RELACION HUESPED - PARASITO. FACTORES DE PATOGENICIDAD

I.- RELACION HUESPED - PARASITO

La mayor parte de los microorganismos que habitan en el cuerpo humano lo hacen porque se

benefician de los nutrientes y del hábitat protegido que este cuerpo humano les provee. Pero desde el

punto de vista del cuerpo humano esta relación puede ser mutualismo, comensalismo o parasitismo,

según sea beneficiosa, neutral o perjudicial, respectivamente. Independientemente del tipo de relación,

todas comienzan con el contacto, algunos microorganismos se establecen permanentemente

colonizándolo (microbiota normal), otros desaparecen rápidamente (transeuntes) y otros invaden los

tejidos. Este contacto con los microorganismos conduce a la infección, condición en la cual el

microorganismo patógeno elude las defensas del huésped, penetra en los tejidos y se multiplica.

Cuando los efectos acumulativos de la infección dañan los tejidos se produce una enfermedad

infecciosa. La relación huésped - parásito comienza con el contacto, progresa a la infección y finaliza

en enfermedad. Cuando un microorganismo potencialmente infeccioso está presente en el cuerpo sin

invadirlo todavía se le denomina contaminante, por lo que estar contaminado no es lo mismo que estar

infectado ya que no todas las contaminaciones acaban en infección y no todas las infecciones acaban

en enfermedad. De hecho, la contaminación sin infección y la infección sin enfermedad es la regla.

1.- Contacto con el microorganismo:

1.1.- Colonización (microbiota)

1.2.- Eliminación por las defensas del huésped, lavado o antisepsia (transeunte)

1.3.- Contaminación

1.3.1.- Infección

1.3.1.1.- Destrucción por el sistema inmune

1.3.1.2.- Portadores

1.3.1.3.- Enfermedad

1.3.1.3.1.- Cura por acción del sistema inmune

1.3.1.3.2.- Portador

1.3.1.3.3.- Disfunción de órganos o tejidos (Morbilidad)

1.3.1.3.4.- Mortalidad

II.- MICROBIOTA NORMAL DEL CUERPO HUMANO

El cuerpo humano debido a que mantiene relativamente estables su pH, temperatura y un aporte

constante de nutrientes, provee un hábitat favorable para una gran cantidad de microorganismos. De

hecho es tan favorable que célula a célula en el cuerpo humano existen 10 veces más células de

microorganismos que humanas. Esta gran mezcla de microorganismos adaptada al cuerpo humano

recibe el nombre de microflora, aunque el término más preciso es el de microbiota. Esta microbiota

incluye bacterias, hongos y protozoos.

1.- Origen de la microbiota

Antes del nacimiento un feto humano sano está libre de microorganismos. El primer encuentro del

recién nacido con los microorganismos es en el canal del parto y especialmente en la vagina. El recién

nacido adquiere los microorganismos por contacto superficial, tragando o inhalando. Posteriormente

los adquiere a través de los objetos y personas que le cuidan (leche artificial: coliformes, lactobacilos,

enterococos; leche materna: Bifidobacterium). Cada parte del cuerpo humano, con sus condiciones

ambientales especiales, tiene su propia mezcla de microorganismos. Por ejemplo, la cavidad oral

adquiere una población natural diferente a la de los intestinos. En un corto período de tiempo (erupción

de los dientes e introducción de alimentos sólidos) el niño tendrá el mismo tipo general de microbiota

que una persona adulta que viva en el mismo ambiente. La naturaleza de esta microbiota va a

depender de factores tales como la frecuencia de lavados, dieta, prácticas higiénicas y condiciones de

vida.

2.- Distribución de la microbiota normal en el cuerpo humano

Sangre, fluidos corporales y tejidos

En individuos sanos la sangre, fluidos corporales y tejidos están libres de microorganismos.

Piel La epidermis junto con la dermis forma una barrera frente a muchos microorganismos debido a que

son impermeables a éstos, por lo que a la piel se la denomina la primera línea de defensa. La

constante exposición de la piel al medio ambiente implica que en ésta existan muchos

microorganismos transeuntes.

Sin embargo la superficie de la piel es hostil a la supervivencia y crecimiento de muchas bacterias

debido a su sequedad, bajo pH (3-5) y sustancias inhibitorias (lisozima que destruye el

peptidoglucano). A pesar de estos factores algunas bacterias pueden sobrevivir en la piel, crecer y

formar la microbiota normal ya que las glándulas sudoríparas y sebáceas excretan agua, aminoácidos,

urea, sales y ácidos grasos que sirven como nutrientes a estos microorganismos. La mayor parte de

estas bacterias son especies de Staphylococcus (S. epidermidis) aunque también existen Micrococcus

y Corynebacterium. En la parte más profunda de las glándulas sebáceas existen bacterias anaeróbicas

como Propionibacterium acnes que al ser parte de la microbiota, normalmente no es perjudicial; sin

embargo, ha sido asociado con el acné, una enfermedad de las glándulas sebáceas de la piel. Debido

a su localización profunda, el número de estas propionibacterias se vé muy poco afectado por el

lavado o por las soluciones desinfectantes.

