Tema%2037

Tema 37. Parasitismo, patogenicidad e inmunidad: relación hospedador-parásito

I.
I Consecuencias de la exposición a las bacterias: colonización infección
colonización,
y enfermedad infecciosa
• Patogenicidad. Tipos de microorganismos patógenos
• Virulencia.
• Factores de virulencia. Tipos
• Tipos de microorganismos patógenos y tipos de enfermedades
II. Relación hospedador parásito:Establecimiento de la enfermedad
infecciosa. Mecanismos defensivos del hospedador a la infección:
1. Reservorio y f
1 R i fuente del contagio
t d l t i
2. Transmisión, vía de entrada
3. Adhesión al epitelio: colonización
p
4. Invasión: Penetración
5. Diseminación
6. Multiplicación y daño en los tejidos
• Directo por la producción de toxinas
• Indirecto por la estimulación de la respuesta del hospedador


OBJETIVOS DEL TEMA
•Conocer los conceptos de patogenicidad y
virulencia
•Conocer las etapas del proceso infeccioso
•Conocer en líneas generales los mecanismos
Conocer
de defensa del hospedador frente a la infección
microbiana
•Conocer los mecanismos de evasión de los
microorganismos frente a los sistemas de
defensa del hospedador


I. Consecuencias de la exposición a las bacterias: colonización, infección y
enfermedad infecciosa

Colonización

able
Transitoria Microorganismos eliminados por las
Esta defensas del hospedador

Infección
Infección inaparente Microorganismos
Mi i
ogenicidad

(sin síntomas) eliminados por
Microorganismo
las defensas del
como biota hospedador
Pato

Portador sin
síntomas pero con
Enfermedad infecciosa microorganismos

La severidad según virulencia del microorganismo y
la competencia de la resistencia del hospedador


• Patogenicidad, virulencia y factor de virulencia
Patogenicidad: capacidad de un parásito de provocar un daño en el hospedador

Virulencia: Grado de patogenicidad: cuantitativamente el poder patógeno

Dosis letal
D i l t l 50

(DL50): número de
microorganismos que al infectar
a un hospedador causan la
muerte en un 50% de los casos

La cepa A es más virulenta
q
que la cepa B pues tiene
p p
una DL50 menor


2. Tipos de microorganismos patógenos, y tipos de enfermedades infecciosas.

Patogenicidad: capacidad de un parásito de provocar un daño en el hospedador
• Patógeno primario o exógeno
• Patógeno oportunista

Organismo Enfermedad Reservorio natural
Clostridium tetani Tétanos Suelo
Legionella
g Legionella pneumophila
Neumonía Agua
pneumophila
Bacillus anthracis Antrax Suelo, animal
Treponema
T
Sifilis Humano
pallidum
Corynebacterium
Difteria Humano
diphtheriae
Mycobacterium tuberculosis

se suelen transmitir exógenamente y producen siempre
una enfermedad infecciosa en el nuevo hospedador


2. Tipos de microorganismos patógenos, y tipos de enfermedades infecciosas.

Patógeno oportunista
•Infecta a un sujeto inmunodeficiente
•Prolifera por encima de su número habitual en una determinada localización del
cuerpo humano
•El microorganismo se adentra alcanzando otras zonas más profundas del
organismo

Organismo Enfermedad
E.coli, Proteus ITU
Estreptococos α-hemolíticos Endocarditis
Streptococcus mutans Caries dental
Streptococcus pyogenes Faringitis
Staphylococus aureus
p y Infecciones en heridas
Pseudomonas Infecciones en quemados

se transmiten exógena o endógenamente y sólo
producen una enfermedad infecciosa en ciertos sujetos


• Patogenicidad, virulencia y factor de virulencia
g ,
Factor de virulencia: Productos o estrategias microbianas que promueven
la patogenicidad del microorganismos participando en el proceso infeccioso:

Permiten al microorganismo patógeno producir todas las etapas de una
enfermedad infecciosa y el daño en el hospedador
p

• FACILITAN LAS PRIMERAS ETAPAS DE LA INFECCIÓN: factores de
virulencia que promueven la colonización
• PERMITEN EVADIR LAS DEFENSAS DEL HOSPEDADOR: Factores de
virulencia que promueven la invasión y la multiplicación: resistencia al
complemento, a la fagocitosis y a la respuesta inmunitaria específica
• DAÑAN AL HOSPEDADOR: toxinas y endotoxinas

LOS FACTORES DE VIRULENCIA PUEDEN ESTAR
CODIFICADOS EN EL CROMOSOMA, EN PLASMIDOS, EN
TRANSPOSONES O EN GENES DE FAGOS


Los genes de virulencia se asocian con frecuencia en
regiones génicas conocidas como islas de patogenicidad

