MECANISMOS DE PATOGENECIDAD

• FACTORES DETERMINANTES DE LA ACCIÓN PATÓGENA

• MECANISMOS DE DEFENSA DEL HUÉSPED

• PATOGÉNESIS BACTERIANA – PROCESO DE INFECCIÓN

• FACTORES DE VIRULENCIA BACTERIANA

o ENZIMAS EXTRACELULARES

o FACTORES DE ADHERENCIA

o FACTORES ANTIFAGOCITOSIS

o HETEROGENEIDAD ANTIGÉNICA

o COMPETENCIA POR NUTRIENTES

o TOXIGENICIDAD

o DETERMINANTES GENÉTICOS DE VIRULENCIA

PATOGÉNESIS BACTERIANA

PROCESO DE ENFERMEDAD INFECCIOSA

Ingresar en el huésped con evasión de las defensas primarias del hospedero (colonización)

Adhesión del microorganismo a las células del huésped (colonización)

Propagación del microorganismo (penetración multiplicación e invasión)

Daño de las células del huésped por toxinas y/o respuesta inflamatoria

Evasión de las defensas secundarias del huésped

MECANISMOS DE DEFENSA DEL HUÉSPED

DEFENSAS EXTERNAS DEFENSAS INTERNAS

Barreras anatómicas físicas

Defensas químicas no específicas

Sistema Inmune

INESPECÍFICOS ESPECÍFICOS

FACTORES MECÁNICOS DE DEFENSABARRERAS ANATÓMICAS FÍSICAS

PIEL

Epidermis seca y queratinizada

Secreciones sebáceas

Sudoración

Arrastre

Células epiteliales (compacta – cementada)

Impermeable al agua

MUCOSAS

Mecanismos reflejos defensivos

Secreciones glandulares

Muco-mucinaglicoproteína

fijatransportaelimina

Húmedas y permeable

Células dañadas son rápidamente reemplazadas

FACTORES MECÁNICOS DE DEFENSA (continuación)

vellos nasales

Movimientos peristálticos

Micción periódica

Reflejo palpebral

Secreciones lacrimales

epitelio ciliado de traquea y bronquios

Vomito y defecación

vellosidades intestinales

FACTORES FÍSICO-QUÍMICOS DE DEFENSADefensas químicas no específicas

Sustancias bactericidas

Ácidos grasos no saturados

Lisozimas

Lactoferrina

Jugo biliar

Lactoperoxidasas

Urea

Piel y mucosas { ac. láctico}

Ácido clorhídrico

semen

{electrolitos}

Anticuerpos localesFagocitos

Flora normal

IgA secretora

pHPiel

Estomago

Vagina

FACTORES FÍSICO-QUÍMICOS DE DEFENSA (continuación)

Defensas genéticasIntra-sp

Inter - sp

MECANISMOS INTERNOS DE DEFENSA DEL HUÉSPED

Factores celulares

Factores humorales

Células fagociticas

Inflamación

Ganglios linfáticos

Sistema del complementoSistema de quininas

Agragación plaquetaria

histaminasserotoninasquininas

AnticuerposFactores de coagulación

Bazo, hígado y médula ósea

Fagocitosis

FACTORES DE VIRULENCIA BACTERIANA

MECANISMOS DE PATOGENECIDAD

BACTERIAS PATÓGENAS

StaffiloccoccusNeisserias

M. tuberculosisBrucella

M. leprae

FACTORES QUE INTERVIENE EN LA PATOGENICIDAD DE LOS MICROORGANISMOS.

 TRANSMISIBILIDADMucosasPielParenteral

 DOSIS INFECCIOSA

ADHERENCIA Adhesinas y receptores

 INVASIVIDAD (Evasión de los mecanismos defensivos)

