TEMA 2: MECANISMES DE PATOGENICITAT BACTERIANA (2017)

Apunte Catalán
Universidad Universidad de Barcelona (UB)
Grado Farmacia - 3º curso
Asignatura Microbiologia II
Año del apunte 2017
Páginas 7
Fecha de subida 06/10/2017
Descargas 1
Subido por

Descripción

Carme Fusté

Vista previa del texto

MICROBIOLOGIA II    LABRAT  TEMA 2: MECANISME DE PATOGENICITAT BACTERIANA  La patogenicitat és el conjunt de mecanismes i estructures que tenen els bacteris, mitjançant els  quals, són capaços de produir una malaltia sobre un individu. Aquesta patogenicitat està lligada  a estructures de les cèl∙lules bacterianes:  ‐ Càpsula: permet al bacteris adherir‐se a la superfície de determinades cèl∙lules. Algunes  càpsules són antifagocitàries i, així, eviten que el bacteri pugui ser fagocitat pel sistema  immune de l’hoste.  ‐ Pilis o fímbries  ‐ Lipopolisacàrid (LPS)  Els  bacteris  poden  secretar  al  medi  diferents  molècules  que  facilitin  la  invasió  dels  teixits.  A  través d’aquestes mecanismes es podrà produir la infecció o colonització del cos. Però en el cas  d’infeccions de virus no es parla de malaltia, sinó d’infecció o malaltia asimptomàtica. Només  parlem de malaltia si es produeix un canvi important en l’organisme.   La colonització dels individus a través dels bacteris es pot fer per invasió de l’individu o a través  de toxines.  2.1.PROCÉS D’INVASIÓ:  En el cas de la invasió existeixen diferents fases:  I. CONTACTE: cal una primera adherència a la superfície de l’hoste. Es produeix a través de teixits  exposats a l’exterior o per unió a teixits específics. Pot ser de dos tipus:  ‐ Adherència no específica: crea una certa unió a través d’interaccions hidrofòbiques o  per atracció electrostàtica.  ‐ Adherència específica: permet l’entrada del bacteri dins del cos. Hi ha estructures del  bacteri  que  reconeixen  receptors  específics  de  les  nostres  cèl∙lules  i  s’hi  uneixen,  formant  una  unió  de  tipus  pany  i  clau.  Aquestes  adherències  es  produeixen  en  superfícies  obertes  al  medi  extern.  Els  receptors  varien  segons  els  bacteris  i  el  tipus  d’infecció.  EXEMPLES:    →   E.coli:  produeix pilis o fímbries T1, també anomenades de manoses sensibles. Es  tracta de fibres proteiques de pilina. Al seu extrem hi trobem la proteïna TIP, que determina la  unió  de  la  fímbria  al  receptor  de  l’individu.  Les  fímbries  T1  són  inhibides  per  manoses,  de  MICROBIOLOGIA II    LABRAT  manera que, la proteïna TIP s’uneix a la manosa i evita així la unió als receptors de la cèl∙lula. Les  proteïnes  T1  permeten  la  unió  al  tracte  intestinal.  També  poden  tenir  fímbries  pap,  que  s’uneixen al tracte urinari, provocant cistitis o pielonefritis.   Els bacteris gram positius produeixen altres molècules, les adhesines, proteïnes que trobem a  la part externa de la paret cel∙lular.  →  Streptococcus pyogenes:   té una adhesina, que és una proteïna F, que es pot unir a  l’epiteli de la faringe provocant faringitis.  L’adherència del bacteri és suficient per produir el dany cel∙lular.   →    V.cholerae:      es  pot  unir  al  tracte  intestinal  i  causar  el  còlera.  Una  vegada  unit,  produeix una toxina, la toxina colèrica, que provocarà els danys de la malaltia del còlera.  II.  INVASIÓ:  tots  els  bacteris  que  envaeixen  teixits  interns  ho  fan  gràcies  a  la  creació  de  substàncies que ho faciliten, anomenades invasines:  ‐ Hialuronidasa: despolaritza l’àcid hialurònic, que uneix cèl∙lules del teixit connectiu, i el  destrueix. Facilita l’entrada del bacteri dins de teixit muscular.  ‐ Col∙lagenasa:  hidrolitza  el  col∙lagen  en  l’esquelet  del  múscul,  destruint‐ne  el  teixit  muscular.  ‐ Neuroamidasa: destrueix l’àcid neuramídic, provocant així la destrucció de la mucosa  intestinal.  ‐ Quinases: transformen el plasminogen inactiu en plasmina evitant la coagulació de la  sang que actua sobre la fibrina, facilitant així la invasió del torrent sanguini.  ‐ Fosfolipases:  hidrolitzen  fosfolípids,  eliminant  els  grups  polars  de  la  membrana  i  desestructurant així la cèl∙lula fins al seu trencament.  ‐ Lectinases: hidrolitzen la lectina de les membranes cel∙lulars i desorganitzen la cèl∙lula.  ‐ Hemolisines: hidrolitzen eritròcits. Tenen efecte hemolític, fan forats a les membranes  de les cèl∙lules. Faciliten la invasió del torrent sanguini.  ‐ Leucocidines: formen porus a la membrana del leucòcits  ‐ Coagulasa: transformen el fibrinogen en fibrina provocant així la coagulació de la sang.  A  part  d’aquests  productes,  els  MO  poden  produir  enzims  que  trenquin  el  que  es  troba  a  l’interior de les cèl∙lules, per tal de facilitar l’entrada a zones del nostre cos.  III. PROLIFERACIÓ: Perquè una malaltia progressi, cal que es mantingui la capacitat replicativa  del bacteri que la causa. Quan es produeix la infecció, el nombre de MO que entren es baix. Per  MICROBIOLOGIA II    LABRAT  això cal que es repliquin, per tal de progressar. Aquesta replicació implica un venciment dels  mecanismes de protecció de l’hoste i no sempre serà fàcil.  2.2. PRODUCCIÓ DE TOXINES:  A  part  de  la  invasió,  els  bacteris  poden  produir  toxines,  com  a  altra  forma  de  dany.  En  diferenciem dos tipus:  →  Endotoxina:  produïda  per  bacteris  gram  negatiu  i  que  correspon  al  lípid  A  del  lipopolisacàrid. Estimula la producció de prostaglandines, augmentant la febre, i disminuint la  pressió arterial. També pot donar lloc a un xoc hipobulèmic. Aquesta endotoxina forma part de  l’estructura de la cèl∙lula i només es pot alliberar en cèl∙lules en creixement o en cèl∙lules lisades  per acció del sistema immune o d’algun antibiòtic.  →  Exotoxines:    produïdes  per  tot  tipus  els  bacteris  (gram  +  i  ‐)  al  citoplasma,  i  posteriorment  excretada  a  l’exterior.  N’hi  ha  algunes  (poques)  que  no  tenen  mecanismes  específic d’excreció, per això caldrà esperar a la mort i a la posterior lisi de la cèl∙lula perquè es  puguin alliberar.  Aquestes exotoxines poden tenir efecte:   ‐ Local: actuen al mateix lloc on actua el bacteri, com per exemple V.cholerae que té la  toxina colèrica, que actua localment allà on es troba el bacteri, és a dir, al budell prim.  ‐ Distant:  actuen  a  lloc  llunyans  d’on  es  troba  el  bacteri.  Es  distribueixen  pel  torrent  sanguini o el sistema limfàtic cap a tot el cos.  ‐ Local + distant: és el cas d’algun tipus de toxines, com la toxina diftèrica, produïda pel  bacteri Corynebacterium diphtheriae. Aquesta produeix una inflamació de la faringe i la  formació  d’una  pseudomembrana,  que  va  creixement  i  pot  arribar  a  obstruir  els  conductes respiratoris (acció local). A part d’això, la toxina es pot distribuir cap a altres  zones com el cor o els ronyons (acció distant) a través de la sang.  Les  toxines  són  molt  especifiques  de  cada  espècie  bacteriana,  però  totes  les  soques  d’una  mateixa espècie bacteriana produeix toxines:    V.cholerae:  només els pertanyents als serogrup O1 i O139 produeixen exotoxines, i  per tant, són causants de la malaltia del còlera. Aquests dos serogrups hauran adquirit  el fag lisogènic ctx, que codifica per la toxina colèrica, o bé un plasmidi, adquirit per  herència transversal o conjugació.  MICROBIOLOGIA II    LABRAT    C.diphtheriae:  només produeixen toxines, i per tant la malaltia de la diftèria, aquelles  soques del bacteri que han adquirit el fag tag β.  