ISLA DE
PATOGENICIDAD DNA cromosómico
ó i
o plasmídico

Las islas de patogenicidad explican porque a menudo varios genes
implicados en la virulencia se pueden transmitir conjuntamente de
una bacteria a otra


3. Relación hospedador parasito en la enfermedad infecciosa:
etapas de la enfermedad infecciosa.
infecciosa

1.
1 Reservorio y fuente del contagio

2. Transmisión, vía de entrada

3. Adhesión al epitelio: colonización

4. Invasión: Penetración

5. Diseminación

6. Multiplicación y daño en los tejidos
p j

• Directo por la producción de toxinas

• Indirecto por la estimulación de la respuesta del hospedador
I di t l ti l ió d l t d lh d d

7. Salida del hospedador: vias


infecciosa
1. Reservorio y fuente del contagio

HUMANO: (enfermo o portador)
Neisseria meningitidis
portadores sanos y enfermos en
t d f
período de incubación
Salmonella typhi se mantiene
en portadores crónicos

ANIMAL: Zoonosis
Borrelia burgdorferi: E. de Lyme
(roedores)
Bacillus anthracis: (ganado)

AMBIENTAL O TELÚRICO
Clostridium tetani: sus esporas se Vibrio cholerae: agua
mantienen en el suelo


1. Reservorio y fuente del contagio

HUMANO: (enfermo o portador)

AMBIENTAL O TELÚRICO

ANIMAL: Zoonosis


t d l f d di f i

2. Transmisión: vía de entrada

Endógena (microbiota oportunista)
Exógena: Directa o indirecta
EXOGENA DIRECTA: PERSONA A PERSONA

TRANSMISIÓN EXÓGENA INDIRECTA

• Objetos
•Vehículos: agua, aire, alimentos
Vehículos: agua aire
•Vectores


t d l f d di f i

Portales de entrada:
¿Cómo el patógeno entra
Có ó
en el hospedador?

A través de cavidades con continuidad con
el exterior
Inoculación directa a tejidos profundos:
parenteral, vectores…


3. Relación hospedador parasito en la enfermedad infecciosa: etapas
de la enfermedad infecciosa.
infecciosa

3. Adherencia al epitelio: colonización
Establecimiento del patógeno en un lugar determinado
Adhesinas: Estructura superficial o macromolécula que une a la bacteria a una
superficie.
Tipos:
• Proteínas superficiales tipo fimbrias
• Ot
Otras adhesinas no fi b i l
dh i fimbriales:
Capsula, EPS
Proteínas de membrana externa,
Acidos teicóicos y lipoteicóicos etc
lipoteicóicos, etc. Adhesina
Receptor Patogeno

Las adhesinas unen específicamente al Receptor
patógeno a la superficie del tejido (receptor) del
hospedador.


3.
3 Adherencia al epitelio: colonización

Especificidad o tropismo celular

E. coli sobre células de la vejiga
Bacterias adheridas a la piel.

Para la colonización los microorganismos deben superar los mecanismos de defensas
superficiales de la piel y de las mucosas


3. Adherencia al epitelio: colonización


La i
L primera línea de defensa: la piel y las mucosas
lí d d f l i l l

Sitio Defensas Función
Sequedad, ácidos Limita el crecimiento
PIEL Descamación celular Separación de bacterias
Microbiota Competencia
Capa de mucina: Barrera física por
células ciliadas atrapamiento
Membranas Lisozima Digiere el glucopéptido
mucosas
Sistema linfoide: MALT IgA, fagocitos
Lactoferrina Limita el hierro

•Bacteriocinas
B t i i
•Enzimas mucolíticos
Factores de virulencia: •Enzimas que destruyen los cilios
•Flagelos envainados
Flagelos
•Proteasas de IgA


La piel y las membranas mucosas


Membranas mucosas: Capa d mucina
M b C de i

Celulas li if
C l l caliciformes

Cilios
Cili

Atrapamiento de las
partículas en el
moco


Tejido linfoide asociado a las membranas (MALT)

♦ Células M
♦ Linfocitos B, T y macrófagos:
foliculo linfoide
♦ Reconocimiento del Ag pg por
células B
♦ Producción de IgA

Anticuerpos Ig A: bloquean la adhesión de
las bacterias al epitelio


4. Invasión: penetración
p
Entrada del patógeno a las células
Penetración a través de la piel: glándulas y folículos pilosos
Penetración por fagocitosis inducida