Ojos

La conjuntiva es lavada continuamente por las lágrimas que además de remover a los

microorganismos contiene lisozima. Consecuentemente, la microbiota de la conjuntiva es esporádica.

Los principales microorganismos encontrados son Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus

aureus, Corynebacterium, Streptococcus pneumoniae, Neisseria spp.

Tracto respiratorio

El tracto respiratorio es un sitio difícil para la colonización de los microorganismos ya que en el tracto respiratorio alto los microorganismos que están en el aire que respiramos pasan a través de las fosas

nasales a la nasofaringe quedando pegados en el moco el cual contiene lisozima; al pasar este moco a

la faringe, las bacterias atrapadas en el moco pueden ser tragadas y destruídas por el HCl del

estómago. A pesar de ésto existen numerosos microorganismos en las fosas nasales debido a la

habilidad de adherirse a las células epiteliales de las membranas mucosas. Las bacterias más

frecuentemente encontradas en las fosas nasales son Staphylococcus epidermidis y Staphylococcus

aureus; en la nasofaringe cepas avirulentas de ßtreptococcus pneumoniae. El tracto respiratorio bajo

no posee microbiota debido a que los microorganismos se eliminan mecánicamente por los cilios de la

tráquea. Si alguna bacteria pasa a través de la tráquea es fagocitada por los macrófagos.

Boca

La abundante y constante presencia de alimento disuelto en la boca hace de ella un ambiente ideal

para el crecimiento bacteriano. Sin embargo, el contínuo flujo de saliva hace que los microorganismos

se traguen y destruyan por el HCl del estómago. Consecuentemente la mayor parte de los

microorganismos que constituyen la microbiota de la boca resisten estos mecanismos al adherirse

firmemente a las distintas superficies de la cavidad oral. Los dientes son un área de esta adherencia

bacteriana, de hecho la placa dental es una agregación de bacterias y materia orgánica. La caries está

iniciada por Streptococcus mutans al hidrolizar la sacarosa en glucosa y fructosa. La glucosa es

polimerizada en glucano y la fructosa metabolizada a ácido láctico. El glucano actúa como cemento

uniendo las bacterias a los dientes y el ácido láctico actúa como abrasivo. Una vez iniciado el ataque

por Streptococcus mutans, otras bacterias como Lactobacillus y Actinomyces contribuyen como

invasores secundarios en el desarrollo de la caries. La microflora normal de las encías consiste

fundamentalmente en bacterias Gram (+) como Streptococcus sanguis y especies de Actinomyces.

Tracto gastrointestinal

La mayor concentración de microbiota normal del cuerpo humano se encuentra en el tracto

gastrointestinal.

Estómago: aunque el estómago está recibiendo constantemente bacterias transeuntes de la cavidad

oral, un estómago sano contiene muy pocas bacterias debido al efecto bactericida del HCl y enzimas

digestivos. Los pocos microorganismos que se encuentran son lactobacilos y levaduras (Candida

spp.).

Intestino delgado: en el duodeno sobreviven pocas bacterias debido a la combinación del ambiente

fuertemente acídico del estómago y la acción inhibitoria de la bilis. De los microorganismos presentes,

la mayoría son cocos y bacilos Gram (+). En el yeyuno se encuentran especies de enterococos,

lactobacilos y corinebacterias. También puede encontrarse la levadura Candida albicans. La última

parte del intestino delgado, el íleon, posee una microbiota más abundante y parecida a la del intestino

grueso. En el íleon crecen bacterias anaerobias como Bacteroides y anaerobios facultativos como

Escherichia coli.

Intestino grueso: el colon es la parte del cuerpo humano que contiene la mayor población microbiana.

Se calcula que un adulto excreta alrededor de 30 billones de células bacterianas diariamente a través

de la defecación. Se han aislado alrededor de 300 especies bacterianas diferentes de las heces

humanas. En el intestino grueso existen 300 veces más bacterias anaerobias (Bacteroides y

Fusobacterium) que anaerobios facultativos (Escherichia, Proteus, Klebsiella y Enterobacter); también

se encuentra la levadura Candida albicans. Una prolongada terapia con ciertos antibióticos pueden

eliminar muchos microorganismos de la microbiota normal intestinal permitiendo el crecimiento de

especies resistentes a los antibióticos lo que puede causar transtornos gastrointestinales como es la

diarrea. La administración oral de la bacteria Gram (+) Lactobacillus acidophilus puede aliviar estos

desórdenes intestinales ya que la ingestión de estos microorganismos reemplaza a los organismos

intestinales indeseables. Existen en el mercado muchos productos comerciales con fines terapéuticos

que contienen lactobacilos.