CápsulasComponentes de la pared celularEnzimas

DAÑO AL HOSPEDERO

EnzimasToxinasReacciones de hipersensibilidad e inflamación

Ejemplos de mecanismos de adherencia bacterianaMicroorganismo Adhesina Receptor

Staphylococcus aureus Ácido lipoteicoico Desconocido

Especies de staphylococcus Slime (cubierta lisa) Desconocido

Streptococcus del grupo A Complejo de proteínas LTA-M Fibronectina

Streptococcus pneumoniae Proteína N.acetylhexosamina-gal

E. coli Fimbrias tipo 1 D-manosa

Colonización del factor antigénico de la fimbria 1

GM gangliosido

Fimbria P Glicolípidos del grupo sanguíneo P

Otras enterobacterias Fimbrias tipo1 D-manosa

Neisseria gonorrhoeae Fimbrias GD1 gangliosido

Treponema pallidum P1, P2, P3 Fibronectina

Especies de Chlamydia Lectina de la superficie celular N-acetylglucosamina

Micoplasma pneumoniae Proteina P1 Ácido sialico

Vibrio cholerae Pili tipo 4 Fucosa y manosa

FACTORES DE ADHERENCIA

PILI

FLAGELO

FIMBRIASMOLECULAS DE ADHESIÓN

PARED HIDROFÓBICA

CÁPSULA

Factores de adherencia (continuación)

PILI O FIMBRIAS Permiten la adhesión y favorece la colonización Evita mecanismos de limpieza Estructura proteíca

E. coli pili tipo 1 D - manosa

E. coli uropatogena pili tipo P

-D–galactopiranosil-(1-4)--D- galactopiranósido

GAL-GAL

Fimbriasácido lipoteicoico

proteína MS. pyogenes

N. gonorrhoeae sin pili no produce infección

EJEMPLOS DE ENZIMAS BACTERIANAS.

 Enzima  Actividad  Bacteria

Colagenasa Degradación del colágeno Clostridium perfringens

Coagulasa Coagulación del plasma Staphylococcus aureus

 DNAsa Degradación del DNAStaphylococcus y Streptococcus

 Fibrinolisina Degradación de la fibrinaStaphylococcus y Streptococcus

 Hemolisina HemólisisStaphylococcus y Streptococcus

 Catalasa Degradación del H2O2 Staphylococcus

 HialuronidasaDegradación del ácido hialurónico

Staphylococcus, Clostridium y Streptococcus

 Leucocidina Destruye los leucocitos Staphylococcus

 Lipasa Degradación de los lípidos Staphylococcus

 BetalactamasasInactivan los antibióticos betalactámicos

Staphylococcus, Prevotella y Porphyromonas

ENZIMAS EXTRACELULARES

COLAGENASAC. perfringes

degrada colágeno, proteína del tejido conectivo fibroso

favorece la diseminación

COAGULASAS. aureus

coagula plasma,formación de fibrina,

favorece persistencia de bacteriasprotege fagocitosis

HIALURONIDASAStreptococcus, Staphylococcus y

bacterias anaerobiasácido hialurónico,

matriz del tejido conectivo

FIBRINOLISINASStreptococcus hemolíticosactiva enzima fibrinolisina,

disuelve plasma coagulado,ayuda a la dispersión

ENZIMAS EXTRACELULARES

HEMOLISINAS Y LEUCOCIDINAS

Lisan eritrocitos, leucocitos o tejido tisular

Streptococcus del grupo Aestreptolisina O antigénica

estreptolisina S no antigénica

S.aureus, clostridium, bacilos Gram(-)

E. coli en infección urinaria

PROTEASAS IgAN. gonorrhoeae N. meningitidis

H. influenzae S. pneumoniae

FACTORES ANTIFAGOCITOSIS - CÁPSULA

S. aureus proteína A / Fc de la IgG

Componente celular altamente antigénico

Protección SI y fagocitosis

S. pyogenes proteína M

84 tipos de polisacáridos capsulares

60 tipos de proteína M

Otras bacterias Factores o toxinas que inhiben la quimiotaxis

Cubierta delgada externa

Formada de polisacáridos de P.MP

Sustancias para invadir y penetrar

ShigellaSalmonellayersinia

proteína

Células M del colón

Invasina (endocitosis)

inflamación

Piogénica (formación pus)

Granulomatosa (lesión nodular)

HETEROGENEIDAD ANTIGÉNICAVariabilidad antigénica

indicador de virulencia pero no un factor de virulencia

Un patógeno evade la respuesta inmune :

Variación de fase: característica genética de prender o apagar la expresión de genes que codifican antígenos de superficie.

