990).

A presença de epítopos específicos de T. pallidum (Norris et al. 1993), na região central das proteínas flagelina FlaB, permitiu o desenvolvimento de testes serológicos mais específicos para o diagnóstico laboratorial de sífilis (Ebel et al. 2000, Sambri et al. 2001a).

Membrana citoplasmática

A membrana citoplasmática de T. pallidum apresenta uma ultraestrutura semelhante à das outras bactérias que coram negativamente pela coloração de Gram (Lugtenberg e Van Alphen 1983, Radolf et al. 1989, Walker et al. 1989),

com um folheto interno com partículas intramembranosas em alta concentração, em contraste com a face interna da membrana externa (Radolf et

al. 1989, Walker et al. 1989).

Diversos estudos demonstraram que T. pallidum continha lipoproteínas abundantes e imunogénicas (Chamberlain et al. 1989, Schouls et al. 1989, Purcell et al. 1990, Swancutt et al. 1990, Yelton et al. 1991, Norris et al. 1993). Muitas dessas lipoproteínas, tais como Tpp47, Tpp17, Tpp15 e talvez GlpQ –

glicerofosfodiesterase – (Shevchenko et al. 1999) associam-se

predominantemente com o folheto periplasmático da membrana citoplasmática. A sua pobre antigenicidade é explicada por esta arquitectura estrutural pouco usual, já que não se observa reactividade dos anticorpos contra essas proteínas na presença do microrganismo íntegro, a qual surge quando a membrana externa é rompida (Cox et al. 1995).

Como constituintes da membrana citoplasmática foram identificadas, também, proteínas de ligação à penicilina (Cunningham et al. 1987, Radolf et al. 1989) e cardiolipina, embora esta esteja presente em quantidade mínima na membrana externa, explicando assim a actividade opsónica do anticorpo, pesquisado pelos testes serológicos que utilizam como antigénio este componente lipídico (Radolf

et al. 1995, Shevchenko et al. 1997).

Filamentos citoplasmáticos

Uma característica de T. pallidum subespécie pallidum, de outros membros do género treponema e de algumas espécies de espiroquetas é a presença de filamentos citoplasmáticos situados por baixo da membrana citoplasmática, em oposição directa ao flagelo periplasmático. Estes apresentam uma estrutura fibrilar (Yuo et al. 1996) em faixas paralelas com 7,0 a 7,5 ηm de largura, tendo origem junto dos corpos basais do flagelo, não se sabendo se se estendem por todo o comprimento da célula ou se terminam na sua porção média, tal como o endoflagelo.

Outros constituintes citoplasmáticos

Estudos efectuados com diferentes colorações (Hovind-Hougen 1972) e microscopia electrónica demonstraram a presença de ribossomas, assim como a presença de outras estruturas citoplasmáticas como mesossomas, vacúolos e regiões nucleares.

O genoma contém duas cópias de genes ARN ribossomal típicas de bactérias em arranjo 16S-23S-5S (Frazer et al. 1998) contendo, também, genes de codificação de proteínas ribossomais em pequenos e grandes operões, assim como em genes isolados.