(A TRAVÉS DE TOXINAS Y ENZIMAS)
Las toxinas microbianas pueden ser clasificadas como exotoxinas y endotoxinas (Cua- dro 14.1). Las exotoxinas se producen durante el metabolismo de las bacterias y son secretadas al ambiente que las rodea; mientras que las endotoxinas forman parte de la pared celular y son liberadas en grandes cantidades sólo cuando la célula se lisa.
Exotoxinas
Las exotoxinas se producen primariamente por las bacterias grampositivas y en ocasiones por las gramnegativas. Son proteínas inmunogénicas que a menudo se comportan como enzimas. Sus efectos pueden manifestarse tanto local como sistémicamente, dependiendo de la toxina.
Las exotoxinas pueden ser clasificadas acorde con el sitio de acción o efecto biológico. Las neurotoxinas, como la toxina tetánica y toxina botulínica, ejercen su acción primaria sobre el sistema nervioso. Las enterotoxinas actúan sobre el tracto intestinal. Numerosas bacterias, incluyendo Shigella dysenteriae, E. coli y Staphylococcus aureus, producen enterotoxinas. Las citotoxinas, como la toxina diftérica, destruyen las células.
Claviceps purpurae. Ninguno de esos hongos invaden los tejidos humanos, pero pueden
ser responsables indirectos de enfermedad en el hombre por la contaminación de diferentes alimentos.
En los últimos años se ha avanzado considerablemente en definir la estructura y meca- nismo de acción de varias exotoxinas bacterianas. Muchas proteínas exotoxinas tienen una estructura A-B. La mitad A de la toxina es la parte activa y es responsable de la toxicidad. El componente B de la toxina es un polipéptido, el cual está unido a la molécula completa por receptores específicos sobre la superficie celular y en muchos casos facilita el paso del componente A, a través de la membrana, al interior del citoplasma.
Las exotoxinas bacterianas tienden a actuar en una de tres amplias formas: lisando las membranas celulares (ejemplo: α-toxina lecitinasa del C. perfringens y estreptolisina O de S.
pyogenes); causando daño celular por interferencia con la síntesis proteica (toxina de C. diphteriae y exotoxina A de P. aeruginosa); o interfiriendo con la función celular por eleva-
ción o depresión de las actividades normales (enterotoxina de V. cholerae).
Endotoxinas
Las endotoxinas forman el componente lipopolicasárido (LPS) de la membrana externa de las bacterias gramnegativas.
La toxicidad de las endotoxinas reside en el lípido A, y la potencia de estas varía grande- mente entre los organismos gramnegativos: algunas son extremadamente tóxicas; mientras que otras no lo son.
La endotoxina es el iniciador primario del choque séptico por bacterias gramnegativas. La producción de toxinas por las bacterias puede estar mediada por la presencia de un plásmido o un bacteriófago y no necesariamente estar regulada por el cromosoma bacteriano. Las enterotoxinas de E. coli y la toxina exfoliativa de Staphylococcus aureus están codifica- das por plásmidos. Las toxinas que son codificadas por fagos lisogénicos incluyen: la toxina diftérica, las toxinas botulínicas C y D, las toxinas de Clostridium novyi y la toxina eritrogénica de los estreptococos (exotoxinas pirogénicas).
Cuadro 14.1. Algunas características de las exotoxinas y endotoxinas
Exotoxinas Endotoxinas
Excretadas por células vivas; se hallan en concen- Parte integral de la pared celular de las bacterias traciones elevadas en medio líquido gramnegativas. Liberadas por muerte bacteriana
y en el crecimiento. Para mostrar actividad biológica no es necesaria su liberación
Pueden ser producidas por bacterias grampositivas Sólo se encuentran en las bacterias gramnegativas y gramnegativas
Polipéptidos con un peso molecular de 10 000 a Lipopolisacáridos complejos. Es probable que la 900 000 fracción de lípido A sea la causa de la toxicidad Relativamente inestables; su toxicidad a menudo Relativamente estables; soportan calor mayor puede ser destruida con rapidez por calor mayor de 60 °C durante horas, sin perder la toxicidad de 60 °C
Muy antigénicas: estimulan la formación de antitoxi- Inmunógenos débiles; los anticuerpos son na en título alto. La antitoxina neutraliza la toxina antitóxicos y protectores. La relación entre títu-
lo de anticuerpo y protección de la enfermedad es menos clara que con antitoxinas
Convertidas a toxoides atóxicos antigénicos que se No son convertidas a toxoides utilizan para inmunizar (ej.: toxoide tetánico)
Muy tóxicas; mortales para animales de laboratorio Su toxicidad es moderada; mortales para anima- en dosis de microgramos o menos les de laboratorio en decenas a centenas de
microgramos
Por lo general, se unen a receptores específicos en No se han encontrado receptores celulares espe-
las células cíficos para ellas
Por lo común, no producen fiebre en el hospedero Por lo común, causan fiebre en el hospedero por la liberación de interleucina-1 y otros mediado-
Tomado de: Jawetz E y cols. Microbiología médica de Jawetz, Melnick y Adelberg. 15ta ed., 1996.
Enzimas
La invasión bacteriana de los tejidos es facilitada con frecuencia por la liberación de enzimas. Entre ellas se encuentran las hialuronidasas, colagenasas, coagulasas y fibrinolisinas. Además, los hongos pueden elaborar enzimas; ejemplo: los dermatófitos producen queratinasa, la cual les proporciona la habilidad de invadir los tejidos queratinizados, tales como el pelo, la piel y las uñas.
Otras dos enzimas adicionales que parecen ser importantes en la patogenicidad de los hongos son: la fenoloxidasa y la proteinasa. La producción de fenoloxidasa, la tolerancia de temperatura y la encapsulación son mecanismos importantes de patogenicidad para
Cryptococcus neoformans. La fenoloxidasa es la enzima responsable de la habilidad de C. neoformans para producir melanina sobre medios que contengan compuestos fenólicos. La
manera en la cual la fenoloxidasa promueve la virulencia no se conoce, pero cepas deficien- tes de esta enzima son avirulentas para el ratón.
Las proteinasas son designadas como factores de virulencia para Sporothrix schenckii,
Aspergillus, Candida y Coccidioides immitis. Aunque la función precisa de esas enzimas
varía en cada organismo, en general están involucradas en la iniciación, extensión y disemi- nación de la infección fúngica.