Patogenicidad
Facultad de Ciencias Biolgicas
Departamento de Ciencias Biolgicas
BIOL150
Enfermera
Definiciones
Infeccin: Crecimiento y multiplicacin de un parsito en el hospedero.
La naturaleza de la infeccin vara de acuerdo a severidad, ubicacin y
nmero de microorganismos involucrados.
Patgeno: Cualquier organismo parsito capaz de producir una
enfermedad infecciosa.
Enfermedad infecciosa: Cambio de la salud en el cual parte o todo el
hospedero es incapaz de realizar su funcin normal debido a la
presencia de un organismo parsito o sus productos.
Patogenicidad: La capacidad que tiene un patgeno de producir una
enfermedad infecciosa.
Virulencia: El grado o intensidad de la patogenicidad.
Definiciones
Virulencia: El grado o intensidad de la patogenicidad.
Invasividad
Habilidad que tiene el
patgeno de entrar y
proliferar dentro de
su hospedero.
Toxigenicidad
Habilidad de producir
sustancia qumicas
(toxinas) que daen o
produzcan enfermedad en
el hospedero.
Determinantes de las enfermedades infecciosas
Para causar enfermedad el patgeno debe ser capaz de:
Transmitirse: Transportarse hasta su hospedero.
Colonizar: Adherirse o invadir clulas del hospedero.
Crecer: Reproducirse o completar un ciclo de vida en suhospedero.
Evadir los mecanismos de defensa del hospedero.
Poseer los mecanismos, compuestos qumicos o habilidad decausar dao a su hospedero.
Determinantes de las enfermedades infecciosas
El patgeno se transporta hasta su hospedero desde una fuente o
reservorio.
Reservorio Humano: El mismo ser humano es el reservorio ms importante
de patgenos para la especie humana.
Reservorio Animal: Animales tambin pueden ser el reservorio de
patgenos humanos.
Zoonosis: Enfermedad que se transmite desde los animales
vertebrados al hombre y viceversa
Reservorio ambiental (inanimado): El medio ambiente se encuentra poblado
por miles de especies patgenas para el ser humano. En general, la
contaminacin ambiental con heces de origen animal y humano
corresponde al principal reservorio de patgenos del tracto gastrointestinal
(alimentos y agua contaminados).
Transmisin
Mecanismos de patogenicidad bacteriana
Transmisin por va area
El agente infeccioso se transporta suspendido en pequeas partculas.
Transmisin por contacto
Directo: implica contacto fsico entre la fuente y el hospedero.
Conocida como de persona a persona. Ocurre por tocarse, besarse o porcontacto sexual. (enfermedades de transmisin sexual)
Indirecto: la transmisin es a travs de un intermediario, inanimado
(vehculo) o animado (vector).
Indirecto mediante vehculos:
Vehculo: Material u objeto inanimado envuelto en le transmisin de una
enfermedad infecciosa. Ocurre a travs de termmetros, utensilios para
comer, vasos, cigarrillos, etc.
Indirecto mediante vectores:
Vector: Organismo viviente envuelto en la transmisin de una enfermedad
infecciosa. En su mayor parte artrpodos (insectos, araas, moscas, etc) y
vertebrados (perros, gatos, ratones, etc.)
Transportarse hasta el hospedero (transmisin)
Mecanismos de patogenicidad bacteriana
Transmisin
Por contacto
fsico
Por va area
Sin contacto fsico
Directo Indirecto
Vehculos
(inanimado)
Vectores
(vivo)
VerticalHorizontal
Madre a hijo(a)
Mecanismos de patogenicidad bacteriana
Adhesin
En esta etapa la bacteria se establece en un sitio de entrada (Ej.: tractodigestivo, respiratorio, urogenital, piel o conjuntiva).
Para que una bacteria logre adherirse o fijarse a la superficie de lasclulas eucariotas, emplea estructuras de adherencia llamadas adhesinas,
que participan en la fijacin a receptores especficos.
Los receptores del hospedero son normalmente carbohidratos oresiduos peptdicos expuestos en su superficie.
Las adhesinas bacterianas corresponden normalmente a componentesde la superficie celular (cpsulas, pared celular, fimbrias, etc.)
Las adhesinas y sus receptores interaccionan de una forma especfica,
similar a lo que ocurre en una reaccin enzima/sustrato o
antgeno/anticuerpo
Mecanismos de patogenicidad bacteriana
LPS
Cpsula
c. Teicoicos y
lipoteicoicos
Fimbrias
Adhesinas.
