Agresinas - Universidad Norbert Wiener

Universidad de San Martín de Porres
FACULTAD DE ODONTOLOGÍA
Sección de Post Grado
ASIGNATURA DE MICROBIOLOGÍA
Profesor, Mg. Angel Vargas Mosqueira
Patogenicidad y virulencia bacteriana:
Adhesión, colonización y penetración. Agresinas, Mecanismos de defensa del huésped.
Inmunidad Humoral y celular.
La patogenicidad es la capacidad de un microorganismo de producir enfermedad.. La
aparición de la enfermedad depende en gran parte de las defensas inmunológicas del
huésped..
La virulencia se refiere al grado de patogenicidad. Una determinada cepa bacteriana puede
ser virulenta o altamente virulenta. El grado de virulencia se relaciona con el número de
organismos requeridos para producir la enfermedad o el tiempo en que tarda en
manifestarse ésta.
La patogenicidad microbiana puede expresarse sólo cuando se produce la enfermedad en el
huésped. Por el contrario, la resistencia del huésped a una enfermedad infecciosa, se
advierte sólo como una respuesta a la presencia del microorganismo..
Ingreso del microorganismo al huésped
Aunque los microorganismos pueden ingresar a los tejidos por cortaduras, quemaduras,
heridas o inoculación, la mayoría de las infecciones se inician cuando el agente microbiano
ingresa al huésped por penetración a través de las membranas mucosas de vías respiratorias,
gastrointestinales o urogenitales. Comúnmente el proceso de infección se cumple en
etapas: adhesión, colonización, penetración, multiplicación, acción degenerativa
Adhesión .- Es la primera fase o etapa. La adhesión de la bacteria patógena a la membrana
mucosa suele hacerse a través de las fimbrias o “pili” de adherencia. o de algunas
sustancias que actúan como tales.,. asi la bacteria logra fijarse firmemente a la membrana y
resistir los mecanismos de expulsión (defensas del huésped)
En la actualidad se reconoce la propiedad adhesiva de las bacterias patógenas como uno de
los determinantes importantes en la virulencia.
Se han implicado numerosas estructuras bacterianas y sustancias superficiales que actúan a
nivel de receptores en los procesos de fijación.
En el caso del Streptococcus pyogenes , la proteína M de su cubierta actúa como fimbrias y
se adhieren bien a las células faríngeas humanas, pero pobremente a las superficies de la
vejiga urinaria de rata. La adherencia de los gonococos a las células epiteliales es mediada
por pelos de la superficie (pili de adherencia).
Colonización.- Establecimiento de la bacteria patógena en una determinada zona específica
que se ha invadido.
Las bacterias que son capaces de colonizar en las membranas mucosas, parecen tener la
habilidad común de adherirse estrechamente a las superficies membranosas y allí
multiplicarse. Esto puede producirse también en superficies aparentemente inertes, por
ejemplo la fijación y colonización de Streptococcus mutans en la superficie del esmalte
dentario.
Se ha demostrado que algunas cepas bacterianas individuales muestran predilección por
ciertos lugares de las superficies corporales. La colonización selectiva de los dientes por
Streptopcoccus mutans puede contrastarse con el comportamiento de Streptococcus
salivarius que coloniza predominante la lengua pero coloniza en grado menor, las
superficies dentarias
Penetración.- Es el ingreso del microorganismo dentro de las células del tejido
circundante. Para lograr el ingreso, los microorganismos segregan diversas sustancias
(hialuronidasa, leucocidina, etc) llamadas agresinas..
El ingreso del microorganismos a los tejidos del huésped se conoce como infección. El
primer requerimiento de patogenicidad, es pues la capacidad de iniciar la infección, lo que
se conoce como infectividad..
Las membranas mucosas están constantemente expuestas a microorganismos del ambiente.
Sólo un número relativamente escaso puede establecerse y crecer en las membranas
mucosas. Muchos son eliminados mecánicamente antes de que puedan multiplicarse en
algún grado significante. Esta eliminación se hace en varias formas, por ejemplo, son
atrapados y eliminados con las secreciones mucosas de las vías respiratorias altas y con la
saliva, o ser deglutidos y ser destruidos por los jugos digestivos.
Algunos microorganismos patógenos no requieren una penetración o invasión mayor en los
tejidos. Como ilustración se puede mencionar que el vibrión colérico no invade los tejidos
del intestino, sino mas bien prolifera en las membranas mucosas y produce una toxina que
es absorbida y ataca las células blanco específicas produciendo pérdida de líquidos y
electrólitos en la luz intestinal lo cual constituye la característica prominente de este
padecimiento.,
La infección no siempre conduce la enfermedad pues el huésped, puede detener el proceso
mediante su sistema inmunológico.
La infección sin enfermedad manifiesta, se confirma mediante pruebas que determinan
la presencia de anticuerpos o células hipersensibilizadas.
ADHERENCIA BACTERIANA: Interacción de sustancias específicas y receptores
celulares.
Actualmente se ha demostrado que numerosas bacterias poseen estructuras superficiales
que les permiten adherirse a los receptores de las células huésped. En la superficie de las
membranas celulares diversas sustancias constituyen los receptores específicos para
determinada bacteria o para grupos bacterianos.
La bacteria Escherichia coli y otras enterobacterias, presentan filamentos de adherencia en
que contienen sustancias específicas para adherirse a las superficie de las células del
epitelio intestinal.. En la superficie de estas células tienen azúcares que actúan como
receptores. En E. Coli y varias enterobacterias, el azúcar receptor presente en las células
epiteliales es la manosa. A estas bacterias se las denomina “sensibles a la manosa” o
simplemente MS. En la superficie de los pili de estas bacterias se ha encontrado moléculas
que pertenecen al grupo de las lectinas que les permiten fijarse a los azúcares de las
membranas del huésped en una reacción semejante a una enzima con su respectivo
sustrato. En este caso la reacción específica en la adherencia sería lectina-manosa.
