Tema 8 - Micro (2016)

Apunte Español
Universidad Universidad de Lleida (UdL)
Grado Veterinaria + Ciencia y Producción Animal - 2º curso
Asignatura Microbiologia e Immunologia
Año del apunte 2016
Páginas 6
Fecha de subida 23/08/2017
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Microbiología e Inmunología

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8. Ecología de las infecciones microbianas La relación simbiótica es la interacción más o menos estable entre dos o más especies. La Microbiota puede establecer diferentes relaciones simbióticas con el animal huésped. Las tres categorías principales de relaciones simbióticas son: Mutualismo (Antes simbiosis): Es la interacción beneficiosa para todas las especies que participan, tiene un efecto de sinergia.
Comensalismo: Es la asociación que beneficia a una especie y se diferencia con la otra especie.
Parasitismo: Es la relación en al que un organismo (Parásito) vive en otra especie (Huésped) utilizándola para su nutrición y reproducción y causándole un efecto patógeno, que activa los mecanismos de defensa en el huésped.
Pero puede haber otras interacciones entre el huésped animal y los microorganismos que lo habitan y entre los diferentes microorganismos que habitan un mismo huésped.
8.1. Relaciones simbióticas Mutualismo y protocooperación: Efecto positivo, bidireccional. Ej.: Los microorganismos del rumen.
Comensalismo: Efecto positivo de un organismo sobre otro, unidireccional. Ej.: Algunas de las bacterias que habitan las mucosas de los animales.
Parasitismo: Efecto de daño de un organismo sobre otro para obtener nutrientes (Puede derivar hacia predación) o reproducirse en el. Ej.: Los hongos en bacterias.
Amensalismo: Efecto negativo de un organismo sobre otro, unidireccional. Ej.: La producción de antibióticos por parte de estreptomicetos.
Competición: Diferentes microorganismos intentan adquirir el mismo nutriente limitante o bien la misma localización. Ej.: La microflora residente y los microorganismos transitorios.
8.2. Ecología microbiana en animales Microbiota natural: Conjunto de microorganismos que habitan las mucosas y la piel en animales.
Los animales, en condiciones normales, nacen estériles.
En animales sanos, solo se encuentran microorganismo en la piel y las mucosas del cuerpo.
Cuando se detectan microorganismos en la sangre, los tejidos o bien los órganos internos, entonces se puede tratar de un proceso infectivo.
Cuando el equilibrio entre los diferentes microorganismos que forman la Microbiota se rompen y los microorganismos patógenos proliferan y aumentan en número, entonces también se pueden dar procesos infecciosos.
La Microbiota natural es crucial en la defensa del cuerpo: Impide la colonización para posibles patógenos (Competición, síntesis de bactericidas).
Ayuda a la digestión de los alimentos y sintetiza algunas vitaminas.
Es un estímulo constante para el desarrollo del sistema inmunológico y regula la respuesta inflamatoria.
Microbiota: Organismo beneficioso (La mayoría), organismo con una relación de comensalismo y algunos patógenos posibles (En proporción muy baja).
69 8.3. Sistema digestivo Digestiones parciales por fermentaciones en otras especies de herbívoros: Hipopótamo (Sacos ciegos en el estómago).
Elefante, marsupiales (Estómago sacular).
Fermentación pregástrica: Perritos de la pradera (Bolsa al esófago).
Hamster (Bolsa pregástrica al estómago).
Muy pocos microorganismos sobreviven al paso por el estómago. El radio de dilución es bastante alto. La proliferación depende de la adhesión a las células epitelios. Las sales biliares pueden inhibir el crecimiento en ciertas bacterias.
Mamíferos, intestino delgado: El feto al nacer adquiere básicamente lactobacilos. Se establecen durante la lactación. Al cambiar la dieta, se van sucediendo otras especies: Se mantienen los lactobacilos y aparecen estreptococos y enterobacilos. El íleon está colonizado por bifidobacterias. Dominan los anaerobios estrictos (Bacteroides, clostridis y otras gram + no formadoras de esporas).
Intestino grueso: Ciego y colon El ciego es una protuberancia sin salida en la unión del intestino delgado y el grueso. Según cada especie animal, varia en forma y tamaño. La pared es gruesa.
