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22.4: Enfermedades bacterianas en humanos - Biología

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22.4: Enfermedades bacterianas en humanos

Infección bacteriana: síntomas, causa y diagnóstico

Las bacterias son organismos microscópicos unicelulares. Hay miles de diferentes tipos de bacterias que viven en todos los entornos imaginables del mundo. Viven en el suelo, el agua de mar y en las profundidades de la corteza terrestre. Se ha informado que algunas bacterias incluso viven incluso en desechos radiactivos. Algunas bacterias viven en el cuerpo de las personas y los animales, en la piel y en las vías respiratorias, la boca y los tractos digestivo y genitourinario, a menudo sin causar ningún daño.

Las infecciones bacterianas ocurren cuando las bacterias dañinas ingresan a nuestro cuerpo o las bacterias existentes se desequilibran. Las bacterias que causan enfermedades se denominan patógenos. A veces, las bacterias que normalmente residen sin causar daño en el cuerpo también pueden causar enfermedades. Las bacterias pueden causar enfermedades al producir sustancias nocivas como toxinas o al invadir los tejidos.

Las bacterias se pueden clasificar de varias formas:

  • Nombres científicos: Su nombre científico es género seguido de especie, p. Ej. ejemplo, Clostridium botulinum. Dentro de una especie, puede haber diferentes tipos, llamados cepas, que difieren en la composición genética y los componentes químicos. Ciertos medicamentos y vacunas solo son eficaces contra determinadas cepas.
  • Tinción: La tinción de Gram es la tinción más utilizada para la tinción bacteriana. Algunas bacterias se tiñen de azul. Se llaman grampositivos. Otros se tiñen de rosa. Se llaman gramnegativos. Las bacterias grampositivas y gramnegativas se tiñen de manera diferente porque sus paredes celulares son diferentes. También causan diferentes tipos de infecciones y diferentes tipos de antibióticos son efectivos contra ellos.
  • Formas: Las bacterias también pueden clasificarse sobre la base de tres formas básicas: esferas (cocos), varillas (bacilos) y espirales o hélices (espiroquetas).
  • Necesidad de oxigeno: Las bacterias también se clasifican según su necesidad de oxígeno para vivir y crecer. Las bacterias que necesitan oxígeno se denominan aerobios. Mientras que las bacterias que tienen problemas para vivir o crecer cuando hay oxígeno se llaman anaerobios. Algunas bacterias, llamadas bacterias facultativas, pueden vivir y crecer tanto en ausencia como en presencia de oxígeno.

Causas más comunes de infecciones bacterianas:

  • EstafilococosEstas bacterias, a menudo inofensivas, suelen vivir dentro y fuera del cuerpo. Aún así, algunas especies pueden causar enfermedades o infecciones.
  • Estreptococos-Estas son bacterias comunes. Algunos tipos pueden causar infecciones como faringitis estreptocócica u otras infecciones respiratorias, incluida la neumonía.
  • Haemophilus influenzae—Estos también son tipos comunes de bacterias que a veces pueden causar infecciones. Los tipos nocivos pueden causar enfermedades que incluyen infecciones respiratorias, infecciones de oído, etc.
  • E. coli-Estas bacterias viven comúnmente en el tracto gastrointestinal de animales y humanos. Algunos pueden causar intoxicación alimentaria si se transmiten a través de alimentos mal cocidos u otros productos alimenticios que han sido contaminados.
  • Pylori—Estas bacterias son una causa común de úlceras de estómago.
  • Salmonela-Este es otro patógeno transmitido por los alimentos que causa diarrea o intoxicación alimentaria. Algunas enfermedades bacterianas se pueden identificar clínicamente. Sin embargo, la mayoría de las bacterias causan una amplia gama de síndromes clínicos. Y un solo síndrome clínico puede resultar de una infección con cualquiera de las muchas bacterias. Por lo tanto, es necesario utilizar métodos de laboratorio microbiológicos para identificar un agente etiológico específico. La microbiología médica diagnóstica es la disciplina que identifica los agentes etiológicos de la enfermedad. El trabajo del laboratorio de microbiología clínica es analizar muestras de pacientes para detectar microorganismos que son (o pueden ser) una causa de enfermedad y proporcionar información sobre la actividad in vitro de los medicamentos antimicrobianos contra los microorganismos identificados. La enfermedad infecciosa de etiología bacteriana se puede confirmar con los procedimientos de laboratorio resumidos en la figura 1.

