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20.2: Infecciones virales del tracto respiratorio - Biología

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Habilidades para desarrollar

  • Identificar los virus más comunes que pueden causar infecciones del tracto respiratorio superior e inferior.
  • Comparar las principales características de enfermedades virales específicas del tracto respiratorio.

Los virus son la causa más frecuente de infecciones del tracto respiratorio. A diferencia de los patógenos bacterianos, contamos con pocas terapias efectivas para combatir las infecciones respiratorias virales. Afortunadamente, muchas de estas enfermedades son leves y autolimitadas. Algunas infecciones respiratorias manifiestan sus síntomas principales en otras partes del cuerpo.

El frio comun

El resfriado común es un término genérico para una variedad de infecciones virales leves de la cavidad nasal. Se sabe que más de 200 virus diferentes causan el resfriado común. Los grupos más comunes de virus del resfriado incluyen rinovirus, coronavirus y adenovirus. Estas infecciones están ampliamente diseminadas en la población humana y se transmiten por contacto directo y transmisión por gotitas. Toser y estornudar producen aerosoles infecciosos de manera eficiente, y se sabe que los rinovirus persisten en las superficies ambientales hasta por una semana.1

El contacto viral con la mucosa nasal o los ojos puede provocar una infección. Los rinovirus tienden a replicarse mejor entre 33 ° C (91,4 ° F) y 35 ° C (95 ° F), algo por debajo de la temperatura corporal normal (37 ° C [98,6 ° F]). Como consecuencia, tienden a infectar los tejidos más fríos de las cavidades nasales. Los resfriados se caracterizan por una irritación de la mucosa que conduce a una respuesta inflamatoria. Esto produce signos y síntomas comunes como exceso de secreciones nasales nasales (secreción nasal), congestión, dolor de garganta, tos y estornudos. La ausencia de fiebre alta se usa típicamente para diferenciar los resfriados comunes de otras infecciones virales, como la influenza. Algunos resfriados pueden progresar y causar otitis media, faringitis o laringitis, y los pacientes también pueden experimentar dolores de cabeza y dolores corporales. Sin embargo, la enfermedad es autolimitada y por lo general se resuelve en una a dos semanas.

No existen tratamientos antivirales eficaces para el resfriado común y no se deben prescribir medicamentos antibacterianos a menos que se hayan establecido infecciones bacterianas secundarias. Muchos de los virus que causan resfriados están relacionados, por lo que la inmunidad se desarrolla a lo largo de la vida. Sin embargo, dada la cantidad de virus que causan resfriados, es probable que las personas nunca desarrollen inmunidad a todas las causas del resfriado común.

Ejercicio ( PageIndex {1} )

  1. ¿Cómo se transmiten los resfriados?
  2. ¿Cuál es el responsable de los síntomas de un resfriado?

enfoque clínico - parte 3

Dado que el tratamiento con antibióticos resultó ineficaz, el médico de John sospecha que un patógeno viral o fúngico puede ser el culpable del caso de neumonía de John. Otra posibilidad es que John pueda tener una infección bacteriana resistente a los antibióticos que requerirá un antibiótico diferente o una combinación de antibióticos para desaparecer.

Las pruebas RIDT resultaron negativas para la influenza tipo A y tipo B. Sin embargo, el laboratorio de diagnóstico identificó el aislado de esputo como Legionella pneumophila. El médico ordenó análisis de orina de John y, el segundo día después de su ingreso, los resultados de un inmunoensayo enzimático (EIA) fueron positivos para la Legionella antígeno. El médico de John agregó levofloxacina a su terapia con antibióticos y continuó monitoreándolo. El médico también comenzó a preguntarle a John dónde había estado durante los últimos 10 a 14 días.

Ejercicio ( PageIndex {1} )

  1. ¿Los resultados negativos de la RIDT descartan absolutamente el virus de la influenza como agente etiológico? ¿Por qué o por qué no?
  2. ¿Cuál es el pronóstico de John?