Mecanismos de patogenicidad bacteriana
Bacteria coccea adherida a la
superficie de una clulas del
hospedero por medio de fimbrias
(Unin especfica = Tropismo)
Bordetella pertussis adherida a la
superficie de clulas epiteliales del
tracto respiratorio
(Hemaglutinina)
Mecanismos de patogenicidad bacteriana
Invasin
Algunas bacterias han desarrollado mecanismos para ingresar a clulasdel hospedero que no son naturalmente fagocticas (Ej.: Clulas del epitelio
intestinal).
Las protenas bacterianas que inducen la fagocitosis de la bacteria porclulas no-fagocticas son llamadas invasinas. Estas invasinas pueden ser
protenas secretadas o protenas de superficie.
Invasin de Salmonella en clulas epiteliales humanas
Mecanismos de patogenicidad bacteriana
Invasin
Bacteria invadiendo una
clula epitelial humana (in
vitro)
Luego de invadir, la bacteria se
localiza dentro de una vacuola
especializada en la clula epitelial
Mecanismos de patogenicidad bacteriana
Invasin: Colonizacin del hospedero
Mecanismo de invasin
Adhesin bacteriana a la superficie de la clula hospedera.
Induccin de reordenamientos en el citoesqueleto celular (polimerizacin ydepolimerizacin de filamentos de actina).
Se produce la fagocitosis de la bacteria, que ahora habita dentro de unavacuola especializada.
Mecanismos de patogenicidad bacteriana
Invasinas
Enzimas digestivas
Extracelulares
Proteasas Lipasas Nucleasas
Enzimas que producen
destruccin de tejidos (Matriz
extracelular)
Hialuronidasa Colagenasa Neuraminidasas (virus) Estreptoquinasa (fibringeno) Estafiloquinasa (fibringeno)
Enzimas que producen lisis
celular (Hemlisis y leuclisis)
Lecitinasas Coagulasa Hemolisinas (Formacin de poros)
Mecanismos de patogenicidad bacteriana
Multiplicacin en el hospedero
Luego de la adhesin bacteriana a un tejido especfico, ocurre una
adaptacin al nuevo hbitat (acondicionamiento del metabolismo, expresin
gnica, etc.), lo que le permite multiplicarse para lograr su asentamiento en el
hospedero.
Escherichia coli enteropatognica (EPEC) adherida a la superficie de
clulas epiteliales de intestino humano (Formacin de microcolonias)
Mecanismos de patogenicidad bacteriana
Multiplicacin en el hospedero
Bacteremia:Aparicin de bacterias en la sangre.
Transitoria: Ej. Extraccin de un diente, herida, etc.
Intermitente: Ej. Mediada por abscesos
Continua: puede conducir a endocarditis.
Septicemia:Bacteremia donde los productos de desecho del microorganismo
son txicos para el hospedero. Puede dar origen a un shock sptico y a la muerte.
Shock sptico:Es una condicin seria y anormal que se da cuando una infeccin
arrolladora lleva a que se presente flujo sanguneo bajo y presin
sangunea baja. Los rganos vitales, como el cerebro, el corazn, los
riones y el hgado pueden no funcionar adecuadamente o no funcionar
del todo.
Mecanismos de patogenicidad bacteriana
Multiplicacin en el hospedero
Formacin de Biopelculas
Evasin del sistema inmune del hospedero
Evasin del sistema inmune del hospedero
Defensas antifagocticas
Evitando el contacto con fagocitos
Evitando la adsorcin fagoctica
Sobreviviendo dentro del fagocito
Produciendo factores que matan o daan fagocitos (antes
y despus de la ingestin)
Defensas contra el sistema inmune
Persistencia de un patgeno en sitios orgnicos inaccesibles a la
respuesta inmune.
Induccin de anticuerpos poco efectivos.
Adsorcin de anticuerpos por antgenos bacterianos solubles
Variacin antignica (Salmonella))
Cpsula
Mecanismos de patogenicidad bacteriana
Capacidad de producir dao. VIRULENCIA
Invasividad:
Capacidad para invadir y colonizar rganos y tejidos internos del
hospedero (Generalmente estriles). Se cuantifica a travs de ID50.
Toxigenicidad:
Capacidad de producir toxinas que interfieren con la fisiologa del
organismo hospedero y causan un dao.