Se han realizado considerables esfuerzos para el desarrollo de ensayos rápidos, sensibles y específicos para la detección de organismos causantes. En los últimos años se han introducido muchas técnicas nuevas en el campo del proceso de diagnóstico temprano de infecciones bacterianas. El diagnóstico de infecciones bacterianas se puede clasificar en términos generales en los siguientes cuatro tipos:

Diagnóstico microscópico de infección bacteriana

  1. Método sin teñir:
  • Se usa comúnmente para diagnosticar la vaginosis bacteriana. Incluye preparación húmeda y examen con hidróxido de potasio (KOH) para el examen microscópico de muestras de la mucosa vaginal y la piel que rodea la abertura vaginal.
  • Examen de iluminación de terreno oscuro: las muestras frescas se pueden preparar en portaobjetos y estudiar bajo iluminación de campo oscuro. Un método más nuevo consiste en preparar portaobjetos de frotis de líquidos secos y teñirlos con fluoresceína para verlos bajo luz ultravioleta. Este método está reemplazando el examen de campo oscuro porque los portaobjetos se pueden transportar a laboratorios profesionales.
  1. Método manchado: Tinción de Gram, tinción ácido-resistente

Método de cultivo

  • Sistemas de hemocultivo no radiométrico: Una de las tareas más importantes que realiza el laboratorio de microbiología clínica es la detección de infecciones del torrente sanguíneo. La identificación rápida de bacterias y las pruebas de susceptibilidad utilizan tecnología basada en fluorescencia. Se utilizan ampliamente debido a los menores riesgos de contaminación, las tasas de aislamiento más altas y los períodos de incubación más cortos. Estos métodos son rápidos y sensibles, pero aún así los resultados falsos positivos y falsos negativos son altos.
  • La evaluación rápida del crecimiento bacteriano y la susceptibilidad a los antibióticos en hemocultivos mediante espectrometría de masas de tubo de flujo de iones seleccionado (SIFT-MS): la espectrometría de masas de tubo de flujo de iones seleccionado mide los gases metabólicos en los espacios de cabeza de las botellas de hemocultivo, lo que ayuda a lograr un diagnóstico bacteriano más rápido.
  • En muchos casos, la causa de una infección bacteriana se confirma aislando y cultivando el microorganismo en medios artificiales (líquido (caldo) o sólido (agar)) o en un huésped vivo. En algunos casos, podemos aprovechar medios diferenciales (por ejemplo, eosina azul de metileno o agar MacConkey) que se utilizan comúnmente para el aislamiento de bacilos entéricos. Los medios de cultivo también pueden hacerse selectivos mediante la adición de compuestos tales como agentes antimicrobianos que inhiben la flora autóctona mientras permiten el crecimiento de microorganismos específicos resistentes a estos inhibidores. Por ejemplo, Neisseria gonorrhoeae se puede aislar con medio Thayer-Martin. El medio Thayer-Martin contiene vancomicina que inhibe las bacterias Gram-positivas, colistina que inhibe la mayoría de los bacilos Gram-negativos, trimetoprim-sulfametoxazol que inhibe las especies de Proteus y otras especies que no son inhibidas por la colistina y la anisomicina que inhibe los hongos. Las especies patógenas de Neisseria, N. gonorrhoeae y N. meningitidis, son normalmente resistentes a las concentraciones de estos agentes antimicrobianos en el medio.
  • La presencia de infección bacteriana también se puede definir por el número de bacterias en las muestras. Para ello se deben realizar cultivos cuantitativos. Para otras muestras, es suficiente un método de raya semicuantitativa sobre la superficie del agar. Para cultivos cuantitativos (Figura 2), se extiende un volumen específico de muestra sobre la superficie del agar y se estima el número de colonias por mililitro. Para cultivos semicuantitativos, se aplica una cantidad desconocida de muestra sobre el agar y luego se diluye extendiéndola desde el sitio de inoculación con un asa bacteriológica estéril. El crecimiento en el agar se informa luego semicuantitativamente como muchos, moderados o pocos (3+, 2+, 1+ respectivamente), dependiendo de qué tan lejos aparezcan las colonias del sitio del inóculo. Un organismo que crece en todas las áreas con rayas se informa como 3+.

