Mecanismos de infectividad microbiana
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TEMA 2 Mecanismos de infectividad microbiana Tema 2: Mecanismos de infectividad microbiana 1. Etapas del proceso infeccioso 2. Patogénesis de las infecciones bacterianas 2.1. Mecanismos de defensa del hospedador 2.1.1. Defensas de primera línea 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 2.2.2. Evasión de la respuesta inmunitaria innata 2.2.3. Evasión de la respuesta inmunitaria adquirida 2.2.4. 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. 1. Etapas del proceso infeccioso 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. 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 parte de las defensas del hospedador El modo en que el microorganismo se disemina dentro del hospedador La capacidad inmunológica de adaptación del organismo para controlar y eliminar los microorganismos invasores 2.1. Mecanismos de defensa del hospedador 2.1.1. Defensas de primera línea Actúan antes de que el microorganismo penetre en el hospedador: piel, mucosas, conjuntiva, microbiota normal, macrófagos alveolares y de superficie. Bacterias 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. 2.1.1. 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 inmunitario activado MACRÓFAGOS ALVEOLARES Y DE SUPERFICIE Fagocitosis inespecífica 2.1.2. Inmunidad innata y adaptativa Si algún patógeno logra atravesar las barreras naturales de la primera línea de defensa 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 PENETRACIÓN MEDIADA DE LA PIEL 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 2.2.1. Evasión de las defensas de primera línea PENETRACIÓN NO MEDIADA DE LA PIEL • 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. 2.2.1. Evasión de las defensas de primera línea Toxinas que degradan la matriz intercelular BACTERIA TOXINA DIANA Clostridium perfringens Hialuronidasa Colagenasa Acido hialurónico Colágeno Streptococcus pyogenes Hialuronidasa Acido hialurónico Exfoliatina Desmosomas Elastasa Proteasa de tejido conjuntivo Staphylococcus aureus Pseudomonas aeruginosa 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 membrana plasmática de las células del hospedador BACTERIA TOXINA ACTIVIDAD SOBRE LA MEMBRANA Clostridium perfringens Lecitinasa Hidroliza la lecitina Staphylococcus aureus Hemolisina α Hemolisina β Polimeriza formando poros Hidroliza la esfingomielina Streptococcus pyogenes Estreptolisina O Polimeriza formando poros Streptococcus pneumoniae Neumolisina Polimeriza formando poros Escarlatina debida a la Estreptolisina O de Streptococcus pyogenes 2.2.1. Evasión de las defensas de primera línea PENETRACIÓN DE LAS MUCOSAS POR FAGOCITOSIS DIRIGIDA Lumen Entrada Penetración Salmonella typhi Diarrea Secreción de agua y electrolitos Adhesión Células epiteliales del intestino delgado Diseminación sistémica Digestión lisosómica Invasión de Fagocitosis por tejidos profundos neutrófilos y macrófagos 2.2.2. Evasión de la respuesta inmunitaria innata Evasión del sistema complemento Evasión a la fagocitosis Presencia de cápsula (Streptococcus pneumoniae, 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 2.2.3. Evasión de la respuesta inmunitaria adaptativa • 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 AGENTE MICROBIANO LUGAR DE LATENCIA ACTIVACIÓN VÍRICA VIRUS Latencia vírica y bacteriana Herpes simple Ganglios dorsales Herpes labial, facial o genital Varicela zoster Ganglios dorsales Varicela Citomegalovirus Tejido linfoide Asintomática Epstein Barr Tejido linfoide Tejido epitelial Linfoma Cáncer nasofaríngeo Hepatitis B Tejido hepático Hepatitis crónica Cáncer hígado Sarampión Células del cerebro Sarampión HIV Linfocitos T Macrófagos SIDA Salmonella typhi Vesícula biliar Portador sano M. tuberculosis Tejido pulmonar Tuberculosis BACTERIAS 2.2.4. Producción de toxinas ALGUNAS TOXINAS BACTERIANAS BACTERIA TOXINA EFECTO (I) 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 Corynebacterium diphtheriae 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 toxina β toxina Enterotoxina Exfoliatina Destruye eritrocitos Destruye células Intoxica alimentos Descama la piel Streptococcus pneumoniae Neumolisina Destruye células Streptococcus pyogenes Estreptolisina O Toxina eritrogénica Destruye células Escarlatina Vibrio cholerae Toxina colérica Diarrea acuosa