Influenza

Comúnmente conocida como gripe, la influenza es una enfermedad viral común del sistema respiratorio inferior causada por un ortomixovirus. La influenza es un fenómeno generalizado en todo el mundo y causa entre 3.000 y 50.000 muertes cada año en los Estados Unidos. La tasa de mortalidad anual puede variar mucho en función de la virulencia de las cepas responsables de las epidemias estacionales. 2

Las infecciones por influenza se caracterizan más típicamente por fiebre, escalofríos y dolores corporales. A esto le siguen síntomas similares al resfriado común que pueden durar una semana o más. La tabla ( PageIndex {1} ) compara los signos y síntomas de la influenza y el resfriado común.

Tabla ( PageIndex {1} ): Comparación del resfriado común y la influenza
Signo / síntomaResfriado comunInfluenza
FiebreBajo (37,2 ° C [99 ° F])Alto (39 ° C [102.2 ° F])
Dolor de cabezaComúnComún
AchaquesLeveGrave
FatigaLeveGrave
Congestión nasalComúnRaro
EstornudosComúnRaro

En general, la influenza es autolimitante. Sin embargo, los casos graves pueden provocar neumonía y otras complicaciones que pueden ser fatales. Estos casos son más comunes en los muy jóvenes y los ancianos; sin embargo, ciertas cepas del virus de la influenza (como la variante de 1918-1919 que se analiza más adelante en este capítulo) son más letales para los adultos jóvenes que para los muy jóvenes o ancianos. Se cree que las cepas que afectan a los adultos jóvenes involucran una tormenta de citocinas, un circuito de retroalimentación positiva que se forma entre la producción de citocinas y los leucocitos. Esta tormenta de citocinas produce una respuesta inflamatoria aguda que conduce a una rápida acumulación de líquido en los pulmones, que culmina en insuficiencia pulmonar. En tales casos, la capacidad de generar una respuesta inmune vigorosa es realmente perjudicial para el paciente. Los muy jóvenes y los muy mayores son menos susceptibles a este efecto porque su sistema inmunológico es menos robusto.

Una complicación de la influenza que se presenta principalmente en niños y adolescentes es el síndrome de Reye. Esta secuela causa hinchazón en el hígado y el cerebro y puede progresar a daño neurológico, coma o la muerte. El síndrome de Reye puede aparecer después de otras infecciones virales, como la varicela, y se ha asociado con el uso de aspirina. Por esta razón, los CDC y otras agencias recomiendan que la aspirina y los productos que contengan aspirina nunca se utilicen para tratar enfermedades virales en niños menores de 19 años.3

El virus de la influenza se transmite principalmente por contacto directo e inhalación de aerosoles. El genoma de ARN de este virus existe como siete u ocho segmentos, cada uno recubierto con ribonucleoproteína y codificando una o dos proteínas virales específicas. El virus de la influenza está rodeado por una envoltura de membrana lipídica y dos de los principales antígenos del virus de la influenza son las proteínas de pico hemaglutinina (H) y neuraminidasa (N), como se muestra en la Figura ( PageIndex {1} ). Estas proteínas de pico juegan un papel importante en el ciclo infeccioso viral.

Figura ( PageIndex {1} ): La ilustración muestra la estructura de un virus de influenza. La envoltura viral está tachonada con copias de las proteínas neuraminidasa y hemaglutinina, y rodea los siete u ocho segmentos individuales del genoma de ARN. (crédito: modificación del trabajo de Dan Higgins, Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades)

Después de la inhalación, el virus de la influenza usa la proteína hemaglutinina para unirse a los receptores de ácido siálico en las células epiteliales respiratorias del huésped. Esto facilita la endocitosis de la partícula viral. Una vez dentro de la célula huésped, la ARN viral de cadena negativa es replicada por la ARN polimerasa viral para formar ARNm, que el huésped traduce para producir proteínas virales. Se transcriben moléculas de ARN viral adicionales para producir ARN genómico viral, que se ensambla con proteínas virales para formar viriones maduros. La liberación de viriones de la célula huésped es facilitada por la neuraminidasa viral, que escinde los receptores de ácido siálico para permitir que los virus de la progenie hagan una salida limpia cuando brotan de una célula infectada.

