capitulo 18 mecanismos de las enfermedades infecciosas

MECANISMOS DE LAS ENFERMEDADES INFECCIOSASSánchez Cardel Alfonso

Introducción• Los organismos deben extraer del ambiente los nutrientes

esenciales para el crecimiento y la proliferación, para innumerables microorganismos ese ambiente es el cuerpo humano.

• En situaciones extraordinarias la invasión del cuerpo humano por los microorganismos puede producir resultados perjudiciales, estas invasiones se denominan enfermedades infecciosas.

ENFERMEDADES INFECCIOSAS

Terminología

• Huésped: organismo capaz de favorecer los requerimientos de crecimiento nutricionales y físicos de otro.

• Infección: presencia y la multiplicación de un organismo vivo en la superficie o dentro del huésped.

• No todas las interacciones entre los microorganismos y los seres humanos son perjudiciales.

• Comensalismo: el huésped no se ve afectado por la relación con un microorganismo.

• Mutualismo: se aplica a la infección en la que el microorganismo y el huésped reciben beneficios de la interacción.

• Relación parasitaria: es aquella en la cual solo se beneficia el organismo infectante de la relación, si el huésped sufre lesión o daño patológico en respuesta a una infección parasitaria, el proceso se denomina enfermedad infecciosa.

• Virulencia: posibilidad de que el microorganismo produzca una enfermedad.

• Patógenos oportunistas: producen una enfermedad infecciosa cuando la salud y el estado inmunitario del huésped se han debilitado.

Agentes productores de enfermedades infecciosas

Priones Virus Rickettsias Clamidias Hongos Parásitos

Priones

• Los priones son partículas de proteínas que carecen de cualquier clase de genoma demostrable, son agentes capaces de duplicarse.

Infecciones relacionadas a los priones:Enfermedad de Creutzfeldt- JakobKuru de los seres humanosScrapieEncefalopatía espongiforme bovina

• Las proteínas de los priones en realidad son formas alteradas o mutadas de una proteína normal del huésped denominada PrPc, aumenta a una concentración elevada en las neuronas y produce un cuadro tóxico y muerte celular.

• La interacción entre PrPc y PrPsc conduce a un cambio estructural en la proteína normal, que genera dos moléculas de PrPsc, esta aumenta y se disemina dentro de los axones de las células nerviosas lo que causa daño en las neuronas del huésped.

Virus

Características

Son patógenos intracelulares obligados

Son incapaces de replicarse fuera de una célula viva

No tiene estructura celular organizada pero presentan una cubierta proteica o cápside de rodea el centro de ácido nucleico o genoma de ADN o ARN.

Deben de penetrar una célula viable susceptible y utilizar la maquinaria biosintética de ésta para producir la progenie viral.

Algunos virus ingresan en la célula huésped e insertan su genoma en el cromosoma de ella, donde permanecen en estado latente.

Ante la estimulación adecuada, el virus sufre replicación activa y produce síntomas de enfermedad meses o años después.

Se clasifican deacuerdo al genoma viral, el mecanismo de replicación, el modo de transmisión y el tipo de enfermedad producida.

Bacterias

• Son microorganismos unicelulares que poseen una multiplicación autónoma, se les conoce como procariontes ya que carecen de un núcleo organizado.

• Por lo general, no contienen organelas intracelulares organizados y el genoma solo presenta un cromosoma de DNA.

• Plásmidos: contienen información genética que aumenta la virulencia del microorganismo.

• La célula procarionte está organizada en un compartimiento interno, llamado citoplasma, que contiene la maquinaria reproductiva y metabólica de la célula.

• El citoplasma está rodeado por una membrana lipídica flexible, denominada citoplasmática, a su vez ésta se encuentra encerrada dentro de una pared celular rígida.

• La mayoría de las bacterias produce una pared celular compuesta por un polímero denomonado peptidoglucano.

• Ciertas bacterias son móviles como resultado de apéndices externos denominados flagelos, traslada el microorganismo a través de un ambiente líquido como una hélice.

• También pueden presentar estructuras parecidas a pelos que se proyectan desde la superficie celular denominadas pili o fimbrias, que le permiten adherirse a las superficies como mucosas.

• Aerobias: aquellas que requieren oxígeno para su crecimiento y metabolismo.

• Anaerobias: aquellos microorganismos que no pueden vivir en un ambiente que contiene oxígeno.

• Anaerobios facultativos: microorganismos capaces de adaptar su metabolismo a condiciones aerobias o anaerobias.

Clasificación

• Suelen clasificarse según el aspecto microscópico y las propiedades tintoriales de la célula.

