PATOGENIA BACTERIANA

UPAO 2015

La enfermedad infecciosa es el resultado de una relación no exitosa entre el agente infeccioso y el huésped. Términos para describir esta relación:

SIMBIOSIS: Ambos miembros se benefician

COMENSALISMO: Un miembro se beneficia >mente sobre el otro

PARASITISMO: Un miembro se beneficia a expensas de otro

TERMINOLOGIA

Adherencia: Proceso por el cual las bacterias se unen a las superficies de las células hospedadoras, principal paso para el inicio del proceso de la infección.

Infección: Multiplicación de un microorganismo infeccioso dentro del organismo.

Invasión: Proceso a través del cual las bacterias, parásitos, hongosy virus penetran en las células o tejidos del huésped y sediseminan dentro del organismo.

Patógeno: Microorganismo que puede causar enfermedad.

No patógeno: Microorganismo que no causa enfermedad y quealgunas veces forma parte de la flora normal.

Patogenicidad: Potencial de un microorganismo infeccioso deproducir enfermedad.

Virulencia: Potencial cuantitativo de un microorganismo para producir enfermedad.

Toxigenicidad: Potencial de un microorganismo para produciruna toxina que contribuye a la enfermedad.

Patógeno oportunista: Microorganismo con el potencial de producir enfermedad sólo cuando la resistencia del huésped es deficiente.

Portador: Persona o animal con una infección asintomáticaque la puede transmitir a otra persona o animal susceptible.

LOS POSTULADOS DE KOCH

1. El agente debe estar presente en cada caso de la enfermedad y ausente en los sanos.

2. El agente no debe aparecer en otras enfermedades.

3. El agente ha de ser aislado en un cultivo puro a partir de las lesiones de la enfermedad.

4. El agente ha de provocar la enfermedad en un animal susceptible de ser inoculado.

5. El agente ha de ser aislado de nuevo en las lesiones de los animales en experimentación.

LOS POSTULADOS DE KOCH

Paradigma: “Una especie bacteriana específica constituye la causa de determinada enfermedad”.

Desde 1884, los Postulados de Koch se han aplicado de maneraextensa con el fin de vincular una serie de especies de bacterias con determinadas enfermedades.

Desde finales del siglo XIX se ha demostrado que muchos MO que no cumplen los criterios de estos postulados también causan enfermedades.

Treponema pallidum y Mycobacterium leprae: no se pueden cultivar in vitro; no obstante, existen modelos animales de infección con estos microorganismos.

Neisseria gonorrhoeae: no existe modelo animal de infección aunque la bacteria se puede cultivar fácilmente in vitro.

En otros casos, los postulados de Koch se han cumplidoparcialmente al demostrar patogenicidad bacteriana en unmodelo in vitro de infección en lugar de un modelo animal.

Diarreas inducida por Escherichia coli se han definido por lainteracción de E. coli con las células del huésped en cultivos.

Se deben considerar las respuestas inmunitarias del huésped.La elevación de un Ap específico durante la recuperación de unaenfermedad constituye un complemento importante de lospostulados de Koch.

Genética microbiana moderna mediante el estudio de los genesvinculados con la virulencia se han propuesto los PostuladosMoleculares de Koch.

Algunos microorganismos patógenos son difíciles o imposiblesde cultivar y por esta razón no es posible establecer la causa de laenfermedad por medio de los Postulados de Koch o lospostulados Moleculares de Koch.

PCR para identificar a los MO causales se ha utilizado paraestablecer la causa de enfermedades como la enfermedad deWhipple (Tropheryma whipplei), angiomatosis bacilar (Bartonellahenselae), ehrlichiosis monocítica humana (Ehrlichia chaffeensis),y sarcoma de Kaposi (herpesvirus humano 8).

“I have, on many occasions, examined normal blood and

normal tissues using methods that ensure that such organisms

are not overlooked, and I have never, in a single instance,

found bacteria. I therefore conclude that bacteria do not occur

in the blood or tissues of healthy animals or humans” (R.

Koch, 1878)

El análisis de la infección y la enfermedad aplicando una serie de normas como lospostulados de Koch permite clasificar a las bacterias en patógenas, patógenasoportunistas o apatógenas.

CARACTERISTICAS DE LAS BACTERIAS PATOGENAS

Transmisibilidad

Adherencia a las células del huésped

Invasión de las células y tejidos del huésped

Toxigenicidad

Capacidad para evadir el sistema inmunitario

The Chain of Infection

PUERTA DE ENTRADA DE LAS

BACTERIAS

FACTORES DE VIRULENCIA BACTERIANA

Factores de adherencia:

Una vez que la bacteria penetra en el huésped debe adherirse alas células de superficie de determinado tejido y colonizarlo.