Hay tres virus de influenza relacionados genéticamente, llamados A, B y C. Los virus de influenza A tienen diferentes subtipos según la estructura de sus proteínas hemaglutinina y neuraminidasa. Actualmente existen 18 subtipos conocidos de hemaglutinina y 11 subtipos conocidos de neuraminidasa. Los virus de la influenza se caracterizan serológicamente por el tipo de proteínas H y N que poseen. De las casi 200 combinaciones diferentes de H y N, solo unas pocas, como la cepa H1N1, están asociadas con enfermedades humanas. Los virus de la influenza A, B y C constituyen tres de los cinco grupos principales de ortomixovirus. Las diferencias entre los tres tipos de influenza se resumen en la Tabla ( PageIndex {2} ). El grupo más virulento son los virus de la influenza A, que causan pandemias estacionales de influenza cada año. El virus de la influenza A puede infectar a una variedad de animales, incluidos cerdos, caballos, cerdos e incluso ballenas y delfines. El virus de la influenza B es menos virulento y, a veces, se asocia con brotes epidémicos. El virus de la influenza C generalmente produce los síntomas más leves de la enfermedad y rara vez está relacionado con epidemias. Ni el virus de la influenza B ni el virus de la influenza C tienen reservorios animales importantes.

Tabla ( PageIndex {2} ): Los tres grupos principales de virus de la influenza
Virus de la influenza AVirus de la influenza BVirus de la influenza C
GravedadGraveModerarLeve
Reservorio animalNoNo
Segmentos del genoma887
Propagación de la poblaciónEpidemia y pandemiaEpidemiaEsporádico
Variación antigénicaCambio / derivaDerivaDeriva

Las infecciones por el virus de la influenza provocan una fuerte respuesta inmune, particularmente a la proteína hemaglutinina, que protegería al individuo si encontrara el mismo virus. Desafortunadamente, las propiedades antigénicas del virus cambian con relativa rapidez, por lo que están evolucionando nuevas cepas que los sistemas inmunitarios previamente desafiados por el virus de la influenza no pueden reconocer. Cuando un virus de la influenza adquiere un nuevo tipo de hemaglutinina o neuraminidasa, puede evadir la respuesta inmunitaria del huésped y transmitirse con éxito, lo que a menudo conduce a una epidemia.

Hay dos mecanismos por los cuales estos cambios evolutivos pueden ocurrir. Los mecanismos de deriva de antígeno y cambio antigénico para el virus de la influenza se han descrito en Virulence Factors of Bacterial and Viral Pathogens. De estos dos procesos genéticos, son los virus producidos por cambio antigénico los que tienen el potencial de ser extremadamente virulentos porque es poco probable que los individuos previamente infectados por otras cepas produzcan una respuesta inmunitaria protectora contra estas nuevas variantes.

La pandemia de influenza más letal registrada en la historia ocurrió entre 1918 y 1919. Cerca del final de la Primera Guerra Mundial, se cree que un cambio antigénico que involucró la recombinación de virus aviares y humanos produjo un nuevo virus H1N1. Esta cepa se extendió rápidamente por todo el mundo y comúnmente se afirma que ha matado entre 40 y 50 millones de personas, más del doble del número de muertos en la guerra. Aunque se conoce como la gripe española, se cree que esta enfermedad se originó en los Estados Unidos. Independientemente de su origen, las condiciones de la Primera Guerra Mundial contribuyeron en gran medida a la propagación de esta enfermedad. El hacinamiento, el saneamiento deficiente y la rápida movilización de un gran número de personas y animales facilitaron la diseminación del nuevo virus una vez que apareció.

Varias de las pandemias de influenza más importantes de los tiempos modernos se han asociado con cambios antigénicos. Algunos de estos se resumen en la Tabla ( PageIndex {3} ).

Tabla ( PageIndex {3} ): Brotes históricos de influenza
AñosNombre comúnSerotipoNúmero estimado de muertes
1918–1919gripe españolaH1N120,000,000–40,000,000
1957–1958Gripe asiáticaN2N21,000,000–2,000,000
1968–1969Gripe de hong kongH3N21,000,000–3,000,000
2009–2010La gripe porcinaH1N1 / 09152,000–575,000

El diagnóstico de laboratorio de la influenza generalmente se realiza mediante una variedad de RIDT. Estas pruebas son inoculadas por el personal del punto de atención y dan resultados en 15 a 20 minutos. Desafortunadamente, estas pruebas tienen sensibilidad variable y comúnmente arrojan resultados falsos negativos. Otras pruebas incluyen la hemaglutinación de eritrocitos (debido a la acción de la hemaglutinina) o la fijación del complemento. Los anticuerpos del suero del paciente contra los virus de la influenza también se pueden detectar en muestras de sangre. Debido a que la influenza es una enfermedad autolimitante, por lo general no se usa el diagnóstico a través de estos métodos más costosos y que requieren más tiempo.