La  majoria  de  gens  que  codifiquen  per  toxines  els  troben  en  plasmidis  o  en  fags  lisogènics  (bacteriòfags), i que els trobem al cromosoma bacterià.  No se sap ben bé quina és la funció de la producció de toxines. Les toxines bacterianes tenen  una elevadíssima toxicitat, sent així un dels verins més tòxics que es coneixen:  ‐ Toxina botulínica (Clostridium botulinum): és la toxina més potent que es coneix i té una  dosis letal de 0,8∙10‐8mg. Causa el botulisme.  ‐ Toxina tetànica (Clostridium titani): és la segona toxina més potent que es coneix i té  una dosis letal de 4∙10‐8 mg. Causa el tètanus.  Aquestes toxines, les anomenem en funció del lloc sobre el que fan la seva acció: enterotoxines,  neurotoxines (SN).  L’activitat citotòxica de les toxines pot ser exclusiva, quan actua sobre un lloc concret, o més  amplia, com és el cas de les toxines que actuen sobre la membrana cel∙lular (fosfolipases) i que  alhora poden actuar sobre membranes de cèl∙lules diverses.  Aquestes toxines són antigènicament molt actives. El nostre sistema immune, en detectar‐les,  ràpidament activa la producció d’antitoxina i en bloqueja l’acció. És per això que les malalties  que  són  conseqüència  d’una  toxina,  si  no  hi  ha  complicacions,  poden  ser  superades  sense  necessitat de tractament gràcies a l’acció del propi organisme.  I. ELABORACIÓ D’ANTITOXINES:  Les toxines són molt inestable, ja que existeixen molts productes que les poden modificar. Paul  Ehrlich va modificar per primera vegada una toxina, per tal d’obtenir‐ne l’anomenat toxoide, un  producte derivat de la toxina que manté l’activitat antigènica, però ha perdut l’activitat tòxica.  Aquests toxoides es poden utilitzar com a vacunes.  II. ESTRUCTURA DE LES TOXINES:  Podem distingir dos tipus de subunitats dins d’una toxina:  ‐ Subunitat A: tòxica  ‐ Una o més subunitats B: fan d’unió de la toxina a la superfície de la cèl∙lula i en faciliten  l’entrada a l’interior.    MICROBIOLOGIA II    LABRAT  III. ENTRADA A LES CEL∙LULES:  ‐ Directa:  les  subunitats  B  faciliten  l’entrada  de  la  subunitat  A,  degut  a  un  forat  en  la  membrana cel∙lular.  ‐ Endocitosi:  ambdues  subunitats  entren  dins  la  cèl∙lula  per  endocitosi,  alliberant  la  subunitat tòxica dins del citoplasma, i provocant una baixada del pH cel∙lular.  IV. SÍNTESI I PRODUCCIÓ:   La  síntesi  de  toxines  està  regulada  per  diferents  factors  fisiològics  i  ambientals,  fent  que  els  bacteris només produeixin toxines en determinades ocasions.    C.diphtheriae:  la producció de toxina diftèrica està regulada per la presència de ferro  en el medi, de manera que si la concentració de ferro en el medi és alta no se sintetitza.  En canvi, quan la concentració és baixa, si es produeix. Això farà que no totes les soques  d’aquest bacteris siguin igual de virulentes, sinó que variaran segons el seu temps de  creixement, que serà directament proporcional a la seva patogenicitat. Hi ha tres tipus  de soques de diftèria:   Gravis: és la més virulenta. Té un temps de generació curt (60 minuts). Produeix  les infeccions més greus, ja que al créixer molt ràpid fa baixar la concentració  de ferro més ràpidament i podrà produir més toxina.   Intermedius:  té  un  temps  de  generació  de  100  minuts.  Provoca  infeccions  mitjanes.   Midis: té un temps de generació de fins a 120 minuts. Provoca infeccions lleus.     V.cholerae:    En el cas de la toxina colèrica, la producció està regulada per la temperatura i l’osmolaritat del  medi.  V. LLOC D’ACCIÓ:  Les exotoxines actuen fonamentalment a tres nivells:  ‐ Permeabilitat de la membrana cel∙lular: com és el cas de α‐toxina en Staphylococcus  aureus.  ‐ Síntesi de proteïnes: toxina diftèrica, que s’uneix al fag d’elongació 2 (EF2), inhibint‐ne  la funció de síntesi.  MICROBIOLOGIA II  ‐   LABRAT  Metabolisme: toxina colèrica, que actua sobre l’adenilat ciclasa, inhibint l’acció de la  proteïna G que regula l’AMPc.  Es produeix un augment  del AMPc que comporta una  sortida massiva d’aigua de les cèl∙lules així com una sortida del Cl‐ i altres ions.  2.3.DEFINICIONS:  →  BIOTA NORMAL:  conjunt de MO que formen part del nostre cos sense produir‐nos danys,  amb els que mantenim una relació de comensalisme o simbiosi. Aquesta biota pot ser:  ‐ Permanent: MO que formen part de l’organisme des del seu naixement.  ‐ Transitòria: MO que apareixen en determinats moments de la nostra vida. Ex: biota de  la vagina.  →   INFECCIÓ:  procés mitjançant el qual un MO aliè a la biota normal entra al nostre cos, i que  no necessàriament causarà danys. Una infecció pot ser:  ‐ Asimptomàtica: sense símptomes clínics.  ‐ Primària: es produeix sobre un individu sa.  ‐ Secundària: es produeix sobre un individu que, anteriorment, ja havia patit una infecció  primària, i per tant, tenia una malaltia. El segon MO és capaç de colonitzar l’organisme  malalt gràcies a que el primer MO ha creat unes condicions idònies per aquesta segona  colonització. Això és freqüent en bacteris anaerobis facultatius, que creen les condicions  reductores idònies que faciliten la segona infecció.  2.4.MALALTIES: les podem classificar segons:  →   ABAST O EXTENSIÓ DE LA LESIÓ:  ‐ Abscés: infecció local sobre una zona molt petita, constituïda per una membrana, que  en infectar‐se, dóna lloc a una petita bossa de pus que anirà acompanyada d’inflamació.  El MO queda aïllat a la membrana i poden ser externs o interns. Són de difícil accés per  part d’antibiòtics.  ‐ Localitzada o focal: lesió que afecta a una petita regió del nostre cos, com per exemple  una faringitis.  ‐ Septicèmia o sèpsies: lesió localitzada a diferents parts del cos degut a la distribució del  MO pel torrent sanguini.  →   TIPUS DE MALALTIA:    MICROBIOLOGIA II  ‐   LABRAT  Aguda:  el  MO  creix  fins  a  provocar  símptomes  clínics,  que  es  mantenen  durant  un  període variable de temps i finalment decauen, fins que el MO desapareix de forma total  degut a l’acció del propi organisme.   Fulminant: cas particular de l’aguda. És igual que l’aguda però l’acció té lloc de  forma més ràpida. Si no es diagnostica a temps, té conseqüències fatals (mort).  ‐ Crònica: els símptomes clínics de la malaltia no desapareixen i es poden mantenir tota  la vida. El MO no s’elimina del tot, sinó que continuarà dins de l’individu. Ex: hepatitis B  i C.  ‐ Latent: es produeix una infecció i els posteriors símptomes clínics. Quan decauen els  símptomes, el MO no desapareix del tot, sinó que es queda en el cos i pot reaparèixer  amb el temps donant lloc a símptomes diferents, però que pertanyen al mateix MO. Ex:  la varicel∙la pot derivar a herpes zòster al cap dels anys.  ‐ Nosocomial: adquirida a un centre hospitalari o clínica.  ‐ Iatrogènica: adquirida com a conseqüència d’una manipulació clínica (sonda, catèter...).  2.5.PATÒGENS: qualsevol MO capaç de produir una malaltia infecciosa. Diferenciem:  ‐ Primaris: MO responsables d’una malaltia concreta.  ‐ Oportunistes: poden produir diferents tipus de malalties depenent de la zona que siguin  capaços de colonitzar. Moltes vegades són MO de la pròpia biota, que poden distribuir‐ se per zones on no es troben normalment. Ex: E.coli pot ser un patògens si adquireix, a  través  d’un  plasmidi,  les  fímbries  PAP.  També  poden  ser  patògens  degut  a  un  traumatisme  o  degut  a  intervencions  quirúrgiques.  Són  importants  en  persones  immunodeprimides.          ...

Comprar Previsualizar