• La coloración de Gram, es el procedimiento mas utilizado.

• Grampositivos: si los microorganismos se colorean de púrpura por un colorante básico primario.

• Gramnegativos: los que no se tiñen con el violeta cristal pero se colorean de rojo por un segundo colorante de contraste.

• La coloración de ácido- alcohol resistencia, debido a su contenido y composición de ácidos grasos de la membrana celular, ciertas bacterias son resistentes a la decoloración primaria cuando se tratan con una solución de alcohol ácido.

ESPIROQUETAS

• Son bacilos gramnegativos de forma helicoidal y su longitud en ancha.

• Posee una serie de filamentos que se enrollan sobre la pared celular y se extienden en toda la longitud de la célula.

• Son organismos anaerobios o anaerobios facultativos y contienen 3 géneros: Léptospira, Borrelia y Treponema.

• Las leptospiras infectan una amplia variedad de animales silvestres y domésticas.

• Su transmisión a los seres humanos se produce por contacto con los animales infectados o los ambientes contaminados por orina.

• Ganan acceso al huésped a través de las mucosas.

• Las borrelias se trasmiten a partir de los animales infectados a los seres humanos por la picadura de un artrópodo vector.

Micoplasma

• Son procariontes unicelulares capaces de una replicación independiente, tienen un tamaño de menos de un tercio del de las bacterias y contienen un genoma con DNA pequeño de alrededor de la mitad de tamaño del cromosoma bacteriano.

• Los micoplasmas no poseen una pared celular rígida constituida por peptidoglucanos, en el aspecto microscópico de las células son muy variables de formas cocoides hasta filamentosas.

• Los micoplasmas humanos se dividen en 3 géneros: Mycoplasma, Ureaplasma y Acholeplasma.

• En el huésped humano los micoplasmas son comensales.

• Sin embargo una cantidad de especies produce enfermedades graves como:

I. Neumonía ( Mycoplasma neumoniae)

II. Infecciones genitales ( Mycoplasma hominis y Ureaplasma urealyticum)

Rickettsiae, Chlamydiae, Ehrlichieae y Coxiella

• Son patógenos intracelulares obligados similares a los virus, pero producen una pared celular rígida de peptidoglucano, se reproducen en forma asexual por división celular y contienen RNA y DNA similares a los de las bacterias.

• Las rickettsias infectan pero no producen enfermedad en las células de ciertos artrópodos como pulgas, garrapatas y piojos.

• Se transmiten al ser humano a través de un vector.

• Las clamidias se trasmiten en forma directa entre los vertebrados susceptibles sin un huésped artrópodo intermediario.

• La forma infecciosa se denomina cuerpo elemental, se adhiere a la célula huésped e ingresa en ella, donde se transforma en un cuerpo reticulado más grande.

• Las enfermedades por clamidias de los seres humanos implican infecciones genitales, trasmitidas por vía sexual, oculares, tracto respiratorio superior, etc.

• El género Coxiella contiene solo una especie, C. burnetii, es un organismo intracelular gramnegativo que infecta una diversidad de animales, como bovinos, ovinos y caprinos.

• Produce una enfermedad denominada fiebre Q, que se caracteriza por un cuadro febril inespecífico acompañado de cefaleas, escalofríos, artralgias y neumonía leve.

Hongos

• Estos microorganismos se separan en dos grupos, levaduras y hongos filamentosos, sobre la base de diferencias rudimentarias en su morfología.

• Las levaduras son una sola célula, que tiene tamaño similar al del eritrocito y se produce por un proceso de brotación.

• Los hongos filamentosos producen filamentos ramificados largos, ahuecados, denominados hifas.

• Los hongos dimorfos implican varios patógenos para los seres humanos como los agentes de la blastomicosis, la histoplasmosis y la coccidioidomicosis.

Los hongos filamentosos tienden a producir colonias algodonosas o pulverulentas compuestas por masas de hifas denominada micelio.

La mayoría de los hongos es capaz de llevar a cabo una reproducción sexual o asexual.

• La mayoría de los hongos es capaz de llevar a cabo una reproducción sexual o asexual.

• Las enfermedades causadas por estos agentes se conocen como:

I. Micosis superficiales: tiña, pie de atleta y prurito inguinal.

II. Micosis sistémicas: son infecciones graves de los tejidos profundos y por definición, las producen microorganismos capaces de desarrollarse a 37°C.

Parásitos

• Miembros del reino animal que infectan y causan enfermedad en otros animales, e implican protozoos, helmintos y artrópodos.