No hay vellosidades: Absorción por difusión pasiva. No hay actividad secretora. Tiene movimiento, para mezclar los alimentos. Se fermentan los restos alimenticios, que pueden estar mucho tiempo retenidos. Se producen Ácidos Grasos Volátiles (AGV). Sobre todo en herbívoros no rumiantes, se consigue un alto porcentaje de energía debida a la fermentación (Postgástrica) de los restos vegetales.
Algunas bacterias son comunes a los del rumen ya que el ambiente es semejante Cerdos: Bacteroides ruminicola, SElenomonas ruminantum, Butyrivibrio fibrisolvens.
Hervíboros: Bacteroides y ruminococos.
Pollos: Se puede encontrar Gemmiger farmicilis.
70 Los microorganismos presentes producen AGV (Que el huésped utiliza como fuente de energía), vitamina B y proteínas.
El colon tiene mucosa, hay mecanismo de transporte activo para la absorción de nutrientes. El ratio de dilución bajo = tránsito lento. Las bacterias se pueden multiplicar mucho y rápidamente. En la mayoría de los casos es el lugar de absorción de agua. En el colon hay un aumento de gram + respecto al ciego, la mayoría son anaerobios estrictos o bien facultativos. En animales carnívoros el colon no está tan saculado como en herbívoros o bien omnívoros.
Cerdos: Bateroides sussinogenes, Ruminococcus flavefaciens, que son celulolíticas.
Rumiantes Las fibras son la pared celular de las plantas, que contienen pectina, hemicelulosa, celulosa y lignina. Estas fracciones diferentes muestran los diversos grados de digestibilidad en el rumen. De hecho, el principal factor de variabilidad de la digestibilidad del alimento (forraje o piensos ...) es su contenido de lignina. La lignina es un compuesto indigestible que impide que los microorganismos del rumen de acceder a las fracciones de celulosa y hemicelulosa de las fibras. Hemicelulosa, celulosa y lignina forman la fracción de NDF (fibra detergente neutro).
Hongos y protozoos presentes en el rumen Principalmente hongos flagelados anaerobios. La función de degradación de restos vegetales con lignina, que colonizan y penetra. Pueden fermentar la celulosa y producen AGV como ácido acético, butírico o propiónico. Los protozoos ciliados son anaerobios, fermentan el almidón y la celulosa y engullen bacterias. Las proteínas de las bacterias son asimiladas o bien fermentadas hasta a AGV y amonio. Se piensa que tienen la función de controlar la población de bacterias del rumen y ayudar al reciclaje del nitrógeno.
8.4. Sistema respiratorio Hay una población basal de bacterias aerobias, un gran número, y una población transitoria que varía según el ambiente, en bajo número.
Si los microorganismos pasan a la tráquea, son eliminados inmediatamente por las defensas.
En animales sanos los pulmones están estériles, si entra algún microorganismo es destruido inmediatamente.
Los alimentos que generan polvo aumentan la probabilidad que los microorganismos que llegan a los pulmones.
Cavidad nasal La composición exacta varía mucho según la especie y la región o país donde está el animal. Predominan los organismos aerobios, como estafilococos o tolerantes al oxígeno, como estreptococos.
Mamíferos: Hay microorganismos aerobios (Estafilococos) o aerotolerantes (Estreptococos). Se pueden encontrar patógenos como la Pasteurella, en condiciones normales manteniendo un bajo número y no causen infecciones.
Pollos: Dominan las gram + (Estafilococos, estreptococos) en nariz y tráquea y Corynebacterium también en pulmones. Lactobacillus y Bacillus son enos comunes. Pasteurella se puede encontrar en pollos pero nunca en pavos y patos. Se encuentra Micoplasma y bacilos gram cuando hay un historial largo de infecciones en aquel lugar.
8.5. Sistema reproductor Hay estudios muy intensos en hembras que declaran que la Microbiota natural se encuentra en la vagina.
Normalmente el útero está libre de microorganismos y el feto también se mantiene estéril. Eso es posible gracias a 71 cérvix (Proteínas catiónicas). La Microbiota de la vagina está compuesta sobre todo por anaerobios estrictos. Los facultativos y los aerobios son minoritarios, también incluyen Mycoplasma. Alterar esta Microbiota puede causar infecciones en el útero.