Salmonella

Shigella

Invasinas


Invasinas
INVASINA BACTERIA ACTIVIDAD
Hialuroidasa Estafilococos Degradación del ácido
Estreptococos, clostridios hialurónico
Neuraminidasa V.cholerae
V cholerae Degrada el sialico la
Degrada el sialico de la
mucosa intestinal
Colaginasa Clostridios Degrada el colágeno de
los músculos
l ú l
Estreptolisina Streptococcus pyogenes Rompe membrana de
fagocitos
Lecitinasa C.perfringens Destruye la lecitina de las
membranas

Son familias de enzimas bacterianas que afectan las propiedades físicas de las
matrices de los tejidos y espacios intercelulares y promueven la invasión y
diseminación del patógeno
diseminación del patógeno


4. Invasión: penetración


5. Diseminación
Tejido subcutáneo →capilares linfáticos → ganglios linfáticos → sangre → tejidos

Las bacterias se enfrentan a los mecanismos de defensas internas:
a fagocitosis, anticuerpos y al Complemento

Macrofago

Bacteria


Fases de la fagocitosis
Microbe or Chemotaxis and adherence
other particle of microbe to phagocyte
Plasma
membrane

Ingestion of microbe
by phagocyte
Pseudopods

Formation of a phagosome

Fusion of the phagosome
Phagosome
with a lysosome to form a
(phagocytic
phagolysosome
Cytoplasm vesicle)
Lysosome

Phagolysosomes Digestion of ingested
microbe by enzymes
Digestive
enzymes
Residual Formation of residual body
Partially body containing indigestible
digested material
microbe
Phagocyte
Indigestible
material Discharge of waste
materials


Resistencia a la fagocitosis: Interferir en
algunos de los pasos de la fagocitosis
Impedir el contacto con el fagocito:
I di l t t lf it
• Inhibir la quimiotaxis:
• Inhibir la opsonización Enmascarar receptores
opsonización.

Impedir el englobamiento: por componentes superficiales:
capsulas, fimbrias, pared celular

Sobrevivir dentro del fagocito: multiplicación intracelular
• Escapando del fagosoma
• Impidiendo la fusión con lisosomas
• Sobreviviendo en el fagolisosoma

Provocando la muerte del fagocito: agresinas


Resistencia a la fagocitosis


Varios mecanismos adoptados por los microorganismos para impedir
la fagocitosis


El sistema complemento. Defensa
interna inespecífica
C3

C3b C3a

C5
Histamine

C5b C5a
Inflammation:
C6 Increase of blood vessel
Opsonization: Mast cell permeability and
Enhancement of C7 chemotactic
p agocytos s
phagocytosis
by coating with C3b C8
attraction of phagocytes
tt ti f h t

C9

Activated C3 splits into C3a and C3b
C3b.
Microbial plasma C3b binds to microbe, resulting in opsonization.
membrane
C5b C6 C7 C8 C9 C3b splits C5 into C5a and C5b.
C5b binds to C6 through C9 to form membrane attack
complex, forming channels in the invading
l f i h l i th i di
Cytolysis: cell’s membrane and resulting in cell cytolysis.
Bursting of microbe due to
inflow of extracellular fluid C3a and C5a cause mast cells to release histamine, resulting
through transmembrane in inflammation; C5a attracts phagocytes.
channel formed by membrane
attack complex C5–C9
CAM


El sistema complemento.
Defensa interna
inespecífica


Resistencia al complemento
p
Impidiendo la activación: por polisacaridos capsulares

Neisseria meningitidis
Haemophilus influenzae b Meningitis (poder de la cápsula)
Streptococus pneumoniae
Escherichia coli

Resistencia al complejo de ataque a la membrana CAM

bacterias gram positivas: no poseen membrana externa

bacterias gram negativas:

que impiden el acceso del CAM a la superficie celular:
cápsulas, proteínas m.externa, LPS de largas cadenas


Resistencia a la respuesta inmune específica: los
anticuerpos

Ocultación de antígenos y mimetismo antigénico

Variación antigénica

Microorganismo Estructura afectada
Salmonella
S l ll Flagelos
Fl l
E. Coli Fimbrias
Neisseria Fimbrias. LOS.
Fimbrias LOS Proteína de pared
Haemophilus Fimbria. LOS
Bordetella Fimbrias
Borrelia Lipoproteinas de ME

Bacterias que experimentan variación antigénica


6 . Multiplicación y daño en los tejidos
Multiplicación y daño tisular si la bacteria encuentra las condiciones óptimas de crecimiento.
Producción de exotoxinas y endotoxinas y enzimas hidrolíticos.