Los cultivos bacterianos se incuban entre 35 ° C y 37 ° C en una atmósfera que consta de aire, aire suplementado con dióxido de carbono (3-10%), oxígeno reducido (condiciones microaerofílicas) o sin oxígeno (condiciones anaeróbicas), según según los requisitos del microorganismo. Las muestras de infecciones bacterianas a menudo contienen bacterias aeróbicas, anaerobias facultativas y anaeróbicas. Por lo tanto, dichas muestras generalmente se inoculan con un medio de uso general, diferencial y selectivo y finalmente se incuban en condiciones aeróbicas y anaeróbicas (Figura 3). El período de incubación de los cultivos varía con las características de crecimiento del microorganismo. La mayoría de las bacterias aeróbicas y anaeróbicas crecen durante la noche, mientras que algunas micobacterias requieren de 6 a 8 semanas.

Susceptibilidad antimicrobiana

El término susceptible significa que el microorganismo es inhibido por un agente antimicrobiano e implica que una infección causada por este microorganismo puede tratarse con el agente antimicrobiano. Además de la detección y el aislamiento microbianos, el laboratorio de microbiología también determina la susceptibilidad microbiana a los agentes antimicrobianos. Muchas bacterias tienen susceptibilidades impredecibles a los agentes antimicrobianos que pueden medirse in vitro para la selección del agente antimicrobiano más apropiado. Las pruebas de susceptibilidad a los antimicrobianos se realizan mediante difusión en disco o mediante un método de dilución. En el método de difusión en disco, se inocula una suspensión (estandarizada) de un microorganismo particular sobre una superficie de agar. Luego se le aplican discos de papel que contienen varios agentes antimicrobianos. Después de la incubación durante la noche, se miden los diámetros de inhibición alrededor de los discos y se informa que los resultados indican susceptibilidad o resistencia del microorganismo a cada agente antimicrobiano ensayado. Un método alternativo es diluir en una escala log2 cada agente antimicrobiano en el caldo para proporcionar un rango de concentraciones e inocular cada tubo que contiene el agente antimicrobiano en caldo con una suspensión estandarizada del microorganismo que se va a analizar. La concentración más baja de agente antimicrobiano que inhibe el crecimiento del microorganismo es la concentración inhibitoria mínima (MIC). La CMI y el diámetro de la zona de inhibición están inversamente correlacionados. En otras palabras, cuanto más susceptible es el microorganismo al agente antimicrobiano, menor es la MIC y mayor es la zona de inhibición. En la figura 4, se prueban dos microorganismos diferentes mediante ambos métodos (difusión en disco o un método de dilución) contra el mismo antibiótico. La CMI del antibiótico para el microorganismo susceptible es de 8 µg / ml. La prueba de difusión del disco correspondiente muestra una zona de inhibición que rodea al disco. En la segunda muestra, un microorganismo resistente no es inhibido por la concentración de antibiótico más alta probada (MIC & gt 16 pg / ml) y no hay zona de inhibición alrededor del disco. El diámetro de la zona de inhibición está inversamente relacionado con la MIC.