Se encuentran disponibles tres medicamentos que inhiben la actividad de la neuraminidasa de la influenza: zanamivir inhalado, oseltamivir oral y peramivir intravenoso. Si se toman al inicio de los síntomas, estos medicamentos pueden acortar el curso de la enfermedad. Se cree que estos fármacos perjudican la capacidad del virus para salir de forma eficaz de las células huésped infectadas. Sin embargo, un medio más eficaz de controlar los brotes de influenza es la vacunación. Cada año, se desarrollan nuevas vacunas contra la influenza para que sean efectivas contra las cepas que se espera que sean predominantes. Esto se determina en febrero mediante una revisión de las cepas dominantes en todo el mundo de una red de sitios de informes; sus informes se utilizan para generar una recomendación para la combinación de vacunas para el invierno siguiente en el hemisferio norte. En septiembre, se hace una recomendación similar para el invierno en el hemisferio sur.7 Los fabricantes de vacunas utilizan estas recomendaciones para formular la vacuna de cada año. En la mayoría de los casos, se seleccionan tres o cuatro virus: las dos cepas de influenza A más prevalentes y una o dos cepas de influenza B. Las cepas elegidas se cultivan típicamente en huevos y se utilizan para producir una vacuna inactivada o viva atenuada (por ejemplo, FluMist). Para las personas mayores de 18 años con alergia a los productos de huevo, se encuentra disponible una vacuna trivalente recombinante sin huevo. La mayoría de las vacunas contra la influenza durante la última década han tenido una efectividad de aproximadamente el 50%.8

PANDEMIA DE GRIPE

Durante la primavera de 2013, se informó una nueva cepa de influenza H7N9 en China. Un total de 132 personas se infectaron. De los infectados, 44 (33%) murieron. Un análisis genético del virus sugirió que esta cepa surgió del reordenamiento de tres virus de influenza diferentes: un virus H7N3 de pato doméstico, un virus H7N9 de aves silvestres y un virus H9N2 de aves domésticas. El virus se detectó en las bandadas de aves domésticas chinas y se cree que el contacto con este reservorio ha sido la principal fuente de infección. Esta cepa de influenza no pudo transmitirse de persona a persona. Por tanto, la enfermedad no se convirtió en un problema global. Sin embargo, este caso ilustra la amenaza potencial que aún representa la influenza. Si una cepa como el virus H7N9 sufriera otro cambio antigénico, podría volverse más transmisible en la población humana. Con una tasa de mortalidad del 33%, tal pandemia sería desastrosa. Por esta razón, organizaciones como la Organización Mundial de la Salud y los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades mantienen bajo vigilancia constante todos los brotes de influenza conocidos.

Ejercicio ( PageIndex {2} )

  1. Compare la gravedad de los tres tipos de virus de la influenza.
  2. ¿Por qué se deben desarrollar nuevas vacunas contra la influenza cada año?

Los virus causan menos casos de neumonía que las bacterias; sin embargo, varios virus pueden provocar neumonía en niños y ancianos. Las fuentes más comunes de neumonía viral son los adenovirus, los virus de la influenza, los virus de la parainfluenza y los virus respiratorios sincitiales. Los signos y síntomas producidos por estos virus pueden variar desde síntomas leves parecidos a los de un resfriado hasta casos graves de neumonía, según la virulencia de la cepa del virus y la fuerza de las defensas del huésped del individuo infectado. Ocasionalmente, las infecciones pueden resultar en otitis media.