Esta adherencia implica interacciones complejas entre lasbacterias y las células de superficie donde participan:

o Las propiedades hidrófobas y el potencial de adherencia según lacarga neta negativa de la superficie de la bacteria y de la célulashospedadoras (cuanto más hidrófoba sea la superficie bacteriana> adherencia a la célula hospedadora)

Varían en las diversas cepas de bacterias de una sola especie.

FACTORES DE VIRULENCIA BACTERIANA

Factores de adherencia:

o Moléculas de unión (ligandos) en las bacterias que interactúancon receptores celulares del huésped:

o Moléculas específicas de superficie Pilosidades.

o E. coli tienen fimbrias tipo 1, que se adhieren a los receptores delas células epiteliales.

o Estreptococo pyogenes posee apéndices similares a pelosllamados fimbrias con ácido lipoteicoico y proteína F que inducenla adherencia

MECANISMOS BACTERIANOS DE

ADHERENCIA

Invasión de las células y tejidosdel huésped

El ingreso de bacterias a las células hospedadoras,implica participación activa por parte de las bacteriasy participación pasiva de las células del hospedador .

Estudios in vitro con células de tejidos en cultivos hanayudado a clasificar los mecanismos de la invasiónpara algunos microorganismos patógenos, sinembargo estos modelos no necesariamente ofrecenuna visión completa del proceso de la invasión.

Invasión de las células y tejidosdel huésped

Para conocer la invasión bacteriana de la célulaeucariota es necesario observar gran parte de lospostulados de Koch y los postulados moleculares deKoch.

Y. enterocolitica: proyecciones protoplasmáticas Shigella: Ag del plásmido de invasión Legionella pneumophila: seudópodos – fagocitosis

en espiral N. gonorrhoeae: fimbrias como adhesinas

principales y proteínas asociadas a la opacidad-Opa

TOXINAS

Son componentes bacterianos que: dañan directamente los tejidos o ponen en marcha actividades biológicas destructivas por

acción de diversas enzimas degradativas que ocasionan lisis celular y de proteínas que se unen a receptores

específicos para iniciar reacciones tóxicas en un tejido dianaespecífico.

Los componentes de la pared celular desencadenan unarespuesta sistémica: Gram (+) liberan fragmentos de peptidoglucanos y sus

productos de degradación, junto a ácidos teicoico ylipoteicoico que estimulan respuestas pirógenas de faseaguda.

TOXINAS

LPS producido por Gram (-) es un activador aún más poderosode las reacciones de fase aguda e inflamatorias y se denominaendotoxina.

La porción del Lípido A del LPS es responsable de la actividadde endotoxina.

La endotoxina no equivale a la exotoxina y es producidaúnicamente por las bacterias Gram(-).

CARACTERÍSTICAS DE LAS EXOTOXINAS Y ENDOTOXINAS (LPS)

LOCALIZACION MECANISMO DE DEFENSA DEL HUESPED

VIAS RESPIRATORIAS SUPERIORES

NASOFARINGE

Pelos nasalesCornetesAnatomía Vías Respiratorias SuperioresAparato mucociliarSecreción IgA

OROFARINGE

SalivaDesprendimiento células epitelialesTosInterferencia bacterianaComplemento

VIAS RESPIRATORIAS DE CONDUCCION

TRAQUEA, BRONQUIOS

Tos, reflejos epiglóticosRamificaciones anguladas vías respiratoriasAparato mucociliarLíquido de superficie vías respiratorias (lisozima, lactoferrina, inhibidor de proteinasa)Célula Dendrítica, BALT, IgG, IgM, IgA

VIAS RESPIRATORIAS INFERIORES

VIAS RESPIRATORIAS TERMINALES, ALVEOLOS

Líquido de revestimiento alveolar (surfactante, fibronectina, Ig, complemento, AG libres)Macrófagos alveolares, reclutamiento de neutrófilos (receptores de PAMPs – citocinasCélulas dendríticasBALT