Variación antigénica: involucra modificaciones en los genes que codifican los antígenosde superficie por recombinacióngénica con muchas secuenciasde DNA sin expresar

Heterogeneidad antigénica (continuación)

Salmonellaantígeno O (polisacarido)

antígeno H (flagelar)

E. coliantígeno O

antígeno k (cápsula)

antígeno O1 (V. cholera) produce toxina del cólera

Streptococcus del grupo A proteína Mglomerulonefritis

N. meningitidis polisacárido capsular A y Cmeningitis

FLORA BACTERIANA

Mecanismo de defensa del huésped

Compiten en el huésped por:

nutrientes

receptores

bacteriocinas

Ácidos grasos volátiles

estimulación continua del S.I.

estimulación de factores inmunes (Anticuerpos naturales)

COMPETENCIA POR NUTRIENTES

BIOFILM MICROBIAL

Matriz que se adhiere a superficies o interface

Forman microcolonias

Sistema primitivo circulatorio

Acceso a nutrientes, eliminación H2O y comunicación

Implantes médicos, catéteres, válvulas artificiales, aparatos ortopédicos, lentes de contacto

TOXIGENICIDAD

EXOTOXINAS

ENDOTOXINAS

DIFERENCIAS ENTRE ENDOTOXINAS Y EXOTOXINAS.

 Característica  Endotoxinas  Exotoxinas

Microroganismo Gram(-)  Gram (+) y Gram (-)

Naturaleza química Lipopolisacáridos  Proteínas o péptidos

Relación con el microorganismo

Componente de la pared celular

 Productos del metabolismo

Estabilidad al calor Estable  Lábil

Toxoides No  Si

Neutralización por anticuerpos

Parcial  Completa

Acción Inespecífica  EspecíficaToxicidad Menor  Mayor

Dosis letal Alta  Baja

Enfermedades representativas

Fiebre tifoidea, Meningitis meningocócica

Tétanos, Botulismo, Gangrena gaseosa, Difteria, Cólera

OTROS CRITERIOS POR LOS CUALES SE HAN CLASIFICADO LAS TOXINAS

Su tejido blanco o celular de acción

enterotoxinas, neurotoxinas, leucotoxinas

Su mecanismo de acción toxinas proteolíticas, toxinas ribosilantes del ADP, toxinas adenil ciclasas

Su blanco intracelular proteínas G de bajo PM

Su efecto biológico toxinas dermonecroticas, que producen edema, hemolíticas, que promueven linfocitosis

Los organismo que las producen

pertussi, cólera, botulínica

EXOTOXINASProducida por bacterias Gram (+) y (-)ToxoideModelo A - B (Gill et al)

No son necesarias para el crecimiento bacteriano, pero pueden ser esenciales para la sobre vivencia y diseminación de la bacteria

TOXINA DE LA DIFTERIA

C. diphtheriae

Bacilo Gram (+)

vías respiratorias y heridas

bacteriófago

disponibilidad de Fe

Se une a molécula similar a EGF que fija la heparina

MECANISMO DE ACCIÓN DE LA TOXINA DIFTERICA

TOXINA DEL TETANOS – TETANOSPASMINA

C. tetani

Bacilo Gram (+)

Alcanza SNC por transporte retrógrado por los axones

Toxoide

Espasmos musculares

Sialogangliosido GT1

MECANISMO ACCIÓN TETANOS

degrada la sinaptobrevina

inhibe liberación neurotransmisores

ácido -aminobutirico

unión a extremos de terminaciones periféricas

interneuronas inhibitorias

MECANISMO ACCIÓN DE LA TETANOSPASMINA

Toxina se une a membrana

Viaja por transporte retrogrado

A través del axon hasta cordón espinal

Atraviesa sipnasis en dirección retrograda

Alcanza axones de neuronas inhibitorias

Inhibe la liberación de ácido -aminobutírico

espasmos

rigidez

reflejos trismos

disfagia

laringoespasmosfiebre leve

TOXINA DEL BOTULISMO

C. botulinum

Toxina se encuentra en alimentos

Toxina termolabil

Tipo A, B y E

Afecta SNC

Parálisis flácida

Sialogangliosido GD1B

Cliva sinaptobrevina

MECANISMO ACCIÓN DE LA TOXINA DEL BOTULISMO

cerebro

Espinadorsal

1

2

3

4

tríceps bíceps

5

6

NORMAL BOTULISMO TETANOS

TOXINA DEL COLERA

V. cholera

Intestino – borde en cepillo

Serotipo O1

Subunidad B – 5 péptidos

relacionada con enfermedad diarreica

Sialogangliosido GM1

MECANISMO DE ACCIÓN

DE LA TOXINA

DEL CÓLERA

MECANISMO DE ACCIÓN DE LA TOXINA DEL CÓLERA (continuación)