Las infecciones por el virus respiratorio sincitial (VSR) son bastante frecuentes en los lactantes; la mayoría de las personas se han infectado a la edad de 2 años. Durante la infección, una proteína de la superficie viral hace que las células huésped se fusionen y formen células gigantes multinucleadas llamadas sincitios. No existen terapias antivirales o vacunas específicas disponibles para la neumonía viral. En los adultos, estas infecciones son autolimitadas, se asemejan al resfriado común y tienden a resolverse sin complicaciones en una o dos semanas. Sin embargo, las infecciones en los bebés pueden poner en peligro la vida. El VSR es muy contagioso y puede transmitirse a través de las gotitas respiratorias al toser y estornudar. El VSR también puede sobrevivir durante mucho tiempo en superficies ambientales y, por lo tanto, transmitirse indirectamente a través de fómites.

Ejercicio ( PageIndex {3} )

  • ¿Quién tiene más probabilidades de contraer neumonía viral?
  • ¿Cuál es el tratamiento recomendado para la neumonía viral?

SARS y MERS

El síndrome respiratorio agudo severo (SARS) y el síndrome respiratorio de Oriente Medio (MERS) son dos infecciones respiratorias agudas causadas por coronavirus. En ambos casos, se cree que son infecciones zoonóticas. Se cree que los murciélagos y los gatos de algalia han sido los reservorios del SARS; los camellos parecen ser el reservorio de MERS.

El SARS se originó en el sur de China en el invierno de 2002 y se extendió rápidamente a 37 países. En aproximadamente 1 año, más de 8,000 personas experimentaron síntomas similares a los de la influenza y casi 800 personas murieron. La rápida propagación y la gravedad de estas infecciones causaron gran preocupación en ese momento. Sin embargo, el brote se controló en 2003 y no se han registrado más casos de SRAS desde 2004.9 Los signos y síntomas del SARS incluyen fiebre alta, dolor de cabeza, dolores corporales y tos, y la mayoría de los pacientes desarrollarán neumonía.

El MERS se informó por primera vez en Arabia Saudita en 2013. Aunque algunas personas infectadas serán asintomáticas o tendrán síntomas leves similares a los de un resfriado, la mayoría desarrollará fiebre alta, dolores, tos y una infección respiratoria grave que puede progresar a neumonía. En 2015, más de 1300 personas en 27 países se han infectado. Aproximadamente 500 personas han muerto. No existen tratamientos específicos para MERS o SARS. Además, actualmente no hay vacunas disponibles. Sin embargo, se están desarrollando varias vacunas recombinantes.

Ejercicio ( PageIndex {4} )

  1. ¿Cuál es la causa del SARS?
  2. ¿Cuáles son los signos y síntomas del MERS?

Enfermedades respiratorias virales que causan erupciones cutáneas

El sarampión, la rubéola (sarampión alemán) y la varicela son tres enfermedades virales importantes que a menudo se asocian con erupciones cutáneas. Sin embargo, sus síntomas son sistémicos y debido a que su puerta de entrada es el tracto respiratorio, pueden considerarse infecciones respiratorias.

Sarampión (rubéola)

El virus del sarampión (MeV) causa la enfermedad altamente contagiosa del sarampión, también conocida como rubeola, que es una de las principales causas de mortalidad infantil en todo el mundo. Aunque los esfuerzos de vacunación han reducido en gran medida la incidencia del sarampión en gran parte del mundo, las epidemias siguen siendo comunes en las poblaciones no vacunadas de ciertos países.10

El virus del sarampión es un virus de ARN monocatenario de cadena negativa y, al igual que el virus de la influenza, posee una envoltura con picos de hemaglutinina incrustada. La infección se transmite por contacto directo con secreciones infecciosas o la inhalación de gotitas en el aire que se propagan al respirar, toser o estornudar. El sarampión se caracteriza inicialmente por fiebre alta, conjuntivitis y dolor de garganta. Luego, el virus se mueve sistémicamente a través del torrente sanguíneo y causa una erupción característica.La erupción del sarampión se forma inicialmente en la cara y luego se disemina a las extremidades. La erupción macular roja y elevada eventualmente se volverá confluente y puede durar varios días. Al mismo tiempo, pueden producirse fiebres extremadamente altas (superiores a 40,6 ° C [105 ° F]). Otro signo de diagnóstico de las infecciones por sarampión son las manchas de Koplik, manchas blancas que se forman en el revestimiento interno de los tejidos inflamados de las mejillas (Figura ( PageIndex {2} )).