• Los protozoos:

I. Son animales unicelulares

II. Maquinaria celular completa de eucariontes

III. Núcleo bien definido y organelas.

IV. Requieren mas de un huésped para completar su ciclo de vida.

V. Reproducción sexual o asexual.

Las infecciones de estos organismos son en forma directa, forma indirecta como en agua o alimentos o mediante un vector.

Helmintos

• Son organismos similares a gusanos incluyen nematodos, cestodos y trematodos.

I. Reproducción sexual dentro del huésped definitivo.

II. La transmisión es por medio de la ingestión de huevos fertilizados o por la penetración de larvas en estado infeccioso a través de la piel o por medio de un vector.

Epidemiología de las enfermedades infecciosas

• Epidemiología: es el estudio de factores, acontecimientos y circunstancias que influyen en la transmisión de enfermedades infecciosas entre los seres humanos.

• Las enfermedades se clasifican mediante:

I. Incidencia

II. Puerta de entrada

III. Fuente (origen)

IV. Síntomas

V. Evolución de la enfermedad

VI. Sitio de la infección

VII. Factores de virulencia

Incidencia: número de casos nuevos de una enfermedad infecciosa que aparece dentro de una población bien definida.

Prevalencia: indica el número de casos activos en un momento dado.

Enfermedad endémica: aquella que se manifiesta de manera esperada en una población o es propia de esta.

Epidemia: aumento abrupto e inesperado en la incidencia de la enfermedad en las tasas endémicas.

Pandemia: se refiere a la diseminación de la enfermedad más allá de los límites continentales.

Puerta de entrada• Se refiere al proceso por el cual un patógeno ingresa en

el cuerpo, entre los métodos posibles están:

I. Penetración de una barrera corporal.

II. Contacto directo

III. Ingestión

IV. Inhalación

Penetración• Alteración en la integridad de la barrera de la superficie

corporal, como la piel o mucosas es un sitio para la invasión de microorganismos.

PielMucosas

Contacto directo

• Algunos patógenos se transmiten en forma directa desde el tejido o las secreciones infectadas a las mucosas intactas expuestas sin un prerrequisito de barreras mucosas dañadas.

Ingestión

• El ingreso de microorganismos patógenos o sus productos tóxicos a través de la cavidad oral y el tracto gastrointestinal representa uno de los medios más potentes de transmisión de la enfermedad a los seres humanos.

• Dosis infecciosa: es la cantidad necesaria de un patógeno para que se establezca una infección.

Inhalación

• El tracto respiratorio de las personas sanas está provisto de un sistema de defensa múltiple para impedir que los posibles patógenos ingresen a los pulmones.

• La presencia de moco y tos ayudan a eliminar la materia particulada del tracto respiratorio.

• Las secreciones respiratorias contienen anticuerpos y enzimas capaces de inactivar agentes infecciosos.

Origen• Se refiere a:

I. Localización

II. Huésped

III. Agente infeccioso

IV. Mecanismo en que se adquirió

La fuente puede ser endógena o exógena.

La zoonosis es una forma de enfermedad infecciosa que es transmitida por los animales.

Cuadro clínico• Se refiere al conjunto de signos y síntomas expresado por

el huésped durante la evolución de la enfermedad.

• Los síntomas y signos pueden ser específicos y reflejar el sitio de infección o ser inespecíficos y compartirse entre una amplia variedad de enfermedades infecciosas.

• El reconocimiento preciso del cuadro clínico pueden ayudar a establecer el diagnóstico de una enfermedad infecciosa.

Evolución de la enfermedad

• Período de incubación: es la fase durante el cual patógeno comienza la replicación activa sin síntomas reconocibles en el huésped.

• Estadio prodrómico: es la aparición inicial de los síntomas en el huésped.

• Estadio agudo: período durante el cual el huésped experimenta el impacto máximo del proceso infeccioso que corresponde a la proliferación rápida y la diseminación del patógeno.

• Período de convalecencia: se caracteriza por la contención de la infección, la eliminación progresiva del patógeno y la reparación del tejido dañado.

Factores de virulencia

• Son sustancias o productos generados por los agentes infecciosos que refuerzan su capacidad de causar enfermedad.

• Pueden ser:

I. Toxinas

II. Factores de adherencia

III. Factores de evasión

IV. Factores de invasión

Toxinas

• Son sustancias que alteran o destruyen la función normal del huésped o sus células, suelen dividirse en:

1. Exotoxinas:

a) Proteínas segregadas por una célula bacteriana

b) Modifican constituyentes celulares clave

c) Conducen a la muerte o la disfunción de la célula

2. Endotoxinas:

d) No contienen proteínas

e) No las libera en forma activa la bacteria

f) No tienen actividad enzimática

Factores de adherencia

• El sitio al cual se adhieren los microorganismo se denomina receptor y la molécula o la sustancia que se fija al receptor se llama ligando o adhesina.