La adherencia de ciertas cepas de E. Coli, en particular las que son responsables de una
infección aguda de las vías urinarias ( causantes de pielonefritis), se hace por intermedio de
otro azúcar receptor, la galactosa que es un componente característico de los glucolípidos
de la membrana. Para el Vibrio cholerae, el azúcar receptor sería la L-fucosa.
Receptores y adherencia en los estreptococos
Los azúcares no son los únicos que intervienen en el reconocimiento entre las bacterias y
las células huéspedes. En 1984, I. Ofek y col. del hospital de Memphis, Tennessee en los –
E.E.UU., realizaron estudios con microscopio electrónico en los estreptococos de la boca y
garganta. Estos estudios revelaron la presencia de filamentos bacterianos que uniían al
agente patógeno con la superficie de las células huésped. Estas estructuras están formadas
por un complejo de proteínas y de ácido lipoteicoico , polímero producido por las
bacterias. Se demostró que es este último el responsable de la fijación de los estreptococos
a los receptores específicos de las células epiteliales. Actualmente se sabe que es el ácido
graso componente del ácido lipoteicoico el que sirve de mediador del proceso de
adherencia. Un trabajo de W.A. Simpson realizado en 1992 parece demostrar que el
receptor celular que fija al ácido graso, pertenece a la familia de las fibronectinas, que son
proteínas adhesivas presentes en la superficie de la mayoría de las células y, en particular
de las epiteliales.
Un producto para bloquear la infección?
Al inyectar bacterias E. Coli MS aisladas de enfermos que padecían pielonefritis a ratones,
aproximadamente el 70% de ratones quedaron infectados. A otro grupo de ratones
inocularon bacterias mezcladas con una solución de azúcares ( 10% de metilmanósido, un
derivado de la manosa ). Esta vez sólo el 25% de los ratones quedaron afectados. El
examen microscópico de las vejigas demostró que había una fijación bacteriana mucho
menor. Lo que se explica por que ocurre una acción competitiva de la manosa de las
membrans y el metilmanósido.
Las bacterias toxigénicas (exotoxinas), no necesitan de penetrar al interior de las células,
pues sus toxinas pueden actuar por si solas y ser la causa de la enfermedad.. El ejemplo mas
notable son las intoxicaciones por alimento por la toxina del Clostridium botulinum,
responsable de los síntomas. La toxina botulínica son producidas por los microorganismos
al desarrollarse en los alimentos guardados en depósitos o envases cerrados herméticamente
(conservas, enlatados). Otro ejemplo es el Clostridium tetani que una vez que ha
colonizado la superficie un tejido, forma su poderosa neurotoxina responsable de todos los
síntomas de la enfermedad, el tétanos.
Agresinas
Son sustancias no tóxicas producidas por las bacterias con la finalidad de inhibir los
mecanismos de defensa humoral y celular.
Los mecanismos de la resistencia microbiana a las bactericidinas ( β – lisinas,
complemento, lisozima ) de la sangre y los líquidos tisulares son variados y se han
estudiado sólo en algunas bacterias.. En E. Coli la capacidad bacteriana de reparar daños a
su membrana, puede determinar la resistencia a la lisis del complejo anticuerpocomplemento. En otras bacterias, la resistencia puede asociarse con componentes de
superficie de cepas virulentas que incluyen lipopolisacáridos y cápsulas. La agresina
bacteriana que inhibe la fagocitosis puede ser la cápsula de polisacárido en el neumococo,
la cápsula de polipéptido de los bacilos del carbunco Bacillus anthracis; o una combinación
de componentes de superficie como el antígeno de superficie proteína M y las cápsulas de
ácido hialurónico, en el caso del Streptococcus pyogenes.
En los bacilos gramnegativos, los antígenos somáticos O pueden inhibir la fagocitosis,
como lo hace el antígeno de superficie Vi de Salmonella typhi.
MECANISMO DE INMUNIDAD DEL HUÉSPED.
Las bacterias patógenas (extrañas al organismo), se comportan como ANTÍGENOS, es
decir desencadenan respuestas de defensa por parte del huésped.
Cuando una bacteria patógena, venciendo las primeras barreras de defensa (a nivel de piel y
mucosas), logra ingresar al organismo humano, éste pone en acción sus mecanismos de
inmunidad tanto humoral (humores: sustancias) como celular ( por medio de células).
INMUNIDAD HUMORAL: incluye las inmunoglobulinas (anticuerpos), el Complemento
(proteínas del plasma que se activan ante una reacción antígeno-anticuerpo), interferón.
Las inmunoglobulinas son proteínas especializadas elaboradas los linfocitos B (LB)
sensibilizados quienes se transforman previamente en células plasmáticas caracterizadas
por la hipertrofia de su Retículo Endoplásmico rugoso.
Cuando actúa el sistema del complemento sobre una reacción de bacteria-anticuerpos (la
bacteria es rodeada por los anticuerpos específicos); las últimas fracciones proteicas del
complemento logran perforar en distintos puntos a la bacteria lo que conduce a la lisis de la
bacteria invasora.
INMUNIDAD CELULAR:- es mediada por células ( leucocitos neutrófilos, macrófagos,
linfocitos Timo-dependientes (LT)..y las células de acción directa, NK (Natural Killer) que
constantemente están aniquilando células extrañas sean estas exógenas o endógenas.
Las reacciones de defensa inmunológica ocurren de distinto modo, en el primer ingreso de
las bacterias al organismo y en el segundo ingreso, dado que en una segunda infección, el
cuerpo ya cuenta con células sensibilizadas (preparadas) que reconocen al agente agresor.