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Bacterias patógenas

Las bacterias patógenas son bacterias que pueden causar enfermedades . [1] Este artículo se centra en las bacterias que son patógenas para los humanos. La mayoría de las especies de bacterias son inofensivas y a menudo beneficiosas , pero otras pueden causar enfermedades infecciosas . Se estima que el número de estas especies patógenas en los humanos es inferior a cien. [2] Por el contrario, varios miles de especies forman parte de la flora intestinal presente en el tracto digestivo . [ cita requerida ]

El cuerpo está continuamente expuesto a muchas especies de bacterias, incluyendo comensales benéficos , que crecen en la piel y las mucosas , y saprófitos , que crecen principalmente en el suelo y en materia en descomposición . La sangre y los líquidos tisulares contienen nutrientes suficientes para sostener el crecimiento de muchas bacterias. El cuerpo tiene mecanismos de defensa que le permiten resistir la invasión microbiana de sus tejidos y le dan una inmunidad natural o resistencia innata contra muchos microorganismos .

Las bacterias patógenas están especialmente adaptadas y dotadas de mecanismos para superar las defensas normales del cuerpo, y pueden invadir partes del cuerpo, como la sangre, donde las bacterias normalmente no se encuentran. Algunos patógenos invaden solo el epitelio superficial , la piel o las membranas mucosas, pero muchos viajan más profundamente, extendiéndose a través de los tejidos y diseminándose por los torrentes linfático y sanguíneo . En algunos casos raros, un microbio patógeno puede infectar a una persona completamente sana, pero la infección generalmente ocurre solo si los mecanismos de defensa del cuerpo están dañados por algún traumatismo local o una enfermedad debilitante subyacente, como heridas, intoxicación , frío , fatiga y desnutrición . En muchos casos, es importante diferenciar la infección y la colonización , que es cuando las bacterias causan poco o ningún daño.

Número global de muertes (A) y YLL (B), por patógeno y superregión de GBD , 2019 [3]

Causada por la bacteria Mycobacterium tuberculosis , una de las enfermedades con mayor carga de morbilidad es la tuberculosis , que mató a 1,4 millones de personas en 2019, principalmente en África subsahariana . [4] Las bacterias patógenas contribuyen a otras enfermedades de importancia mundial, como la neumonía , que puede ser causada por bacterias como Staphylococcus , Streptococcus y Pseudomonas , y las enfermedades transmitidas por los alimentos , que pueden ser causadas por bacterias como Shigella , Campylobacter y Salmonella . Las bacterias patógenas también causan infecciones como el tétanos , la fiebre tifoidea , la difteria , la sífilis y la lepra .

Las bacterias patógenas también son la causa de las altas tasas de mortalidad infantil en los países en desarrollo . [5] Un estudio de GBD estimó las tasas de mortalidad globales por (33) patógenos bacterianos y descubrió que dichas infecciones contribuían a una de cada 8 muertes (o ~7,7 millones de muertes), lo que podría convertirla en la segunda causa de muerte a nivel mundial en 2019. [6] [3]

La mayoría de las bacterias patógenas pueden cultivarse en cultivos e identificarse mediante tinción de Gram y otros métodos. Las bacterias cultivadas de esta manera suelen analizarse para determinar qué antibióticos serán un tratamiento eficaz para la infección. En el caso de patógenos hasta ahora desconocidos, los postulados de Koch son el estándar para establecer una relación causal entre un microbio y una enfermedad.

Enfermedades

Comensales vs bacterias patógenas en la EPOC

Cada especie tiene un efecto específico y provoca síntomas en las personas infectadas. Algunas personas infectadas con una bacteria patógena no presentan síntomas. Las personas inmunodeprimidas son más susceptibles a las bacterias patógenas. [7]

Susceptibilidad patógena

Algunas bacterias patógenas causan enfermedades en determinadas condiciones, como la entrada a través de la piel mediante un corte, a través de la actividad sexual o por una función inmunológica comprometida. [ cita requerida ]

Un absceso causado por la bacteria oportunista S. aureus .