8.6. Sistema urinario Normalmente solo hay microorganismo en la parte más distal (Externa) de la uretra. Si algún microorganismo llega a la parte alta, entonces puede haber una infección. Raramente pasa ya que hay mecanismos para evitar que los microorganismos colonicen la parte alta como la orina, barreras estructurales, actividad antimicrobiana de la mucosa y de la orina. Por ejemplo, en vaca normalmente se encuentra Corynebacterium, estafilococos, coliformes y enterococos en orina. Hay más variedad de microorganismo en hembras que en machos.
8.7. Conjuntiva (Ojo) La población de bacterias que se pueden encontrar en la conjuntiva refleja normalmente la contaminación ambiental. En animales sanos se pueden encontrar Bacillus, Staphilococos epidermis, Streptococos faecalis. En vacas también se encuentras hongos: Cladosporium, Penicillium. Depende mucho de la estación del año, el área geográfica y el ambiente. En patos 8.8. La piel La piel es un ambiente muy desfavorable para la proliferación de microorganismo debido a las diferencias propiedades: Sequedad, pH relativamente bajo, descamación, secreciones de ácidos grasos y el sistema inmune de la piel. La competición con la flora residente es muy grande, ya que las bacterias endógenas secretan ácidos grasos volátiles o antibióticos y ocupan los diferentes nichos. Los microorganismos se encuentran en la epidermis más superficial y en los folículos del pelo y las glándulas. Dominan las bacterias aerobias, gram +, sobre todo estafilococos coagulasa negativos. Difteroides anaerobio facultativos (Corynebacterium) y estrictos (Propionibacterium) están casi siempre presentes. De los gram -, solo los Acinetobacter se consideran residentes. Algunas levaduras lipofílicas pueden estar presentes en bajo número. Como la flora transitoria, los estafilocos coagulasa positivos son los más importantes, Enterobacterias también.
8.9. Patogenicidad y virulencia La bacteria patógena es cualquier bacteria capaz de causar una enfermedad. Esta capacidad se denomina patogenicidad. La virulencia es la medida cuantitativa de la patogenicidad o de la probabilidad de causar una enfermedad que tiene un cierto microorganismo. Las características del agente patógeno que determinan la virulencia: Invasividad, infectividad y potencial patógeno. Los factores de virulencia son productos celulares o bien componentes estructurales que dan a un microorganismo la capacidad de establecerse en un huésped concreto y aumentar su potencial para causar una enfermedad. Incluyen toxinas, adhesinas, cápsula y enzimas hidrolítico que contribuyen a la invasión.
Los microorganismos patógenos oportunistas son organismo de la Microbiota que puede producir enfermedades en ciertas circunstancias: Acceden a diferentes localizaciones del organismo: Por ejemplo, estreptococos del tracto respiratorio superior que pasan a la sangre y pueden dañar el corazón.
En huéspedes comprometidos o inmunodeprimidos: Esta condición puede estar causa por malnutrición, cáncer, un traumatismo pasan a la cavidad peritoneal, causando supuración y bacteremia.
72 8.10.
Estadios del proceso de infección Adhesión: Fijación del microorganismo al huésped, mediante factores de adhesión (Adhesinas) que son estructuras o moléculas de superficie, que participan en la especificidad de tejido ya que se unen a receptores complementarios presentes en la superficie de las células del huésped.
Colonización: Establecimiento de un lugar de multiplicación del microorganismo encima o dentro del huésped.
La colonización depende de la capacidad para competir con la Microbiota por los nutrientes y el espacio.
Invasión: Entrada en las células y tejidos del huésped, que permite a muchas bacterias sobrevivir y multiplicarse.
Algunos pueden penetrar en el epitelio del huésped activamente (Producción de sustancias líticas que alteran el tejido, degradando membranas basales, el glucocalix o bien alterando la superficie celular). Otras pueden entrar de forma pasiva (A través de lesiones o úlceras en una mucosa o bien heridas o quemaduras en la piel, a través de picaduras de insectos o a través de fagocitosis y endocitosis por tanto de las células del huésped).
8.11.