pr. G se une a GTP y estimula la ciclasa a producir cAMP

Toxina promueve el estado activo de la pr.G

{cAMP} inhibe absorción de Na y secreción de Cl

ENVENENAMIENTO ALIMENTARIO POR STAPHYLOCOCCUS

S. aureus

alimentos inadecuada refrigeración

6 serotipos enterotoxinas

mecanismo de acción desconocido

absorbida en intestino

estimula receptores neuronales

centro de vómito en SNC

vomito en forma de proyectil

TOXINA ERITROGÉNICA ESTREPTOCÓCICA

Streptococcus hemolíticos

Exantema eritematoso macopapula en puntilleo

Fiebre escarlatina

Toxina produce antitoxina

Desarrolla faringitis pero no fiebre escarlatina

SINDROME DEL CHOQUE TÓXICO, TOXINA 1 (TSST-1)

S. aureus

Mucosa de vagina o heridas

Mecanismo de acción desconocido

Fiebre alta y exantema difuso (luego descama)

Afecta otros sistemas orgánicos

No invaden torrente sanguíneo

Toxina estreptococica de la escarlatina

Toxina 1 del síndrome del shock tóxico (TSST-1)

Enterotoxinas estafilococicas

Toxina exfoliativa

EXOTOXINAS PIRÓGENAS

Estimulan la proliferación de células T al interactuarcon el complejo MHC clase II

SUPERANTÍGENOS

Mecanismo de activación del superantígeno

La activación de gran número de células T por parte de los superantígenos produce liberación masiva de citoquinas (FNT-alfa, IL-1, e IL- 6, que producen una serie de síntomas clínicos como la fiebre, rash, vómitos, hiptensión, shock, etc.). S. aureus. S. pyogenes.

peptidoglicanosácido teicóicoalgunas proteínas

membrana interna

lipopolisacáridos (LPS)

Gram (+) Gram (-)

ENDOTOXINAS Bacteria Gram(-)

Termoestable

Diferente PM

violeta rosada

LIPOPOLISACARIDOS

Antígeno O

carbohidratos (man-ra-gal)

aspecto de colonia lisa

fagocitosis

altamente antigénica

induce respuesta humoral

clasificación bacteriana

1

2Regióncentral

LIPOPOLISACARIDOS

Lípido A3

Componente tóxico

{endotoxina}

Fiebre

Activación del complemento por la vía alterna

Activación de macrófagos

Estimulación de linfocitos B

{endotoxina}

Shock endotoxico por sepsis bacteriana

Hipotensión y coagulación intravascular diseminada

CARACTERÍSTICAS INMUNOLOGICAS DESENCADENADAS POR ENDOTOXINAS

Anticuerpos contra antígeno O

desencadena

fiebre

coagulopatía

sustancias vasoactivas

necrosis vascular

PEPTIDOGLICANO

Actividad biológica similar a lipopolisacáridos

Dipéptido muramyl (MDP)

Modifica SI. Respuesta celular y humoral

Efectos fisiopatológicos

Liberación de sustancias vasoactivas que producen alteración de la circulación y shock

Activa vía alterna del complemento

Activa vía de la coagulación (coagulación intravascular diseminada – CID)

Diarrea, aborto, postración, shock, muerte, secuestro Fe3+ en hígado

Determinantes de virulencia codificados por plásmidos y fagos.

Microorganismo  Factor de virulencia

 Plásmidos

Escherichia coliBacillus anthracisStaphylococcus aureusClostridium tetaniStreptococcus mutans

Enterotoxinas, fimbriasToxinasToxinasToxinaDextransucrasa

 Fagos

Corynebacterium diphteriaeStreptococcus pyogenesClostridium botulinumEscherichia coliStaphylococcus aureusStreptococcus pneumoniaeVibrio cholerae

ToxinaToxina eritrogénicaToxinaToxinaToxinaCápsulaToxina