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
Actúan antes de que el microorganismo penetre en el hospedador: piel, mucosas, conjuntiva, microbiota normal, macrófagos alveolares y 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.
Bacterias
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
Lecitinasa de Clostridium perfringens
2.2.1. Evasión de las defensas de primera línea
Hidroliza la fosfatidilcolina de la membrana celular
Clostridiumperfringens
Gangrena gaseosa
Alfa-hemolisina de Staphylococcus aureus
2.2.1. Evasión de las defensas de primera línea
Alfa-hemólisis
Staphylococcusaureus
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
2.2.4. Producción de toxinas
Neurotoxinas: exotoxinas que afectan a la transmisión nerviosa
Clostridiumtetani
Clostridiumbotulinum
Toxina botulínica
Toxina tetánica
Toxina colérica (A+B)
Toxina de E. coli(cepa enterotoxigénica)
2.2.4. Producción de toxinas
Enterotoxinas: exotoxinas que afectan al metabolismo o a la función de las células
Vibriocholerae
2.2.4. Producción de toxinas
Citotoxinas: exotoxinas con actividad citotóxica
Corynebacteriumdiphtheriae
Toxina diftérica(A+B)
Exotoxina A dePseudomonasaeruginosa
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