Introducción

¿Por qué estudiar ecología? Quizás esté interesado en aprender sobre el mundo natural y cómo los seres vivos se han adaptado a las condiciones físicas de su entorno. O tal vez sea un futuro médico que busca comprender la conexión entre la salud humana y la ecología.

Los seres humanos son parte del paisaje ecológico y la salud humana es una parte importante de la interacción humana con nuestro entorno físico y de vida. La enfermedad de Lyme, por ejemplo, sirve como un ejemplo moderno de la conexión entre nuestra salud y el mundo natural (Figura 35.1). Más formalmente conocida como borreliosis de Lyme, la enfermedad de Lyme es una infección bacteriana que puede transmitirse a los humanos cuando son picados por la garrapata del venado (Ixodes scapularis), que es el vector principal de esta enfermedad. Sin embargo, no todas las garrapatas del venado son portadoras de la bacteria que causa la enfermedad de Lyme en los seres humanos, y I. scapularis puede tener otros huéspedes además de los ciervos. De hecho, resulta que la probabilidad de infección depende del tipo de huésped sobre el que se desarrolla la garrapata: una mayor proporción de garrapatas que viven en ratones de patas blancas son portadoras de la bacteria que las garrapatas que viven en ciervos. El conocimiento sobre los entornos y las densidades de población en las que abunda la especie huésped ayudaría a un médico o epidemiólogo a comprender mejor cómo se transmite la enfermedad de Lyme y cómo se podría reducir su incidencia.

Por ejemplo, el suave invierno en el noreste durante 2010-2011 provocó un auge de las bellotas, lo que a su vez provocó un aumento en la población de ratones de patas blancas. Sin embargo, el invierno siguiente fue más frío, lo que produjo menos bellotas, y la posterior disminución de la población de ratones significa que las garrapatas serán más propensas a buscar humanos para alimentarse de sangre. Puede leer más sobre la relación entre bellotas, ratones y la enfermedad de Lyme en el sitio web de Science Daily y puede leer más sobre la enfermedad de Lyme en el sitio web de los CDC.

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    • Autores: Julianne Zedalis, John Eggebrecht
    • Editor / sitio web: OpenStax
    • Título del libro: Biología para cursos AP®
    • Fecha de publicación: 8 de marzo de 2018
    • Ubicación: Houston, Texas
    • URL del libro: https://openstax.org/books/biology-ap-courses/pages/1-introduction
    • URL de la sección: https://openstax.org/books/biology-ap-courses/pages/35-introduction

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    Vías hacia el contagio zoonótico

    El desbordamiento zoonótico, que es la transmisión de un patógeno de un animal vertebrado a un ser humano, representa una carga para la salud pública mundial, pero es un fenómeno poco conocido. La propagación zoonótica requiere que se alineen varios factores, incluidos los determinantes ecológicos, epidemiológicos y conductuales de la exposición a patógenos, y los factores intrahumanos que afectan la susceptibilidad a la infección. En este artículo de Opinión, proponemos un marco sintético para la transmisión de animal a humano que integra los mecanismos relevantes. Este marco revela que todos los patógenos zoonóticos deben superar una serie jerárquica de barreras para causar infecciones indirectas en los seres humanos. Comprender cómo estas barreras están vinculadas funcional y cuantitativamente, y cómo interactúan en el espacio y el tiempo, mejorará sustancialmente nuestra capacidad para predecir o prevenir eventos de desbordamiento. Este trabajo proporciona una base para la investigación transdisciplinaria de la teoría sintética y de desbordamiento sobre la transmisión zoonótica.


    Estimaciones de la Organización Mundial de la Salud de la carga mundial y regional de enfermedades de 22 enfermedades bacterianas, protozoarias y virales transmitidas por los alimentos, 2010: una síntesis de datos

    Fondo: Las enfermedades transmitidas por los alimentos son importantes en todo el mundo y provocan una morbilidad y una mortalidad considerables. Hasta donde sabemos, presentamos las primeras estimaciones mundiales y regionales de la carga de morbilidad de las enfermedades virales, protozoarias y bacterianas transmitidas por los alimentos más importantes.