Toxinas Una toxina es una sustancia propia de un organismo (Un producto metabólico o bien un componente estructural) que altera el metabolismo normal de las células del huésped, con efectos perjudiciales. Se diferencian: Exotoxinas: Sustancias tóxicas que producen las bacterias y que son secretadas fuera de la célula bacteriana.
Responsables de patología como el botulismo, el tétanos y la difteria.
Endotoxinas: Producidas por las bacterias como parte integral de la célula. Las más conocidas son los lípidos A que forman el LPS de las gram -. Solo se liberas cuando las bacterias se mueren. Ej.: Causan los síntomas de la intoxicación por Salmonella.
La infección es causada por el crecimiento y la multiplicación del patógeno (Invasividad) que provocan alteraciones en los tejidos. Estos patógenos pueden sintetizar toxinas localmente.
La intoxicación es la entrada en un huésped de una toxina preformada, que puede causar una enfermedad incluso sin la presencia del microorganismo que lo ha producido. Ej.: La toxina botulínica.
Durante la evolución de las bacterias se han desarrollado mecanismos adaptativos para interaccionar con los huéspedes, y en muchos casos tienen un impacto negativo en el huésped. Las toxinas son ejemplos de tipos de respuestas adaptativas.
8.11.1. Tipos de exotoxinas según estructura y actividad fisiológica Toxinas activas en superficie (tipo I) Se unen a un receptor en la superficie celular y estimulan señales de transducción.
Superantígenos Producidos por muchas bacterias. Los superantígenos estimulan el sistema inmunitario mucho más que los antígenos normales. Estimulan la proliferación inespecífica de células T ya que entrecruzan los receptores de estas células con los productos del complejo principal de histocompatibilidad de clase II (MHC class II) de las células presentadoras de antígenos. Más del 20% de las células T son activadas y secretan masivamente citoquinas proinflamatorias, lo que lleva al shock tóxico.
Enterotoxinas estables en altas temperaturas Son pequeños péptidos que pueden resistir temperaturas de hasta 100ºC. Algunas cepas de Escherichia coli producen este tipo de toxinas. Las diferentes toxinas reconocen diferentes receptores en la superficie de las células 73 del huésped, afectando diferentes vías de señalización. Por ejemplo las STA: unen y activan la enzima guanilato ciclasa asociado a la membrana, lo que lleva a la acumulación de GMP cíclico. El resultado es la pérdida de electrolitos y agua de las células intestinales.
Toxinas disgregadoras de membrana (tipo II) Tienen actividad hemolisina y citolisina, pero a bajas cantidades funcionan modificando las señales de transducción del huésped, sin producir lisis.
Toxinas formadoras de poros Interaccionan con diferentes componentes de la membrana de las células huésped Y forman poros. Por ejemplo, la alfa toxina de Staphilococcus aureus.
Fosfolipasas Deshacen la estructura de los fosfolípidos de la membrana. Por ejemplo, la alfa toxina de Clostridium perfringens, que causa gangrena gaseosa.
Toxinas intracelulares (tipo III) La mayoría actúan sobre los ribosomas eucarióticos e inhiben la síntesis de proteínas.
Algunas modifican el ribosoma directamente: Toxina Shiga de Shigella dysenteriae.
Otros modifican el factor de elongación EF2: Toxina de la difteria (añade un grupo ADP-ribosa a EF2 y la inactiva).
Otras toxinas modifican diferentes moléculas: Toxina del cólera: ADP-ribosila la enzima adenilato ciclasa (provoca un aumento de AMP cíclico y la salida de electrolitos y agua de las células de la pared del intestino, provocando graves diarreas).
Pueden acceder a la célula huésped a través de la membrana: Sistema de secreción tipo III que inyecta directamente desde el citoplasma de las bacterias en el citoplasma del huésped las toxinas (SSTT de Yersinia).
Endocitosis (por ejemplo las toxinas AB, toxina del cólera).
La subunidad B (Binding) se une a los sitios de reconocimiento en la membrana de las células huésped (gangliósidos). La subunidad A (Activa) entra en la célula Y tiene actividad enzimática que afecta a diferentes procesos de la célula. Permiten desarrollar vacunas específicas (antitoxinas): el dominio B forma toxoides que activan una respuesta inmune en el huésped.
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