FACTORES DE VIRULENCIA

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Texto completo

(1)

FACTORES DE

VIRULENCIA

(2)

Interacciones entre los Microorganismos y el Hombre

Muy pocos microorganismos producen enfermedad

Algunos son

potencialmente patógenos

La mayoría de los microorganismos no producen enfermedad

(3)

La patogénesis es un proceso

multifactorial

que depende de la

especie o cepa del microorganismo

(factores de virulencia) del

estado inmune del hospedador

, y del

número de organismos en

la exposición inicial

.

AMBIENTE HOSPEDADOR

PATÓGENO

(4)

Cualquier característica genética, bioquímica o estructural que le

permite al microorganismo producir enfermedad infecciosa en el

(5)

•Infección

crecimiento y multiplicación del patógeno en o sobre el hospedador, El patógeno tiene acceso a una parte del cuerpo humano, evitando las defensas del hospedador, invade los tejidos y se multiplica estableciendo una infección.

•Enfermedad infecciosa

Daño o alteración del estado fisiológico o metabólico producido por el microorganismo o sus toxinas en el hospedador durante la infección.

Infección no es sinónimo de enfermedad infecciosa

(6)

¿ Qué es un Patógeno?

Microorganismo capaz de causar una enfermedad infecciosa

PATÓGENO PRIMARIO: causa enfermedad por interacción directa con el

hospedador después de la infección. Generalmente no se encuentra asociado con el hospedador. Hospedador sano.

• Mycobacterium tuberculosis, virus influenza.

PATÓGENO OPORTUNISTA: causa enfermedad sólo bajo ciertas circunstancias. Generalmente puede ser parte de la microbiota normal. Hospedador

inmuno-comprometido.

• Enterococcus faecium, Candida albicans (microbiota normal)

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DEFINICIONES

•Patogenicidad:

Capacidad de un microorganismo para causar enfermedad. Se usa para describir o comparar especies.

•Virulencia:

Grado de patogenicidad de un microorganismo. Se usa para describir o comparar cepas dentro de una especie.

•Invasividad:

Capacidad de un organismo para penetrar, sobrevivir a las defensas, multiplicarse y diseminarse. Crecimiento en grandes cantidades por ej.

Staphilococcus neumonie.

•Toxigenicidad:

Capacidad de ciertos organismos para producir exotoxinas que causan daño. Por ej. Clostridium tetani.

(8)

Factores Comunes

Endotoxina (Gram negativas) Cápsula

Flagelo Fimbrias

Variaciones antigénicas de fase

Secuestro de factores de crecimiento (sideróforos)

Factores Asociados con Patógenos específicos

Producción de exotoxina

Expresión de factores de adhesión

Sobrevivencia intracelular y multiplicación

(9)

Factores de virulencia que son importantes en la patogenia por Salmonella .

(10)
(11)

Entrada de bacterias

superficies vulnerables del cuerpo

Boca

Ojos

Traumas

Tracto

respiratorio

Artrópodos

Tracto

genitourinario

GI

(12)

Factores de virulencia que promueven la colonización

Las bacterias deben:

Adherir a células y resistir la eliminación (colonización)

Contactar con las células

Invadirlas

Resistir fagocitosis y complemento

Evadir las defensas

(13)

Mucosas, piel, via parenteral

Vía preferida

•Carbunco: Piel DI 50 10- 50 endosporas

•Mucosa respiratoria (Inhalación) DI50 1 x 104

•Mucosa digestiva DI50 1 x 106

(14)

1. Tropismo tisular

2. Especificidad de especie

3. Especificidad genética dentro de una especie

Adherencia específica de bacterias a

(15)

2.- Adherencia

Adherencia específica Adhesinas/ligandos:

Implica la formación de uniones tipo ligando-receptor (uniones covalentes) entre moléculas complementarias sobre cada una de la superficie celular.

