TEMA 2

Mecanismos deinfectividad microbiana

Tema 2: Mecanismos de infectividad microbiana

1. Etapas del proceso infeccioso2. Patogénesis de las infecciones bacterianas

2.1. Mecanismos de defensa del hospedador2.1.1. Defensas de primera línea2.1.2. Inmunidad innata y adaptativa

2.2. Mecanismos de infectividad de los microorganismos2.2.1. Evasión de las defensas de primera línea2.2.2. Evasión de la respuesta inmunitaria innata2.2.3. Evasión de la respuesta inmunitaria adquirida2.2.4. Producción de toxinas

1. Etapas del proceso infeccioso

• Adhesión• Colonización• Penetración• Multiplicación• Evasión de la respuesta inmunitaria• Diseminación (*)• Salida y transmisión• Daño al hospedador (*)(*) no son obligatorias

1. Etapas del proceso infeccioso

Adhesión, colonización y penetración

Una vez dentro del epitelio el patógeno puede penetrar tejidos más profundos y continuar diseminándose.

La diseminación posterior depende en gran parte de factores de virulencia: productos bacterianos (proteínas y glúcidos, normalmente) que contribuyen a la patogenicidad y virulencia (coagulasa, leucocidinas, hemolisinas, colagenasa, elastasa, etc.).

Cuando alcanza el torrente sanguíneo, el patógeno tiene acceso a todos los órganos y sistemas del hospedador.

Multiplicación

Para que un patógeno tenga éxito en el crecimiento y multiplicación debe encontrar un ambiente apropiado en el hospedador (nutrientes, pH, temperatura, potencial redox, etc.).

Algunos patógenos pueden multiplicarse activamente en el plasma sanguíneo y provocar septicemia.

Evasión de la respuesta inmunitaria

Muchos microorganismos utilizan sofisticados sistemas como, por ejemplo, la producción de polisacárido extracelular, para evitar la fagocitosis.

Daño al hospedador

Muchos patógenos producen toxinas, sustancias específicas que dañan al hospedador.

Las enfermedades que se originan como consecuencia de la entrada en el hospedador de una toxina, se denominan intoxicaciones y, a veces, ni siquiera es preciso que esté el patógeno presente para que se produzca la enfermedad.

Las toxinas pueden ser endotoxinas y exotoxinas:

a) Endotoxinas: son los LPS de Gram negativas que en determinadas circunstancias son tóxicos para ciertos hospedadores; el componente tóxico es el lípido A; son termoestables y tóxicas sólo en dosis elevadas.

1. Etapas del proceso infeccioso

b) Exotoxinas: son proteínas (enzimas) solubles, termolábiles, que el patógeno libera durante su crecimiento. Se nombran en función del lugar al que afectan:

neurotoxinas (tejido nervioso): toxina emética de Bacillus cereus, toxina botulínica, toxina tetánica.

enterotoxinas (mucosa intestinal): toxina colérica.

citotoxinas (tejidos en general): toxinas de Staphylococcus aureus o Clostridium difficile, leucocidinas, hemolisinas.

1. Etapas del proceso infeccioso

2. Patogénesis de las infecciones bacterianas

Patología: estudio científico de la enfermedad. Se basa en

Etiología: causa de la enfermedad

Patogénesis: forma en la que se desarrolla una enfermedad

Entre los factores que determinan el inicio, desarrollo y resultado de una infección se encuentran:

Las barreras físicas primarias del hospedador

La capacidad del microorganismo para eludir su destrucción por partede las defensas del hospedador

El modo en que el microorganismo se disemina dentro del hospedador

La capacidad inmunológica de adaptación del organismo paracontrolar y eliminar los microorganismos invasores

Bacterias

Actúan antes de que el microorganismo penetre en el hospedador: piel, mucosas, conjuntiva, microbiota normal, macrófagos alveolaresy de superficie.

PIEL

Defensas físicas y mecánicas

Descamación

Humedad

Temperatura

Defensas químicas

pH (nacimiento = 7; edad adulta = 5,5 – 6)

Secreciones: ácido láctico, ácidos grasos, alcoholes, ceras.

2.1. Mecanismos de defensa del hospedador

2.1.1. Defensas de primera línea

MUCOSAS

Defensas: mecánicas, químicas, inmunitarias y microbiológicas.

2.1.1. Defensas de primera línea

CONJUNTIVA

Defensas físicas y mecánicas

Lágrimas y parpadeo

Defensas químicas

Lisozima

2.1.1. Defensas de primera línea

MICROBIOTA NORMAL

Efecto competencial

Competencia por el hábitat

Competencia por los nutrientes

Producción de bacteriocinas

Mantenimiento del sistema inmunitarioactivado

MACRÓFAGOS ALVEOLARESY DE SUPERFICIE

Fagocitosis inespecífica

2.1.1. Defensas de primera línea

2.1.2. Inmunidad innata y adaptativa

Si algún patógeno logra atravesar las barreras naturales de la primera línea dedefensa se encuentra con:

Inmunidad innata (inespecífica)

Factores solubles y proteínas (proteínas de fase aguda, complemento,interferones)

Células (neutrófilos PMN y monocitos en sangre, macrófagos en tejidos,células NK, células dendríticas)

Inmunidad adaptativa (específica)

Respuesta humoral (linfocitos B)

Respuesta celular (linfocitos T y macrófagos)

2.1.2. Inmunidad innata y adaptativa

2.2. Mecanismos de infectividad de los microorganismos

2.2.1. Evasión de las defensas de primera línea

El microorganismo penetra por una zona dañada de la piel:

Heridas

Quemaduras

Mordeduras de animales

Picaduras de insectos

Inyecciones o transfusiones

Ejemplos: Pseudomonas aeruginosa, Clostridium tetani, Clostridium perfringens

PENETRACIÓN MEDIADA DE LA PIEL

2.2.1. Evasión de las defensas de primera línea

• Penetración a través de folículos pilosos y glándulas secretoras

Ejemplos: Staphylococcus aureus, Streptococcus pyogenes, Propionibacterium acnes

• Diseminación en el tejido mediante producción de toxinas

Toxinas que degradan la matriz intercelular.