Figura ( PageIndex {2} ): (a) El sarampión se presenta típicamente como una erupción macular elevada que comienza en la cara y se extiende a las extremidades. (b) Las manchas de Koplik en la mucosa oral también son características del sarampión. (c) Una micrografía electrónica de transmisión de sección delgada de un virión del sarampión. (crédito a, b, c: modificación del trabajo de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades)

Aunque el sarampión suele ser autolimitado, puede provocar neumonía, encefalitis y la muerte. Además, la inhibición de las células del sistema inmunológico por el virus del sarampión predispone a los pacientes a infecciones secundarias. En infecciones graves con cepas muy virulentas, las tasas de mortalidad por sarampión pueden llegar al 10% al 15%. En 2013 se produjeron más de 145.000 muertes por sarampión (en su mayoría niños pequeños) en todo el mundo.11

El diagnóstico preliminar de sarampión generalmente se basa en la aparición de la erupción y las manchas de Koplik. Las pruebas de inhibición de la hemaglutinación y las pruebas serológicas se pueden utilizar para confirmar las infecciones por sarampión en entornos de baja prevalencia.

No existen tratamientos eficaces para el sarampión. La vacunación está muy extendida en los países desarrollados como parte de la vacuna contra el sarampión, las paperas y la rubéola (MMR). Como resultado, generalmente hay menos de 200 casos de sarampión en los Estados Unidos al año.12 Cuando se ve, a menudo se asocia con niños que no han sido vacunados.

BROTES PREVENIBLES DE SARAMPIÓN

En diciembre de 2014, comenzó una epidemia de sarampión en Disneyland en el sur de California. En solo 4 meses, este brote afectó a 134 personas en 24 estados.13 La caracterización del virus sugiere que un individuo infectado no identificado trajo la enfermedad a los Estados Unidos desde Filipinas, donde un virus similar enfermó a más de 58.000 personas y mató a 110.14 El sarampión es muy contagioso y su propagación en Disneyland puede haber sido facilitada por la baja tasa de vacunación en algunas comunidades de California.15

Es posible que varios factores conduzcan a una fuerte reaparición del sarampión en los EE. UU. El sarampión sigue siendo una enfermedad epidémica en muchos lugares del mundo. Los viajes aéreos permiten a las personas infectadas trasladar rápidamente estas infecciones a nivel mundial. Para agravar este problema, las bajas tasas de vacunación en algunas áreas locales de los Estados Unidos (como en las comunidades Amish) proporcionan poblaciones de huéspedes susceptibles para que el virus se establezca. Finalmente, el sarampión ha sido una infección de baja prevalencia en los EE. UU. Durante algún tiempo. Como consecuencia, es menos probable que los médicos reconozcan los síntomas iniciales y hagan diagnósticos precisos. Hasta que las tasas de vacunación sean lo suficientemente altas como para garantizar la inmunidad colectiva, es probable que el sarampión sea un problema continuo en los Estados Unidos.

Rubéola (sarampión alemán)

La rubéola, o sarampión alemán, es una enfermedad viral relativamente leve que produce una erupción similar a la causada por el sarampión, aunque las dos enfermedades no están relacionadas. El virus de la rubéola es un virus de ARN envuelto que se puede encontrar en el tracto respiratorio. Se transmite de persona a persona en aerosoles producidos al toser o estornudar. Casi la mitad de todas las personas infectadas permanecen asintomáticas. Sin embargo, el virus es excretado y propagado por portadores asintomáticos. Al igual que la rubéola, la rubéola comienza con una erupción facial que se extiende a las extremidades (Figura ( PageIndex {3} )). Sin embargo, la erupción es menos intensa, de duración más corta (2 a 3 días), no está asociada con las manchas de Koplik y la fiebre resultante es más baja (101 ° F [38,3 ° C]).

El síndrome de rubéola congénita es la complicación clínica más grave del sarampión alemán. Esto ocurre si una mujer se infecta con rubéola durante el embarazo. El virus de la rubéola es teratogénico, lo que significa que puede causar defectos de desarrollo si atraviesa la placenta durante el embarazo. Existe una incidencia muy alta de mortinatos, abortos espontáneos o defectos de nacimiento congénitos si la madre se infecta antes de las 11 semanas de embarazo y 35% si se infecta entre las semanas 13 y 16; después de este tiempo la incidencia es baja.16 Por esta razón, la detección prenatal de rubéola se practica comúnmente en los Estados Unidos. Las infecciones posnatales suelen ser autolimitadas y rara vez causan complicaciones graves.