•Acción directa:
Endotoxinas, exotoxinas,
E d t i t i
enzimas y metabolitos
(productos oxidantes o que
cambien el pH)
•Acción indirecta:
Mecanismos de defensa del
hospedador


Invasión: Daño en los tejidos producción de enzimas


p j

Exotoxinas

CARACTERISTICAS:
-Proteínas termolábiles
Cell wall
-Excretadas por bacterias Gram positivas y negativas
-Codificadas por fagos, plásmidos y cromosomas
-Se usan para fabricar toxoides
-Son Ag neutralizadas por antitoxinas

TIPOS Y CLASIFICACIÓN
Toxinas A-B
Que desorganizan las membranas: citolíticas
g
Superantígenos


6 . Multiplicación y daño en los tejidos: exotoxinas
p j
Toxinas A-B
• Son secretadas como polipeptidos extracelulares
• El fragmento B se une a un receptor de membrana
de forma irreversible
• Ocurre un corte proteolítico entre el fragmento A y
el fragmento B
• Fragmento A es liberado en el citoplasma, ejerce la
acción tóxica


Toxinas A-B
DNA

Exotoxin
mRNA Bacterium
A (active) Exotoxin produces and
B (binding) polypeptides
releases exotoxin.
Bacterium

A Receptor
B

Plasma
membrane

Nucleus
B (binding) component of
exotoxin binds to host cell
receptor, and exotoxin enters
Cytoplasm
cell.
Host cell

A (active) component of
exotoxin alters cell function
Protein
by inhibiting protein synthesis.
B component is released from
the cell.


p j

Toxinas Citoliticas que desorganizan la membrana
• actúan a nivel de la membrana citoplasmática causando la lisis celular
• se detectan su acción en glóbulos rojos: Hemolisinas
• Las hemolisisnas pueden actuar sobre los fosfolípidos constituyentes de
la membrana (fosfatidilcolina)
• se denominan estas enzimas lecitinasas o fosfolipasas, (C. perfringens)
• otras hemolisinas no son fosfolipasa, estreptolisina O (Estreptococos)
actua sobre esteroles de la membrana citoplasmática


Toxinas superantígenos
• Producen una gran estimulación de las células
inmunes,
inmunes provocando una inflamación
generalizada
• Potencian fuertemente la respuesta inmune
porque activan una mayor cantidad de células T
• Se unen al TCR
• Staphylococcus aureus: enterotoxina, TSST-1;
Streptococcus pyogenes: toxina eritogénica


6 . Multiplicación y daño en los tejidos: endotoxinas
p j

Forman parte del LPS de las bacterias
Gram negativas


6 . Multiplicación y daño en los tejidos: endotoxinas

Toxicidad baja (efectos graves en infecciones masivas)

Efectos generales derivados fundamentalmente de la activación de
macrófagos y liberación de citoquinas que actúan a distintos niveles
del i t
d l sistema i
inmune

-Fiebre, Inflamación, Dolor, Hipotensión, Necrosis

Casos graves: shock séptico (SS) con coagulación diseminada,
hemorragias internas, disfunción orgánica múltiple, muerte


Endotoxinas y la respuesta pirógena
E d t i l t ió

Nucleus Macrophage Endotoxin Hypothalamus of brain
Interleukin‐1
Bacterium
l di
Prostaglandin

Blood Fever
Vacuole
vessel
Pituitary
gland

El macrófago ingiere El macrófago libera IL-1 en el
a la bacteria Gram torrente sanguíneo y pasa al La IL-1 induce en el hipotálamo
la bacteria es degradada
negativa hipotalamo en el cerebro la producción de
ebnuna vacuola por lo que
se liberan las endotoxinas prostaglandinas que regulan el
que inducen la producción termoregulador del
de IL 1 del
d IL-1 d l macrófago
óf organismos producción de
fiebre


DIFERENCIAS ENTRE EXOTOXINAS Y ENDOTOXINAS

Característica Exotoxina Endotoxina
Composición Proteínas excretadas al Lípido A (LPS), liberado
química medio fundamentalmente al lisarse
las bacterias
Bacterias Gram positivas y Solo Gram negativas
productoras negativas
Estabilidad térmica No Sí
Efecto en el Especifico Inespecífico
hospedador
Respuesta inmune Activa Escasa
Producción de Si No
toxoides
t id
Genes Cromosómicos, Cromosómicos
plasmídicos,
de fagos


7. Salida del hospedador


Tipos de infecciones

• Infección de declaración obligatoria: grave y transmitida
de
d un hospedador a otro.
h d d t
• Infección contagiosa: fácilmente transmisible


• Infecciones agudas
g
• Infecciones crónicas
• Infecciones latentes


• Infecciones primarias
• Infecciones secundarias: Bacteremia,
septicemia, toxemia, viremia
p , ,


• Esporadica: de casos ocasionales
• Endemica: de presentación constante
• Epidemica: aparecen en brotes de elevados números
de casos
• Pandemica: brotes mundial


Infecciones emergentes y reemergentes



Infecciones
Nosocomiales

Infecciones
Extrahospitalarias

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