Algunas especies de Streptococcus y Staphylococcus forman parte de la microbiota cutánea normal y suelen residir en la piel sana o en la región nasofaríngea. Sin embargo, estas especies pueden iniciar infecciones cutáneas. Las infecciones estreptocócicas incluyen sepsis , neumonía y meningitis . [8] Estas infecciones pueden volverse graves y crear una respuesta inflamatoria sistémica que dé lugar a vasodilatación masiva, shock y muerte. [9]

Otras bacterias son patógenos oportunistas y causan enfermedades principalmente en personas inmunodeprimidas o con fibrosis quística . Algunos ejemplos de estos patógenos oportunistas son Pseudomonas aeruginosa , Burkholderia cenocepacia y Mycobacterium avium . [10] [11]

Intracelular

Los parásitos intracelulares obligados (p. ej. , Chlamydophila , Ehrlichia , Rickettsia ) solo pueden crecer y replicarse dentro de otras células. Las infecciones causadas por bacterias intracelulares obligadas pueden ser asintomáticas y requieren un período de incubación . Algunos ejemplos de bacterias intracelulares obligadas son Rickettsia prowazekii ( tifus ) y Rickettsia rickettsii ( fiebre maculosa de las Montañas Rocosas ). [ cita requerida ]

Las clamidias son parásitos intracelulares. Estos patógenos pueden causar neumonía o infección del tracto urinario y pueden estar implicados en la enfermedad cardíaca coronaria . [12]

Otros grupos de patógenos bacterianos intracelulares incluyen Salmonella , Neisseria , Brucella , Mycobacterium , Nocardia , Listeria , Francisella , Legionella y Yersinia pestis . Estos pueden existir intracelularmente, pero también fuera de las células huésped. [ cita requerida ]

Infecciones en tejido específico

Los patógenos bacterianos suelen causar infecciones en zonas específicas del cuerpo. Otros son generalistas.

Mecanismos de daño

Los síntomas de la enfermedad aparecen cuando las bacterias patógenas dañan los tejidos del huésped o interfieren en su funcionamiento. Las bacterias pueden dañar las células del huésped de forma directa o indirecta provocando una respuesta inmunitaria que daña inadvertidamente las células del huésped [21] o liberando toxinas [22] .

Directo

Una vez que los patógenos se adhieren a las células huésped, pueden causar daño directo, ya que utilizan la célula huésped para obtener nutrientes y producir productos de desecho. [23] Por ejemplo, Streptococcus mutans , un componente de la placa dental , metaboliza el azúcar de la dieta y produce ácido como producto de desecho. El ácido descalcifica la superficie del diente y causa caries dental . [24]

Producción de toxinas

Estructura proteica de la toxina botulínica .

Las endotoxinas son las porciones lipídicas de los lipopolisacáridos que forman parte de la membrana externa de la pared celular de las bacterias gramnegativas . Las endotoxinas se liberan cuando la bacteria se lisa , por lo que después del tratamiento con antibióticos, los síntomas pueden empeorar al principio, ya que las bacterias mueren y liberan sus endotoxinas. Las exotoxinas se secretan al medio circundante o se liberan cuando la bacteria muere y la pared celular se rompe. [25]

Indirecto

Una respuesta inmune excesiva o inapropiada desencadenada por una infección puede dañar las células huésped. [1]

Supervivencia en el huésped

Nutrientes

El hierro es necesario para los seres humanos, así como para el crecimiento de la mayoría de las bacterias. Para obtener hierro libre, algunos patógenos secretan proteínas llamadas sideróforos , que extraen el hierro de las proteínas transportadoras de hierro uniéndose a él con más fuerza. Una vez formado el complejo hierro-sideróforo, es absorbido por los receptores sideróforos de la superficie bacteriana y luego ese hierro es llevado al interior de la bacteria. [25]

Los patógenos bacterianos también necesitan acceso a fuentes de carbono y energía para crecer. Para evitar la competencia con las células huésped por la glucosa, que es la principal fuente de energía utilizada por las células humanas, muchos patógenos, incluido el patógeno respiratorio Haemophilus influenzae, se especializan en el uso de otras fuentes de carbono, como el lactato , que abunda en el cuerpo humano [26].