• Ciertas bacterias producen estructuras denominadas pili o fimbrias, que fijan el microorganismo a los receptores en las membranas celulares del huésped para establecer una infección.

Factores de invasión

• Son productos elaborados por agentes infecciosos que facilitan la penetración de las barreras anatómicas y los tejidos del huésped.

• A su vez son enzimas capaces de destruir las membranas celulares, matrices intercelulares y complejos de proteínas estructurales.

Diagnostico y tratamiento de las enfermedades infecciosas.

Diagnostico• Requiere dos criterios:

1. La recuperación de un patógeno probable

2. Evidencia de la presencia de un patógeno

Además de su documentación precisa de signos y síntomas clínicos.

Métodos mas utilizados:

a) Cultivo

b) Serología

c) Detección del antígeno

Serología

• Es el estudio del suero, es un modo indirecto de identificar agentes infecciosos, mediante la determinación de anticuerpos séricos en el huésped enfermo.

• Puede establecerse un diagnóstico presuntivo si el nivel de anticuerpos contra un patógeno específico se eleva durante alguna de las fases de la enfermedad o su disminución en estas.

Detección directa del antígeno• Incorpora características de cultivo y serología.

• Se basa en anticuerpos purificados para detectar antígenos de agentes infecciosos en las muestras obtenidas del paciente.

• Los anticuerpos se marcan con una sustancia que permite la detección microscópica o evidente a simple vista cuando se una al patógeno o a sus productos.

• Los 3 tipos de marcadores mas utilizados son:

I. Colorantes fluorescentes

II. Enzimas

III. Partículas como las perlas de látex

Tratamiento• Su objetivo principal es la eliminación completa del

patógeno del huésped y la restauración de la función normal de los tejidos lesionados.

• El tipo de modalidad terapéutica se basa en:

I. La magnitud, la urgencia y la localización del proceso infeccioso,

II. El patógeno

III. Disponibilidad de agentes antimicrobianos eficaces.

Antibióticos

• Bactericida: si causa daño irreversible y letal al patógeno bacteriano.

• Bacteriostático: si sus efectos inhibitorios de crecimiento bacteriano se revierten cuando se elimina el agente.

• Se denominan de amplio espectro cuando son activos contra una amplia variedad de bacterias gramnegativas y grampositivas.

• Sus mecanismos de acción antibiótica son:

I. Interferencia de la síntesis de la pared celular bacteriana

II. Inhibición de la síntesis proteica bacteriana

III. Interferencia del metabolismo normal

Antivirales

• Su blanco primario son la síntesis de RNA y DNA Virales.

• Estos agentes pueden ser activos solo contra los virus RNA o DNA.

• Existen compuestos que inhiben la adherencia viral a las células susceptibles del huésped, fármacos que previenen la descapsidación del genoma viral una vez dentro de la célula huésped y otros que inhiben de modo directo la DNA polimerasa.

Antimicóticos• El sitio blanco de las dos familias más importantes de

antimicóticos es la membrana citoplasmática de levaduras u hongos filamentosos.

• La familia polieno de los compuestos antimicóticos se fija en forma preferencial al ergosterol y forma orificios en la membrana citoplasmática, que producen el derrame de los contenidos de la célula micótica y su lisis.

• Fármacos imidázolicos inhiben la síntesis de ergosterol, lesionando así la integridad de la membrana citoplasmática de los hongos.

Antiparasitarios

• El tratamiento de las infecciones parasitarias se basa en aprovechar los componentes esenciales del metabolismo o la anatomía celular de los parásitos que no son compartidos por el huésped.

• Las enfermedades parasitarias en los seres humanos son el objetivo principal en los países en vías de desarrollo.

Inmunoterapia• Implica el agregado o la estimulación de la respuesta

inmunitaria del huésped de modo que se limite o revierta la diseminación del patógeno.

• La inmunoglobulina intravenosa (IGIV) es una preparación de anticuerpos obtenidos de donantes humanos que se administra como una infusión intravenosa, facilitan la neutralización, fagocitosis y la eliminación de los microorganismos infecciosos.

• Las citocinas son sustancias producidas por los leucocitos humanos que, en cantidades pequeñas estimulan la multiplicación de los leucocitos, la fagocitosis, producción de anticuerpos y la inducción de fiebre, inflamación y reparación tisular.

Bibliografía• C.M. Porth, Fisiopatología, Salud enfermedad: un

enfoque conceptual, Editorial Medica Panamericana, 7 edición, páginas 340 - 364.