    Métodos y hallazgos: Sintetizamos datos sobre el número de enfermedades transmitidas por alimentos, secuelas, muertes y años de vida ajustados por discapacidad (AVAD), para todas las enfermedades con datos suficientes para respaldar estimaciones mundiales y regionales, por edad y región. Las fuentes de datos incluidas variaron según el patógeno e incluyeron revisiones sistemáticas, estudios de cohortes, estudios de vigilancia y otras evaluaciones de la carga de enfermedad. Buscamos datos relevantes alrededor de 2010 e incluimos fuentes de 1990-2012. El número de estudios por patógeno varió desde tan solo 5 estudios para intoxicaciones bacterianas hasta 494 estudios para patógenos diarreicos. Para estimar la mortalidad por infecciones por Mycobacterium bovis y la morbilidad y mortalidad por infecciones invasivas no tifoideas por Salmonella enterica, excluimos los casos atribuidos a la infección por VIH. Excluimos los mortinatos en nuestras estimaciones. Estimamos que las 22 enfermedades incluidas en nuestro estudio resultaron en dos mil millones (intervalo de incertidumbre del 95% [IU] 1.5-2.9 mil millones) de casos, más de un millón (95% IU 0.89-1.4 millones) muertes y 78.7 millones (95% IU 65,0-97,7 millones) AVAD en 2010. Para estimar la carga debida a los alimentos contaminados, aplicamos las proporciones de infecciones que se estimaron transmitidas por los alimentos a partir de una encuesta de expertos mundiales. No se incluyó la transmisión de enfermedades a través del agua. Estimamos que el 29% (95% UI 23-36%) de los casos causados ​​por enfermedades en nuestro estudio, o 582 millones (95% UI 401-922 millones), fueron transmitidos por alimentos contaminados, resultando en 25,2 millones (95% UI 17,5-37,0 millones) AVAD. El norovirus fue la principal causa de enfermedades transmitidas por los alimentos, causando 125 millones (95% UI 70-251 millones) de casos, mientras que Campylobacter spp. causó 96 millones (95% UI 52-177 millones) de enfermedades transmitidas por alimentos. De todas las enfermedades transmitidas por los alimentos, las infecciones diarreicas e invasivas debidas a infecciones por S. enterica no tifoidea resultaron en la carga más alta, causando 4,07 millones (95% UI 2,49-6,27 millones) de AVAD. A nivel regional, los AVAD por 100.000 habitantes fueron más altos en la región africana seguida por la región del sudeste asiático. Los niños menores de cinco años soportan una carga considerable de enfermedades transmitidas por los alimentos. Las principales limitaciones de nuestro estudio incluyen la falta de datos, particularmente en los países de mortalidad media y alta, y la incertidumbre en torno a la proporción de enfermedades transmitidas por los alimentos.

    Conclusiones: Las enfermedades transmitidas por los alimentos provocan una gran carga de morbilidad, especialmente en los niños. Si bien se sabe que las enfermedades diarreicas son una carga importante en los niños, hemos demostrado por primera vez la importancia de los alimentos contaminados como causa. Es necesario centrar las intervenciones de inocuidad alimentaria en la prevención de enfermedades transmitidas por los alimentos, especialmente en entornos de ingresos bajos y medianos.

    Declaracion de conflicto de interes

    Los hallazgos y conclusiones de este informe pertenecen a los autores y no representan necesariamente las opiniones, decisiones o políticas oficiales de la Organización Mundial de la Salud, los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de EE. UU., El Departamento de la Marina, el Departamento de Defensa de EE. UU. Gobierno u otras instituciones enumeradas. CFL, AJH y FJA son empleados del gobierno de los Estados Unidos. MDK, REB, MC, BD, DD, AF, TH, KHK, RL, CFL, PRT, AHH y FJA son miembros del organismo asesor de la Organización Mundial de la Salud (el Grupo de Referencia de Epidemiología de Enfermedades Transmitidas por Alimentos) sin remuneración. MDK es miembro del Comité Editorial de PLOS ONE. PRT es miembro del Comité Editorial de PLOS Neglected Tropical Diseases.