Hipersensibilidad:
Capacidad de inducir una respuesta inmune exagerada que genera dao
en el organismo hospedero.
Mecanismos de patogenicidad bacteriana
Habilidad de producir dao. TOXIGENICIDAD
Las toxinas bacterianas pueden ser clasificadas en dos grupos:
Exotoxinas (toxinas excretadas hacia el medio externo) Endotoxinas (componentes estructurales presente en bacterias Gram (-))
Las toxinas bacterianas son los venenos ms potente que se conocen
(presentan actividad biolgica an muy diluidas). Actan en sitios alejados
del punto original de invasin y crecimiento del patgeno que las produce.
Intoxicacin
Enfermedad que resulta de la entrada de una toxina especfica al cuerpo del
hospedero. Las toxina pueden producir enfermedad aun cuando el
microorganismo este ausente.
Mecanismos de patogenicidad bacteriana
Toxigenicidad. EXOTOXINAS
La produccin de exotoxinas es generalmente especfica para una especie
bacteriana particular (Ej.: Clostridium tetani produce la toxina del ttano,
Clostridium botulinum produce la toxina botulnica).
Las exotoxinas pueden ser clasificadas en base a:
Las clulas o tejidos sobre los cuales actan (enterotoxinas, neurotoxinas, leucotoxinas, citotoxinas)
Su mecanismo de accin (toxinas que ADP-ribosilan, toxinas que actan sobre la adenilato ciclasa, etc.)
Sus efectos biolgicos (toxina diarreica, toxina pirgena, toxina hemoltica, etc.)
En general, las exotoxinas estn compuestas por dos subunidades (AnBm):
Una subunidad que presenta actividad enzimtica (A) y otra responsable de la
unin de la toxina a su receptor en clulas del hospedero (B). A este grupo
pertenecen importantes exotoxinas como la toxina del clera, la toxina
diftrica, la toxina tetnica, la toxina de Shiga.
Mecanismos de patogenicidad bacteriana
Mecanismos de intoxicacin
Toxigenicidad. Endotoxinas
Mecanismos de intoxicacin
La porcin lipdica del Lipopolisacrido (en amarillo en la figura) es responsable del efecto txico sobre el hospedero. Este efecto se debe a la reaccin inflamatoria por
parte del sistema inmune en contacto con el lipopolisacrido.
La liberacin de LPS en el organismo produce: fiebre, leucopenia, hipoglicemia,
hipotensin, activacin del complemento, coagulacin intravascular diseminada y
liberacin de TNF. (En conjunto, estas manifestaciones comprenden el shock
endotxico)
Finalmente, puede ocurrir la muerte del individuo
a causa de una disfuncin orgnica general
Mecanismos de patogenicidad bacteriana
Endotoxina
Lipopolisacridos (PM ~ 10 kDa) Componentes de bacterias Gram (-) Presentes en la Membrana Externa Termoestables (a 60C) Es antignica (Produccin de
anticuerpos no protectores)
No se puede generar un toxoide Toxicidad baja (>100 g) Bajo nivel de especificidad No presenta actividad enzimtica Gran actividad pirgena (Fiebre)
Exotoxinas
Protenas (PM ~ 50 a 1000 kDa) Producidas por Gram (+) y Gram (-) Factores extracelulares (difusibles) Termolbiles (a 60C) Son antignicas (Produccin de
anticuerpos anti-toxina)
Se puede generar un toxoide Toxicidad elevada (1 g) Alto nivel de especificidad Presentan actividad enzimtica Ocasionalmente pirgenos
Toxigenicidad. Endotoxinas
Mecanismos de patogenicidad bacteriana
Capacidad de producir dao. Hipersensibilidad
La hipersensibilidad corresponde a una respuesta inmunitaria exagerada del organismo que tiene como consecuencia la lesin tisular y que se manifiesta en
el individuo en el segundo contacto o en contactos ulteriores con el antgeno.
Existen diferentes reacciones de hipersensibilidad, con distintos mecanismos
de accin:
Hipersensibilidad de tipo I, Inmediata o alergia atpica
Hipersensibilidad de tipo II, por anticuerpos citotxicos
Hipersensibilidad de tipo III, mediada por inmunocomplejos
Hipersensibilidad de tipo IV, reaccin retardada
Patogenicidad bacteriana
Factores de virulencia
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