Tracto genitourinario

En individuos sanos los riñones, uréteres y vejiga están libres de microorganismos por lo que la orina

en la vejiga también lo está. Sin embargo existen bacterias en la parte inferior de la uretra tanto en

hombres como mujeres (Staphylococcus epidermidis, Streptococcus faecalis y corinebacterias) de tal

manera que la orina adquiere estos microorganismos cuando pasa de la vejiga al exterior del cuerpo

humano en la parte inferior de la uretra. El tracto genital femenino tiene una microbiota compleja.

Durante los años que existe actividad en los ovarios (pubertad --> menopausia) la microbiota principal

de la vagina son lactobacilos ácido tolerantes (bacilos de Doderlein); éstos hidrolizan el glucógeno

producido por el epitelio vaginal en estos años debido a la acción de los estrógenos, formando ácido

láctico. Como resultado, el pH de la vagina se mantiene entre 4,4 y 4,6. Los microorganismos capaces

de crecer a este bajo pH son los que se encuentran en la vagina (enterococos, corinebacterias y

Candida albicans). Este glucógeno no está presente antes de la pubertad ni después de la

menopausia, con lo que las secreciones vaginales son suavemente alcalinas y contienen

microorganismos normales de la piel y colon.

3.- Efecto de la microbiota sobre el cuerpo humano

Para estudiar el efecto de la microbiota sobre el cuerpo humano se ha recurrido a experimentos con

animales libres de microorganismos o animales axénicos (cesárea --> incubadores estériles -->

alimentos estériles) encontrándose los siguientes resultados:

1.- Los animales axénicos viven más tiempo y tienen menos enfermedades que los controles, siempre

y cuando se mantengan en un ambiente estéril. Esto significa que la microbiota no es necesaria para la

supervivencia y puede ser incluso la fuente de agentes infecciosos.

2.- La microbiota contribuye significativamente al desarrollo del sistema inmune.

3.- Los microorganismos son necesarios para el desarrollo normal del intestino.

4.- Los microorganismos son una fuente de vitaminas, especialmente de vitamina K y vitaminas del

complejo B.

5.- La microbiota actúa como antagonista frente a patógenos.

III.- FACTORES DE PATOGENICIDAD MICROBIANA

Patogenicidad es un término general que se utiliza para describir las infecciones microbianas. Las

propiedades que contribuyen a que un patógeno infecte y dañe los tejidos del huésped se llaman

factores de virulencia. La virulencia (invasión y toxicidad microbiana) puede deberse a uno o a

múltiples factores. En algunos microorganismos las causas de la virulencia están claramente

establecidas mientras que en otros no lo están tanto. A continuación vamos a describir los factores de

patogenicidad y virulencia.

1.- Puerta de entrada

Al iniciar una infección, un microorganismo penetra en los tejidos del cuerpo por una ruta

característica, la puerta de entrada que para la mayor parte de los microorganismos suelen ser las

mismas regiones anatómicas que contienen microflora normal: piel, tracto alimentario, tracto

respiratorio y tracto genitourinario. La mayor parte de los patógenos se han adaptado a una puerta

específica de entrada, aquella que le provee de un hábitat adecuado para crecer y diseminarse. Esta

adaptación puede ser tan restrictiva que si ciertos patógenos penetran por la puerta "equivocada" no

serán infecciosos. Por ejemplo, la inoculación de la mucosa nasal con el virus de la gripe

invariablemente conlleva a la gripe, pero si el virus contacta sólo con la piel no habrá infección.

2.- Tamaño del inóculo

Otro factor crucial para el curso de la infección es la cantidad de microorganismos presentes en el

inóculo. Para la mayor parte de ellos la infección tendrá lugar si existe un número mínimo de células

llamado dosis infecciosa (ID). Este número se ha determinado experimentalmente para muchos

microorganismos variando desde 1 célula en la fiebre Q, 10 partículas virales en la rabia, 1000 células

en la gonorrea, 10000 células en la fiebre tifoidea hasta 109 células en el cólera. En general, los

microorganismos con ID pequeños tienen mayor virulencia. Si el tamaño del inóculo es más pequeño

que el ID, la infección generalmente no progresará. Si el tamaño del inóculo es mucho mayor que el

ID, el comienzo de la enfermedad puede ser más rápido.