    Cifras

    Fig 1. Años de vida ajustados por discapacidad para ...

    Fig 1. Años de vida ajustados por discapacidad para cada patógeno adquirido de alimentos contaminados clasificados de…


    Biología celular y molecular de la colonización y enfermedad invasiva por Neisseria meningitidis

    La especie humana es el único hospedador natural de Neisseria meningitidis, una causa importante de meningitis bacteriana a nivel mundial y, a pesar de su asociación con enfermedades devastadoras, N. meningitidis es un organismo comensal que se encuentra con frecuencia en el tracto respiratorio de individuos sanos. Hasta la fecha, la resistencia a los antibióticos es relativamente poco común en las cepas de N. meningitidis pero, debido a la rápida aparición de la enfermedad en huéspedes susceptibles, la tasa de mortalidad sigue siendo de aprox. 10%. Además, los pacientes que sobreviven a la enfermedad meningocócica suelen sufrir numerosas secuelas debilitantes. Las cepas de N. meningitidis se clasifican principalmente en serogrupos según el tipo de cápsula de polisacárido expresada. En total, se han descrito 13 serogrupos; sin embargo, la mayoría de las enfermedades son causadas por cepas pertenecientes a uno de los cinco serogrupos. Aunque se han desarrollado vacunas contra algunos de estos, una vacuna meningocócica universal sigue siendo un desafío debido a las estrategias exitosas de evasión inmune del organismo, incluida la imitación de las estructuras del huésped, así como la frecuente variación antigénica. N. meningitidis expresa una variedad de factores de virulencia que incluyen polisacárido capsular, lipopolisacárido y varias proteínas adhesivas expresadas en la superficie. La variación de estas estructuras superficiales es necesaria para que los meningococos eviten la muerte por los mecanismos de defensa del huésped. No obstante, es necesario mantener la adhesión a las células y tejidos del huésped para permitir la colonización y asegurar la supervivencia bacteriana en el nicho. Los objetivos de la presente revisión son proporcionar un breve resumen del transporte, la enfermedad y la carga meningocócica para la sociedad. Con estos antecedentes, discutimos varias estrategias bacterianas que pueden permitir su supervivencia en el tracto respiratorio humano durante la colonización y en la sangre durante la infección. También examinamos varios mecanismos conocidos de adhesión meningocócica y concluimos con una sección sobre los procesos potenciales que pueden operar in vivo a medida que los meningococos progresan desde el nicho respiratorio a través de la sangre para llegar al sistema nervioso central.

    Cifras

    Figura 1. Diagrama esquemático que muestra la organización estructural ...

    Figura 1. Diagrama esquemático que muestra la organización estructural de N. meningitidis LPS y algunos determinantes importantes ...

    Figura 2. Pili de N. meningitidis

    Figura 2. Pili de N. meningitidis

    (A) Micrografía electrónica de transmisión de preparaciones teñidas negativamente de…

    Figura 3. Estructuras de la membrana externa del barril β ...

    Figura 3. Estructuras de las proteínas de la membrana externa de barril β NspA y Opc

    Figura 4. Descripción esquemática de las interacciones meningocócicas ...

    Figura 4. Descripción esquemática de las interacciones meningocócicas en la barrera epitelial de la nasofaringe y ...

    Figura 5. Entrada y supervivencia meningocócica ...

    Figura 5. Entrada y supervivencia meningocócica dentro de la vasculatura

    Capilares en las proximidades de…

    Figura 6. Penetración meningocócica de la BBB…

    Figura 6. Penetración meningocócica de la BBB e interacción con las meninges que conduce a la meningitis.


    Ver el vídeo: 20. Biología celular. Enfermedades infecciosas bacterianas y antibióticos. (Mayo 2022).