Bacteria patógena

Las bacterias patógenas o patogénicas son bacterias que pueden causar enfermedades. 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. El número de estas especies patógenas en humanos se estima en menos de cien. Por el contrario, varios miles de especies forman parte de la flora intestinal presente en el tracto digestivo.

El cuerpo está continuamente expuesto a muchas especies de bacterias, incluidos los comensales beneficiosos, que crecen en la piel y las membranas mucosas, y los saprófitos, que crecen principalmente en el suelo y en la materia en descomposición. La sangre y los fluidos tisulares contienen nutrientes suficientes para sustentar 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 organismo, y pueden invadir partes del cuerpo, como la sangre, donde normalmente no se encuentran bacterias. Algunos patógenos invaden solo la superficie del epitelio, la piel o la membrana mucosa, 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 trauma local o una enfermedad debilitante subyacente, como heridas, intoxicación, escalofríos, fatiga y desnutrición. En muchos casos, es importante diferenciar la infección de la colonización, que es cuando las bacterias causan poco o ningún daño.

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 el África subsahariana. Las bacterias patógenas contribuyen a otras enfermedades de importancia mundial, como la neumonía, que puede ser causada por bacterias como Streptococcus, Pneumococcus 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.

La mayoría de las bacterias patógenas pueden crecer en cultivos e identificarse mediante tinción de Gram y otros métodos. Las bacterias cultivadas de esta manera a menudo se analizan para encontrar qué antibióticos serán un tratamiento eficaz para la infección. Para patógenos hasta ahora desconocidos, los postulados de Koch son el estándar para establecer una relación causal entre un microbio y una enfermedad.

Enfermedades

Cada especie tiene un efecto específico y causa síntomas en las personas que están infectadas. Algunas personas que están infectadas con una bacteria patógena no tienen síntomas. Las personas inmunocomprometidas son más susceptibles a las bacterias patógenas.

Susceptibilidad patógena

Algunas bacterias patógenas causan enfermedades bajo ciertas condiciones, como la entrada a través de la piel a través de un corte, la actividad sexual o una función inmunológica comprometida.

Algunas especies de Streptococcus y Staphylococcus forman parte de la microbiota normal de la piel y normalmente residen en la piel sana o en la región nasofarángica. Sin embargo, estas especies pueden potencialmente iniciar infecciones de la piel. Las infecciones estreptocócicas incluyen sepsis, neumonía y meningitis. Estas infecciones pueden volverse graves creando una respuesta inflamatoria sistémica que resulta en vasodilatación masiva, shock y muerte.

Otras bacterias son patógenos oportunistas y causan enfermedades principalmente en personas que padecen inmunosupresión o fibrosis quística. Ejemplos de estos patógenos oportunistas incluyen Pseudomonas aeruginosa, Burkholderia cenocepacia y Mycobacterium avium.

Intracelular

Los parásitos intracelulares obligados (p. ej., Chlamydophila, Ehrlichia, Rickettsia) solo tienen la capacidad de crecer y replicarse dentro de otras células. Incluso estas infecciones intracelulares pueden ser asintomáticas y requerir un período de incubación. Un ejemplo de esto es Rickettsia que causa el tifus. Otro causa la fiebre maculosa de las Montañas Rocosas.

Las clamidias son parásitos intracelulares. Estos patógenos pueden causar neumonía o infección del tracto urinario y pueden estar involucrados en la enfermedad coronaria.

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

Infecciones en tejido específico

Los patógenos bacterianos a menudo causan infecciones en áreas específicas del cuerpo. Otros son generalistas.