Ej. Neisseria gonorrhoeae Proteínas Opa –CD 66 epitelio urogenital

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• Adhesina • Fimbria

• Glucocálix y Cápsula • Lipopolisacárido (LPS)

• Ácidos teicoicos y ácidos lipoteicoicos (LTA)

FACTORES DE ADHERENCIA

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Adhesinas en la pared bacteriana Membrana celular del hospedador Receptor Adhesinas: proteínas de

pared celular que se fijan a

moléculas receptoras específicas sobre la célula hospedadora

y capacitan a la bacteria para

adherir íntimamente a esa

célula, colonizar y resistir la eliminación física

(18)

2.-

Adherencia

Glicocalix:

Streptococcus mutans

Fimbrias

: Escherichia coli fimbrias tipo I (tracto unirnario)

Proteina

M: Streptococcus pyogenes

(19)

Son proyecciones moleculares parecidas a pelos.

Están compuestos de moléculas de proteína, llamada pilina

agrupadas en forma de tubo con un pequeño centro hueco

Hay dos tipos:

- común

- sexual

Los pilis comunes cubren la superficie de la célula. A menudo son

adhesinas y son responsables de la capacidad de la célula de

colonizar superficies y células

A veces se las denomina fimbrias

(20)
(21)
(22)

Cuando son cultivadas sobre medios sólidos, las bacterias

capsuladas dan lugar a colonias lisas, a menudo mucoides

Las variantes acapsuladas producen colonias de desarrollo más

lento, son rugosas o no mucoides

La cápsula contiene el antígeno capsular o K

Funciones

• Fijación o adherencia

• Evasión de fagocitosis

(23)

Muchas bacterias se rodean de uno u otro tipo de gel hidrofílico.

Si el material forma una capa razonablemente discreta, se denomina

cápsula. Si la apariencia es amorfa se denomina capa de slime.

La mayoría de las cápsulas o capas de slime son polisacáridos, algunas son péptidos simples y muy pocas proteínas.

Cepas lisas o S capsuladas virulentas

Cepas rugosas o R no capsuladas y no virulentas (excepciones)

CÁPSULAS

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(25)

Bacillus anthracis – Azul de Metileno

FCV 2004

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• Lipido A potente modificador de la respuesta biológica que puede estimular el sistema inmune de los mamíferos

.

Durante la enfermedad infecciosa causada por Bacterias Gram- negativas , La endotoxina liberada de las células que se multiplican tiene efectos similares sobre animales y contribuyen a los síntomas y patología de la

enfermedad .

(29)

3.- Invasión

• Penetración activa a través de la mucosa del hospedador o membranas del epitelio.

• Penetración pasiva. Ej. lesiones en la piel, picaduras de insectos, heridas.

HIALURONIDASA COLAGENASAS NEURAMINIDASAS ESTREPTOQUINASA ESTAFILOQUINASA FOSFOLIPASAS LECITINASAS HEMOLISINAS COAGULASA ESTAFILOCOCICA INVASINAS

PROTEÍNAS EXTRACELULARES QUE PROMUEVEN LA INVASIÓN

(30)

EXOTOXINAS ENDOTOXINAS

Excretadas • En Gpos y Gneg • Proteínas • Inestables • Muy antigénicas • Muy tóxicas • Producen toxoides • Muy específicas • Actividad enzimática • Ocasionalmente dan fiebre

• Parte de pared celular • En Gneg • LPS • Estables • Poco antigénicas • Toxicidad moderada • No producen toxoides • Poco específicas • No tienen actividad enzimática • Pirogénicas

TOXINAS BACTERIANAS

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Toxigenicidad

• Exotoxinas – son secretadas por las célula vivas

Naturaleza química: proteínas letales toxoide afectan células específicas del -hospedador

-Pueden viajar de una parte a otra del cuerpo (ej. toxiina tetánica, diftérica) -Tres tipos principales:

Toxinas A-B

Toxinas citolíticas

Toxinas Superantígenos

• Endotoxinas – parte de la pared celular

(32)

Exotoxinas citolíticas

Fosfolipasas

Destruyen la integridad de las

membranas eucariotas

Formadoras de poro

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Efectos biológicos: dermonecrótica, productoras de edema,

hemolítica, productoras de diarrea.

CLASIFICACIÓN DE LAS

TOXINAS

Patrón de liberación

: endotoxina o exotoxina

Blanco celular / tejido: enterotoxinas, neurotoxinas,

leucotoxinas, hemolisinas.

Mecanismo de acción:

Toxinas que dañan la membrana (citolisinas) Toxinas moduladoras de receptor

Toxinas internalizadas / enzimáticamente Toxinas ADP-ribosilantes

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Efectos fisiopatológicos

Producen estado de inflamación

generalizado

Fiebre (estimula pirógenos endógenos).

