Bacterias patógenas

Las bacterias patógenas son aquellas que pueden causar enfermedades . ^{[ 1 ]} Este artículo se centra en las bacterias patógenas para los humanos. La mayoría de las especies bacterianas son inofensivas y muchas son beneficiosas , pero otras pueden causar enfermedades infecciosas . Se estima que el número de estas especies patógenas en los humanos es inferior a cien. ^{[ 2 ]} Por el contrario, se consideran varios miles de especies parte de la flora intestinal , con unos pocos cientos de especies presentes en el tracto digestivo de cada individuo . ^{[ 3 ]}

El cuerpo está continuamente expuesto a numerosas especies de bacterias, incluyendo comensales beneficiosas , que crecen en la piel y las mucosas , y saprófitas , que crecen principalmente en el suelo y en materia en descomposición . La sangre y los fluidos tisulares contienen nutrientes suficientes para sustentar el crecimiento de muchas bacterias. El cuerpo posee mecanismos de defensa que le permiten resistir la invasión microbiana de sus tejidos y le confieren una inmunidad natural o resistencia innata contra muchos microorganismos .

Las bacterias patógenas están especialmente adaptadas y dotadas de mecanismos para superar las defensas normales del organismo, pudiendo invadir partes del cuerpo, como la sangre, donde normalmente no se encuentran. Algunos patógenos invaden únicamente el epitelio superficial , la piel o las membranas mucosas, pero muchos penetran más profundamente, extendiéndose a través de los tejidos y diseminándose por los sistemas linfático y sanguíneo . En raras ocasiones, un microbio patógeno puede infectar a una persona completamente sana, pero la infección suele producirse solo si los mecanismos de defensa del organismo se ven afectados por algún traumatismo local o una enfermedad debilitante subyacente, como heridas, intoxicación , frío , fatiga o desnutrición . En muchos casos, es importante diferenciar entre infección y colonización , que se produce cuando las bacterias causan poco o ningún daño.

Causada por la bacteria Mycobacterium tuberculosis , una de las enfermedades con mayor carga de morbilidad es la tuberculosis , que mató a 1,4 millones de personas en 2019, principalmente en África subsahariana . ^{[ 5 ]} Las bacterias patógenas contribuyen a otras enfermedades de importancia mundial, como la neumonía , que puede ser causada por bacterias como Staphylococcus , Streptococcus y Pseudomonas , y las enfermedades transmitidas por los alimentos , que pueden ser causadas por bacterias como Shigella , Campylobacter y Salmonella . Las bacterias patógenas también causan infecciones como el tétanos , la fiebre tifoidea , la difteria , la sífilis y la lepra .

Las bacterias patógenas también son la causa de altas tasas de mortalidad infantil en los países en desarrollo . ^{[ 6 ]} Un estudio de GBD estimó las tasas de mortalidad global por (33) patógenos bacterianos, encontrando que dichas infecciones contribuyeron a una de cada 8 muertes (o ~7,7 millones de muertes), lo que podría convertirla en la segunda causa de muerte más importante a nivel mundial en 2019. ^{[ 7 ] [ 4 ]}

La mayoría de las bacterias patógenas pueden cultivarse e identificarse mediante la tinción de Gram y otros métodos. Estas bacterias se suelen analizar para determinar qué antibióticos serán eficaces contra la infección. Para los patógenos hasta ahora desconocidos, los postulados de Koch son el método estándar para establecer una relación causal entre un microorganismo y una enfermedad.

Cada especie tiene un efecto específico y causa síntomas en las personas infectadas. Algunas personas infectadas con una bacteria patógena no presentan síntomas. Las personas inmunocomprometidas son más susceptibles a las bacterias patógenas. ^{[ 8 ]}

Susceptibilidad patógena

Algunas bacterias patógenas causan enfermedades en determinadas condiciones, como la entrada a través de la piel mediante un corte, la actividad sexual o una función inmunitaria comprometida.

Algunas especies de Streptococcus y Staphylococcus forman parte de la microbiota cutánea normal y suelen residir en la piel sana o en la región nasofaríngea. Sin embargo, estas especies pueden provocar infecciones cutáneas. Las infecciones estreptocócicas incluyen sepsis , neumonía y meningitis . ^{[ 9 ]} Estas infecciones pueden volverse graves, generando una respuesta inflamatoria sistémica que resulta en vasodilatación masiva, shock y muerte. ^{[ 10 ]}

Otras bacterias son patógenos oportunistas y causan enfermedades principalmente en personas con inmunosupresión o fibrosis quística . Ejemplos de estos patógenos oportunistas incluyen Pseudomonas aeruginosa , Burkholderia cenocepacia y Mycobacterium avium . ^{[ 11 ] [ 12 ]}

Los síntomas de la enfermedad aparecen cuando las bacterias patógenas dañan los tejidos del huésped o interfieren con su función. Las bacterias pueden dañar las células del huésped de forma directa o indirecta, provocando una respuesta inmunitaria que daña inadvertidamente dichas células ^{[ 22 ]} o liberando toxinas ^{[ 23 ]} .