• La vaginosis bacteriana es una afección de la microbiota vaginal en la que un crecimiento excesivo de Gardnerella vaginalis y otras bacterias, en su mayoría anaeróbicas, desplazan a las especies beneficiosas de Lactobacilli que mantienen poblaciones microbianas vaginales saludables.
• La meningitis bacteriana es una inflamación bacteriana de las meninges, que son las membranas protectoras que recubren el cerebro y la médula espinal.
• La neumonía bacteriana es una infección bacteriana de los pulmones.
• La infección del tracto urinario es causada predominantemente por bacterias. Los síntomas incluyen la sensación fuerte y frecuente de ganas de orinar, dolor al orinar y orina turbia. La causa más frecuente es Escherichia coli. La orina suele ser estéril, pero contiene una variedad de sales y productos de desecho. Las bacterias pueden ascender a la vejiga o al riñón y causar cistitis y nefritis.
• La gastroenteritis bacteriana es causada por bacterias entéricas patógenas. Estas especies patógenas suelen ser distintas de las bacterias normalmente inofensivas de la flora intestinal normal. Pero una cepa diferente de la misma especie puede ser patógena. La distinción es a veces difícil como en el caso de Escherichia.
• Las infecciones bacterianas de la piel incluyen:
  • El impétigo es una infección cutánea bacteriana altamente contagiosa que se observa comúnmente en los niños. Es causada por Staphylococcus aureus y Streptococcus pyogenes.
  • La erisipela es una infección bacteriana aguda por estreptococos de las capas más profundas de la piel que se propaga a través del sistema linfático.
  • La celulitis es una inflamación difusa del tejido conjuntivo con inflamación grave de las capas dérmica y subcutánea de la piel. La celulitis puede ser causada por la flora normal de la piel o por contacto contagioso, y generalmente ocurre a través de la piel abierta, cortes, ampollas, grietas en la piel, picaduras de insectos, mordeduras de animales, quemaduras, heridas quirúrgicas, inyección de drogas intravenosas o sitios de inserción de catéteres intravenosos.. En la mayoría de los casos, es la piel de la cara o la parte inferior de las piernas la que se ve afectada, aunque la celulitis puede ocurrir en otros tejidos.

Mecanismos de daño

Los síntomas de la enfermedad aparecen cuando las bacterias patógenas dañan los tejidos del huésped o interfieren con su función. La bacteria puede dañar las células huésped directa o indirectamente provocando una respuesta inmunitaria que daña inadvertidamente las células huésped o liberando toxinas.

Directo

Una vez que los patógenos se adhieren a las células huésped, pueden causar daño directo ya que los patógenos usan la célula huésped para obtener nutrientes y producir productos de desecho. 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 para causar caries dental.

Producción de toxinas

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 a medida que las bacterias mueren y liberan sus endotoxinas. Las exotoxinas se secretan en el medio circundante o se liberan cuando las bacterias mueren y la pared celular se rompe.

Indirecto

Una respuesta inmunitaria excesiva o inapropiada provocada por una infección puede dañar las células huésped.

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 quitan el hierro de las proteínas transportadoras de hierro al unirse al hierro aún más estrechamente. Una vez que se forma el complejo hierro-sideróforo, los receptores de sideróforo lo absorben en la superficie bacteriana y luego ese hierro se lleva a la bacteria.

Los patógenos bacterianos también requieren 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 utilizar otras fuentes de carbono, como el lactato, que abundan en el cuerpo humano.

Identificación

Por lo general, la identificación se realiza cultivando el organismo en una amplia gama de cultivos, lo que puede demorar hasta 48 horas. A continuación, el crecimiento se identifica visual o genómicamente. Luego, el organismo cultivado se somete a varios ensayos para observar reacciones que ayuden a identificar más especies y cepas.

Tratamiento

Las infecciones bacterianas se pueden tratar 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 eucariótico estructuralmente diferente, por lo que exhiben toxicidad selectiva. 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 la resistencia a los antibióticos en las poblaciones bacterianas. La terapia con fagos, que utiliza bacteriófagos, también se puede usar para tratar ciertas infecciones bacterianas.

Prevención

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

Lista de géneros y características de microscopía

Muchos géneros contienen especies bacterianas patógenas. A menudo poseen características que ayudan a clasificarlos y organizarlos en grupos. La siguiente es 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 una transformación genética natural. 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 sirve como una adaptación que facilita la supervivencia y la infectividad. Las bacterias patógenas capaces de realizar 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.