Toxinas que degradan la membrana plasmática de las células del hospedador.

PENETRACIÓN NO MEDIADA DE LA PIEL

BACTERIA TOXINA DIANAClostridiumperfringens

HialuronidasaColagenasa

Acido hialurónicoColágeno

Streptococcuspyogenes Hialuronidasa Acido hialurónico

Staphylococcus aureus Exfoliatina Desmosomas

Pseudomonas aeruginosa Elastasa Proteasa de tejido

conjuntivo

Síndrome de la piel escaldada debida a la toxina exfoliatina de Staphylococcus aureus

2.2.1. Evasión de las defensas de primera línea

Toxinas que degradan la matriz intercelular

BACTERIA TOXINA ACTIVIDAD SOBRELA MEMBRANA

Clostridiumperfringens Lecitinasa Hidroliza la lecitina

Staphylococcusaureus

Hemolisina αHemolisina β

Polimeriza formando porosHidroliza la esfingomielina

Streptococcuspyogenes

Estreptolisina O Polimeriza formando poros

Streptococcuspneumoniae

Neumolisina Polimeriza formando poros

2.2.1. Evasión de las defensas de primera línea

Toxinas que degradan la membrana plasmática de las células del hospedador

Escarlatina debida a la Estreptolisina O deStreptococcus pyogenes

Salmonellatyphi

Entrada

Adhesión

Célulasepiteliales

del intestinodelgado

Penetración

LumenDiarrea

Secreción de agua y electrolitos

Digestiónlisosómica

Invasión detejidos profundos

Diseminación sistémicaFagocitosis por

neutrófilos y macrófagos

2.2.1. Evasión de las defensas de primera línea

PENETRACIÓN DE LAS MUCOSAS POR FAGOCITOSIS DIRIGIDA

Evasión del sistema complemento

Evasión a la fagocitosis

Presencia de cápsula (Streptococcuspneumoniae, Neisseria meningitidis)

Evasión a ser destruidos dentro del fagocito

Escape hacia el citoplasma (Shigella dysenteriae)

Impedir la formación del fagolisosoma (Mycobacterium tuberculosis)

Impedir el estallido de O2

Ocultamiento como patógenos intracelulares

2.2.2. Evasión de la respuesta inmunitaria innata

• Inmunosupresión

– Ejemplos: VIH, virus de la hepatitis B, virus del sarampión, virus de la gripe.

• Proteolisis de anticuerpos IgA

– Ejemplos: Neisseria gonorrhoeae, Neisseria meningitidis, Haemophilus influenzae.

• Receptores para la región Fc de los anticuerpos

• Variabilidad antigénica

– Ejemplos: Tripanosoma brucei, Neisseria gonorrhoeae, virus de la gripe.

• Latencia vírica y bacteriana

2.2.3. Evasión de la respuesta inmunitaria adaptativa

AGENTEMICROBIANO

LUGAR DE LATENCIA ACTIVACIÓN VÍRICA

VIRUS

Herpes simple Ganglios dorsales Herpes labial, facial o genital

Varicela zoster Ganglios dorsales Varicela

Citomegalovirus Tejido linfoide Asintomática

Epstein Barr Tejido linfoideTejido epitelial

LinfomaCáncer nasofaríngeo

Hepatitis B Tejido hepático Hepatitis crónicaCáncer hígado

Sarampión Células del cerebro Sarampión

HIV Linfocitos TMacrófagos SIDA

BACTERIAS

Salmonella typhi Vesícula biliar Portador sano

M. tuberculosis Tejido pulmonar Tuberculosis

2.2.3. Evasión de la respuesta inmunitaria adaptativa

Latenciavírica y

bacteriana

ALGUNAS TOXINAS BACTERIANAS (I)BACTERIA TOXINA EFECTO

Bacillus anthracis Factor letal Edema de pulmón

Bordetella pertussis Adenilato ciclasa Destrucción de leucocitos

Campylobacter jejuni Enterotoxina Diarrea

Clostridium botulinum Toxina botulínica No liberación neurotransmisores

Clostridium difficile Enterotoxina Diarrea hemorrágica

Clostridium tetani Toxina tetánica No liberación represores del impulso nervioso

Corynebacteriumdiphtheriae

Toxina diftérica Destruye células

Legionella pneumophila Citotoxina Destruye células

Shigella dysenteriae Citotoxina Destruye células

2.2.4. Producción de toxinas

BACTERIA TOXINA EFECTO

Staphylococcus aureus α toxinaβ toxinaEnterotoxinaExfoliatina

Destruye eritrocitosDestruye célulasIntoxica alimentosDescama la piel

Streptococcus pneumoniae Neumolisina Destruye células

Streptococcus pyogenes Estreptolisina OToxina eritrogénica

Destruye célulasEscarlatina

Vibrio cholerae Toxina colérica Diarrea acuosa

2.2.4. Producción de toxinas