FACTORES DE VIRULENCIA POR NEUMOCOCO Y SU PAPEL PRINCIPAL EN LA COLONIZACIÓN Y LA ENFERMEDAD

PMN

MACROFAGO

Y. pestis

Fagocitosis

Factores de Virulencia

• Ag. Envoltura F1: Resistencia a Fagocitos

• Ag. V-W: (-) Síntesis IFN - TFN: Inmunosupresor

• Proteasa: (+) Plasminogeno - Degrada C sérico : Diseminación

• Endotoxina LPS: SIRS : Shock - CID - T. Sensorio

•Plasmidio 45-mD: supervivencia intracelular

Supervivencia Intracelular

Ganglio Linfático Regional

Daña Arquitectura

DISEMINACIÓN

ORGANOS

BLANCOS

CL

ÍNIC

A

PE

ST

E

BU

BÓ

NIC

A

Y. Pestis

Factor VirulenciaInteracción

Huésped

Inmunidad Celular

Pulga infectada

Inoculación

Piel - Mucosa

Vasos Linfáticos Superficiales

PATOGENIA

BACTEREMIA

FLAGELO = UNION/INVASION GR

DEFORMINA = HOYOS/INVAGINACIONES

PROTEINAS INDUCTORAS HEMOLISIS

INOCULACION PIEL

CELULAS ENDOTELIALES

VASOS SANGUINEOS

PROLIFERACION

DISEMINACION

BACTEREMIA

ERITROCITOS

RES

HEMOLISIS

MASIVA

ANEMIA

SEVERA

LINFADENOPATIA

HEPATOMEGALIA

CLINICASEVERIDAD

TAMAÑO INOCULO

FACTORES VIRULENCIA

ESTADO NUTRICIONAL

RESPUESTA INMUNE

PATOGENESIS

LUTZOMYIA

VERRUCARUM

BB

-COLONIZACION

-ADHESION:COMPLEJO GR/BB

-INVASION PASIVA

INMUNOSUPRESION

TRANSITORIA

FISI

OPA

TOLO

GIA

DEL

A

NTR

AX

NEJM 1999; 341: 815 - 826.

GENÓMICA Y PATOGENICIDAD BACTERIANA

Estudio integral del origen, evolución, contenido yfuncionamiento de los genomas.

Las bacterias son clonales: la > parte de los patógenos tieneunos cuantos tipos clonales diseminados en el mundo durantedeterminado periodo.

Neisseria meningitidis tiene 1 solo tipo clonal de serogrupo Aen un área geográfica que se extiende posteriormente haciaotras y de esta manera genera una epidemia.

Existen varios tipos de Haemophilus infuenzae, pero sólo H.influenzae clonal tipo b es patógeno.

Un mecanismo primordial para el intercambio de informacióngenética entre las bacterias es la transferencia de elementosgenéticos móviles extracromosómicos: plásmidos o fagos

GENÓMICA Y PATOGENICIDAD BACTERIANA

Los genes que codifican diversos factores de virulenciabacteriana suelen ubicarse en los plásmidos o sontransportados por fagos.

La transferencia de estos elementos genéticos móviles entremiembros de una especie o, con menos frecuencia, entre diversasespecies, provoca la transferencia de factores de virulencia.

Islotes de patogenicidad son grandes grupos de genes queposeen ≥ 1 genes de virulencia; aparecen sólo en el genoma delos patógenos de una especie más no en los apatógenos.

FACTORES DE VIRULENCIA CODIFICADOS POR LOS GENES

ISLOTES DE PATOGENICIDAD DE PATÓGENOS PARA EL SER HUMANO

SISTEMAS BACTERIANOS DE SECRECIÓN

Sistemas que participan en funciones celulares de transportede proteínas que forman las fimbrias o flagelos y en lasecreción de enzimas o toxinas hacia el medio extracelular.

Diferencias en la estructura de la pared celular entre lasbacterias Gram (-) y Gram (+) dan como resultado ciertasdiferencias en los sistemas de secreción.

Para Gram (+) y (-) hay una vía general de secreción (sec) queparticipa en la inserción de la mayor parte de las proteínas dela membrana bacteriana y proporciona la vía principal para quelas proteínas atraviesen la membrana citoplasmáticabacteriana.

BIOPELÍCULAS BACTERIANAS

Conglomerado de bacterias interactivas de una sola especie ode varias especies adheridas a una superficie sólida o unas aotras y que forman una capa viscosa.

Formada la biopelícula, se acumulan las moléculas depercepción de quórum (mecanismo de comunicaciónintercelular) producidas por la bacteria que modifican laactividad metabólica de la bacteria.

Para regular la transcripción de los genes que participan endiversos procesos fisiológicos, como bioluminiscencia,transferencia conjugada de plásmidos y producción de losfactores que confieren virulencia.

Importantes en infecciones persistentes y difíciles de tratar.

GRACIAS

jorge- -chavez@hotmail.com