Directo

Una vez que los patógenos se adhieren a las células del huésped, pueden causar daño directo, ya que utilizan la célula huésped para obtener nutrientes y producen desechos. ^{[ 24 ]} Por ejemplo, Streptococcus mutans , un componente de la placa dental , metaboliza el azúcar de la dieta y produce ácido como producto de desecho. El ácido descalcifica la superficie del diente y causa caries . ^{[ 25 ]}

Producción de toxinas

Las endotoxinas son las porciones lipídicas de los lipopolisacáridos que forman parte de la membrana externa de la pared celular de las bacterias gramnegativas . Las endotoxinas se liberan cuando las bacterias se lisan , razón por la cual, tras un tratamiento con antibióticos, los síntomas pueden empeorar inicialmente, ya que las bacterias mueren y liberan sus endotoxinas. Las exotoxinas se secretan al medio circundante o se liberan cuando las bacterias mueren y la pared celular se rompe. ^{[ 26 ]}

Normalmente, la identificación se realiza cultivando el organismo en una amplia gama de cultivos, lo que puede tardar hasta 48 horas. El crecimiento se identifica visualmente o genómicamente. Posteriormente, el organismo cultivado se somete a diversos ensayos para observar reacciones que ayuden a identificar con mayor precisión la especie y la cepa. ^{[ 28 ]}

Las infecciones bacterianas pueden tratarse con antibióticos , que se clasifican como bactericidas si matan las bacterias o bacteriostáticos si solo impiden su crecimiento. Existen muchos tipos de antibióticos y cada clase inhibe un proceso diferente en el patógeno que en el huésped. Por ejemplo, los antibióticos cloranfenicol y tetraciclina inhiben el ribosoma bacteriano , pero no el ribosoma eucariota, que es estructuralmente diferente, por lo que presentan toxicidad selectiva. ^{[ 29 ]} Los antibióticos se utilizan tanto en el tratamiento de enfermedades humanas como en la ganadería intensiva para promover el crecimiento animal. Ambos usos pueden estar contribuyendo al rápido desarrollo de resistencia a los antibióticos en las poblaciones bacterianas. ^{[ 30 ]} La terapia con fagos , que utiliza bacteriófagos , también puede emplearse para tratar ciertas infecciones bacterianas. ^{[ 31 ]}

Las infecciones se pueden prevenir mediante medidas antisépticas , como esterilizar la piel antes de pincharla con la aguja de una jeringa y cuidar adecuadamente los catéteres permanentes. Los instrumentos quirúrgicos y dentales también se esterilizan para prevenir la infección bacteriana. Se utilizan desinfectantes como la lejía para eliminar bacterias u otros patógenos en las superficies, prevenir la contaminación y reducir aún más el riesgo de infección. Las bacterias en los alimentos se eliminan cocinándolos a temperaturas superiores a 73  °C (163  °F).

Muchos géneros contienen especies bacterianas patógenas . A menudo poseen características que ayudan a clasificarlas y organizarlas en grupos. La siguiente es una lista parcial.

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  Tasa de mortalidad general estandarizada por edad por cada 100 000 habitantes para 33 patógenos investigados, 2019 ^{[ 4 ]}
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  Número mundial de muertes (A) y años de vida perdidos (B), por patógeno y síndrome infeccioso, 2019 ^{[ 4 ]}
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  Número mundial de muertes, por patógeno, edad y grupos de sexo, 2019 ^{[ 4 ]}

Esta es una descripción de los géneros y especies más comunes, presentados con sus características clínicas y tratamientos.

De las 59 especies enumeradas en la tabla con sus características clínicas, se sabe que 11 especies (o el 19%) son capaces de transformación genética natural . ^{[ 82 ]} La transformación natural es una adaptación bacteriana para transferir ADN de una célula a otra. Este proceso incluye la captación de ADN exógeno de una célula donante por una célula receptora y su incorporación al genoma de la célula receptora por recombinación . La transformación parece ser una adaptación para reparar el daño en el ADN de la célula receptora. Entre las bacterias patógenas, la capacidad de transformación probablemente sirve como una adaptación que facilita la supervivencia y la infectividad. ^{[ 82 ]} Las bacterias patógenas capaces de llevar a cabo la transformación genética natural (de las que se enumeran en la tabla) son Campylobacter jejuni , Enterococcus faecalis , Haemophilus influenzae , Helicobacter pylori , Klebsiella pneumoniae , Legionella pneumophila , Neisseria gonorrhoeae , Neisseria meningitidis , Staphylococcus aureus , Streptococcus pneumoniae y Vibrio cholerae .

• Proyecto del microbioma humano
• Lista de antibióticos
• Virus patógenos

• Pronunciación de patógenos bacterianos por Neal R. Chamberlain, Ph.D. en la Universidad AT Still.
• Genomas de bacterias patógenas e información relacionada en PATRIC , un Centro de Recursos Bioinformáticos financiado por el NIAID.