3.- Mecanismos de invasión y establecimiento del patógeno

Una vez que el patógeno ha contactado con el huésped a través de las vías de entrada, el siguiente

paso en la infección requiere que el patógeno (i) se una al huésped; (ii) atraviese el epitelio y (iii) se

establezca en los tejidos.

a.- Adhesión

Es el proceso mediante el cual los microorganismos consiguen una posición más estable en el portal

de entrada, lo que les permite no ser fácilmente eliminados y estar listos para invadir los

compartimentos estériles del cuerpo. Los mecanismos que utilizan los patógenos bacterianos en la

adhesión incluyen fimbrias o pilis, flagelos y cápsulas. Los virus se unen a través de receptores

especializados.

b.- Factores de virulencia (penetración e invasión)

Los factores que contribuyen a la penetración e invasión de los tejidos se dividen en exoenzimas,

toxinas y factores antifagocíticos.

Enzimas extracelulares: muchas bacterias y hongos patógenos secretan exoenzimas que rompen e

inflingen daños en las estructuras epiteliales. Los siguientes enzimas disuelven las barreras defensivas

del huésped y promueven la diseminación de los microorganismos en tejidos más profundos:

- Mucinasa: destruye la capa protectora de las membranas mucosas; la produce Vibrio cholerae.

- Queratinasa: digiere el principal componente de la piel y pelo; la producen los hongos dermatofitos.

- Colagenasa: digiere la principal fibra del tejido conectivo; la producen especies de Clostridium.

- Hialuronidasa: digiere la sustancia que actúa como cemento de las células animales compactándolas,

ácido hialurónico. Este enzima es un importante factor de virulencia en estafilococos, clostridios,

estreptococos y neumococos.

- Algunos enzimas reaccionan con los componentes de la sangre como es el caso de la coagulasa

producida por estafilococos patógenos que coagula la sangre. Las kinasas bacterianas disuelven

coágulos favoreciendo la invasión de tejidos dañados.

Toxinas bacterianas: una toxina es un producto químico específico de microorganismos, plantas y

algunos animales que es venenoso para otras formas de vida. Toxigenicidad es la capacidad de

producir toxinas; esta capacidad es una característica de muchas especies controlada genéticamente

siendo la responsable de los efectos adversos de una variedad de enfermedades llamadas toxinosis.

Toxemia es una toxinosis en la cual la toxina se distribuye a través de la sangre desde el sitio de

infección (tétano y difteria). Intoxicación es una toxinosis causada por la ingestión de toxinas

(botulismo). Las toxinas se denominan de acuerdo a su sitio específico de acción en:

Neurotoxinas cuando actúan en el sistema nervioso.

Enterotoxinas cuando actúan en el intestino.

Hemotoxinas cuando lisan los hematíes.

Nefrotoxinas cuando dañan los riñones.

Las toxinas también se pueden clasificar según su origen en:

Exotoxinas: toxinas secretadas por una célula bacteriana viva en el tejido infectado.

Endotoxinas: toxinas que solamente se liberan después de que la célula ha sido dañada o lisada.

Nunca se secretan. Las diferencias entre exotoxinas y endotoxinas son:

CARACTERISTICA EXOTOXINAS ENDOTOXINAS

Toxicidad Fuerte Débil

Efectos sobre el cuerpo Específico de un tejido Generalizado

Composición química Polipéptidos Lipopolisacárido

Desnaturalización a 60° C Inestable Estable

Respuesta inmune Estimula antitoxinas No estimula antitoxinas

Estimulación de la fiebre NO SI

Fuente típica Algunas bacterias Gram (-)

Gram (+) y Gram (-)

Factores antifagocíticos: Los fagocitos son células que bloquean el avance de los microorganismos

en los tejidos. A través de la fagocitosis los patógenos son introducidos dentro del fagocito donde son

destruídos por potentes enzimas. Para combatir la fagocitosis muchos microorganismos han adoptado

mecanismos que evitan el proceso fagocítico (factores antifagocíticos):

- Matar los fagocitos: especies de Streptococcus y Staphylococcus producen leukocidinas, sustancias

tóxicas para los glóbulos blancos.

- Producción de una cápsula que dificulta al fagocito la ingestión del microorganismo. Ejemplos son

Streptococcus pneumoniae, Salmonella typhi, Yersinia pestis y Neisseria meningitidis.

- Supervivencia dentro del fagocito: algunas bacterias se han adaptado a sobrevivir dentro del fagocito

después de la ingestión. Especies patógenas de Legionella, Listeria y Mycobacterium son capaces de

evitar su destrucción dentro del fagocito. Esta supervivencia intracelular tiene especial significancia

pues provee a estos organismos de un lugar donde "esconderse", crecer y distribuirse a través del

cuerpo.