IL-1

TNF, aumento de permeabilidad,

hipotensión Diarrea

Disminución de leucocitos, plaquetas.

Coagulación intravascular diseminada,

Altas dosis pueden producir la muerte

shock hemorrágico y necrosis tisular

Toxicidad inferior a la de las exotoxinas

DL

50

= 200 a 400 μg

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Invasinas

Salmonella

Altera la actina al entrar

a la célula

hospedadora.

Listeria

Usan la actina para

moverse de una

célula a otra.

Penetración dentro del citoesqueleto de la célula

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4.- Colonización y Crecimiento

-Temperatura, pH, oxígeno.

-Nutrientes (aminoácidos),Vitaminas ,factores de crecimiento,

elementos traza (ej Fe) pueden no estar disponibles.

-Control de la expresión de los genes de virulencia por factores

ambientales. Ej. El

Corynebacterium diphtheriae

, el gen de la toxina

diftérica regulado por la concentración de Fe.

(38)

MECANISMOS DE DEFENSA

• Defensas constitutivas: proporcionan protección

general contra la invasión, colonización e infección. Se

denominan naturales o innatas (inespecíficas).

Defensas inducibles: producidas por exposición a

un patógeno. Involucra la respuesta inmune y son

específicas (adaptativas).

(39)

DEFENSAS

CONSTITUTIVAS

Se deben considerar los siguientes aspectos:

• Resistencia de especie

• Edad

• Sexo

• Estrés

• Malnutrición

• Enfermedad intercurrente

• Estado inmunitario

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•Sustancias antibacterianas (lisozima, saliva, sales

biliares)

• Mecanismos de defensa de tejidos y sangre:

lactoferrina, transferrina, fagocitos (macrófagos y PMN),

sistema complemento y proteína de unión a manosa

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DEFENSAS INDUCIBLES

Inmunidad

Activa

Natural

Artificial

Post infecciosa

Vacunas

Inmunidad

Pasiva

Natural

Artificial

Calostro

Sueros hiperinmunes

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BARRERAS ANATÓMICAS

Piel

• Membranas mucosas

• Tracto respiratorio

• Boca, estómago, intestino

• Tracto urogenital

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Los

neutrófilos y macrófagos

son las

principales células del sistema inmune

innato, capaces de prevenir que se

establezca la infección a través de la

unión e ingestión de los microorganismos

invasivos mediante el proceso de

fagocitosis.

4.- Crecimiento

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ETAPAS FAGOCITOSIS

Contacto entre fagocito y célula bacteriana

• Engolfamiento

• Formación del fagosoma

• Fusión con el lisosoma

• Muerte y digestión

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Microorganismo detectado por el fagocito o macrófago.

El mecanismo lo rodea mediante seudópodos macrófago El fagosoma se funde con el lisosoma Digestión enzimatica en el fagolisosoma El material no digerido es expulsado por exocitosis.

PROCESO FAGOCÍTICO

Esquema del proceso de fagocitosis.

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Cápsula externa ProteasasIgAasa Peptidasa C5b Modificación de la estructura

del antigeno LPS O Exotoxina citolitica que matan

fagocitos

Produciendo y viviendo dentro

de un biofilm Evitando la fagocitosis

Invasión no fagocítica de las células

Supervivencia dentro de fagocitos

Estrategias para evadir el

sistema inmune

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Evasión del sistema inmune

Ej.

Cápsula impide la unión y activación del complemento Streptococcus neumoniae

Proteína M fija a S. pyogenes a las células epiteliales

(49)

Las bacterias encapasuladas son más resistentes a la

fagocitosis

Resisten mejor a la acción de la fagocitosis de las células del sistema inmune

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Inhibe la fusión del fagosoma-lisosoma

Escape del fago (liso) soma hacia el citoplasma actuando sobre los filamentos de actina.

Ej: Shigella – IscA; Listeria – ActA Inhibición del estallido respiratorio. Modificación de la vacuola fagocítica. Lisis de la membrana vacuolar.

Inducción de apoptosis. Ej Listeria – listeriolisina O

Resiste a la acción del fagolisosoma Ej. M. tuberculosis

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