Identificación

Ejemplo de un algoritmo de evaluación de una posible infección bacteriana en casos sin objetivos solicitados específicamente (no bacterias, micobacterias, etc.), con las situaciones y los agentes más comunes observados en un entorno de Nueva Inglaterra.

Por lo general, la identificación se realiza mediante el cultivo del organismo en una amplia gama de cultivos, lo que puede llevar hasta 48 horas. Luego, el cultivo se identifica visualmente o genómicamente. Luego, el organismo cultivado se somete a varios ensayos para observar reacciones que ayuden a identificar mejor la especie y la cepa. [27]

Tratamiento

Las infecciones bacterianas pueden tratarse con antibióticos , que se clasifican como bactericidas si matan las bacterias o bacteriostáticos si solo previenen el crecimiento bacteriano. Hay muchos tipos de antibióticos y cada clase inhibe un proceso que es diferente en el patógeno del que se encuentra en el huésped. Por ejemplo, los antibióticos cloranfenicol y tetraciclina inhiben el ribosoma bacteriano pero no el ribosoma eucariota estructuralmente diferente, por lo que exhiben toxicidad selectiva. [28] Los antibióticos se utilizan tanto en el tratamiento de enfermedades humanas como en la agricultura intensiva para promover el crecimiento animal. Ambos usos pueden estar contribuyendo al rápido desarrollo de resistencia a los antibióticos en las poblaciones bacterianas. [29] La terapia con fagos , utilizando bacteriófagos, también se puede utilizar para tratar ciertas infecciones bacterianas. [30]

Prevención

Las infecciones se pueden prevenir con medidas antisépticas , como la esterilización de la piel antes de perforarla con la aguja de una jeringa y el cuidado adecuado de los catéteres permanentes. Los instrumentos quirúrgicos y dentales también se esterilizan para prevenir la infección por bacterias. Se utilizan desinfectantes como la lejía para matar las bacterias u otros patógenos en las superficies para evitar la contaminación y reducir aún más el riesgo de infección. Las bacterias en los alimentos se eliminan al cocinarlos a temperaturas superiores a 73 °C (163 °F). [ cita requerida ]

Lista de géneros y características microscópicas

Muchos géneros contienen especies bacterianas patógenas . A menudo poseen características que ayudan a clasificarlas y organizarlas en grupos. A continuación se incluye una lista parcial.

Lista de especies y características clínicas

Esta es una descripción de los géneros y especies más comunes presentados con sus características clínicas y tratamientos.

Transformación genética

De las 59 especies enumeradas en la tabla con sus características clínicas, se sabe que 11 especies (o el 19%) son capaces de transformación genética natural . [81] La transformación natural es una adaptación bacteriana para transferir ADN de una célula a otra. Este proceso incluye la captación de ADN exógeno de una célula donante por una célula receptora y su incorporación al genoma de la célula receptora por recombinación . La transformación parece ser una adaptación para reparar el daño en el ADN de la célula receptora. Entre las bacterias patógenas, la capacidad de transformación probablemente sirva como una adaptación que facilita la supervivencia y la infectividad. [81] Las bacterias patógenas capaces de llevar a cabo una transformación genética natural (de las enumeradas en la tabla) son Campylobacter jejuni , Enterococcus faecalis , Haemophilus influenzae , Helicobacter pylori , Klebsiella pneumoniae , Legionella pneumophila , Neisseria gonorrhoeae , Neisseria meningitidis , Staphylococcus aureus , Streptococcus pneumoniae y Vibrio cholerae . [ cita requerida ]

Véase también

Notas

  1. ^ La fiebre recurrente también puede ser causada por las siguientes especies de Borrelia : B. crocidurae , B. duttonii , B. hermsii , B. hispanica , B. miyamotoi , B. persica , B. turicatae y B. venezuelensis .
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