Al igual que el sarampión, el diagnóstico preliminar de rubéola se basa en el historial del paciente, los registros de vacunación y la aparición de la erupción. El diagnóstico puede confirmarse mediante ensayos de inhibición de hemaglutinina y una variedad de otras técnicas inmunológicas. No existen terapias antivirales para la rubéola, pero una vacuna eficaz (MMR) está ampliamente disponible. Los esfuerzos de vacunación han eliminado esencialmente la rubéola en los Estados Unidos; se notifican menos de una docena de casos en un año típico.

Figura ( PageIndex {3} ): (a) Esta fotografía muestra la aparición de la erupción del sarampión alemán (rubéola). Tenga en cuenta que esto es menos intenso que la erupción del sarampión y las lesiones no son confluentes. (b) Esta micrografía electrónica de transmisión muestra los viriones del virus de la rubéola recién brotando de una célula huésped. (crédito a, b: modificación del trabajo de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades)

Varicela y culebrilla

La varicela, también conocida como varicela, fue una vez una enfermedad infantil viral común. El agente causante de la varicela, el virus varicela-zóster, es un miembro de la familia de los herpesvirus. En los niños, la enfermedad es leve y autolimitada, y se transmite fácilmente por contacto directo o inhalación de material de las lesiones cutáneas. En los adultos, sin embargo, las infecciones por varicela pueden ser mucho más graves y pueden provocar neumonía y defectos de nacimiento en el caso de mujeres embarazadas infectadas. El síndrome de Reye, mencionado anteriormente en este capítulo, también es una complicación grave asociada con la varicela, generalmente en niños.

Una vez infectadas, la mayoría de las personas adquieren inmunidad de por vida a futuros brotes de varicela. Por esta razón, los padres alguna vez celebraron "fiestas de la varicela" para sus hijos. En estos eventos, los niños no infectados se expusieron intencionalmente a un individuo infectado para contraer la enfermedad más temprano en la vida, cuando la incidencia de complicaciones es muy baja, en lugar de correr el riesgo de una infección más grave más adelante.

Después de la exposición viral inicial, la varicela tiene un período de incubación de aproximadamente 2 semanas. La infección inicial del tracto respiratorio conduce a viremia y eventualmente produce fiebre y escalofríos. Luego se desarrolla una erupción pustulosa en la cara que progresa hacia el tronco y luego las extremidades, aunque la mayoría se forma en el tronco (Figura ( PageIndex {4} )). Finalmente, las lesiones estallan y forman una costra costrosa. Las personas con varicela son infecciosas desde aproximadamente 2 días antes del brote de la erupción hasta que todas las lesiones hayan formado costras.

Figura ( PageIndex {4} ): (a) El aspecto característico de la erupción pustulosa de la varicela se concentra en la región del tronco. (b) Esta micrografía electrónica de transmisión muestra un viroide del virus del herpes humano 3, el virus que causa la varicela en los niños y el herpes zóster cuando se reactiva en los adultos. (crédito b: modificación del trabajo de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades)

Al igual que otros virus del herpes, el virus de la varicela-zóster puede volverse inactivo en las células nerviosas. Mientras se desarrollan las vesículas pustulosas, el virus se mueve a lo largo de los nervios sensoriales hasta los ganglios dorsales de la médula espinal. Una vez allí, el virus varicela-zóster puede permanecer latente durante décadas. Estos virus inactivos pueden reactivarse más adelante en la vida por una variedad de estímulos, que incluyen estrés, envejecimiento e inmunosupresión. Una vez reactivado, el virus se mueve a lo largo de los nervios sensoriales hasta la piel de la cara o el tronco. Esto da como resultado la producción de lesiones dolorosas en una condición conocida como culebrilla (Figura ( PageIndex {5} )). Estos síntomas generalmente duran de 2 a 6 semanas y pueden reaparecer más de una vez. También es posible la neuralgia posherpética, las señales de dolor enviadas desde los nervios dañados mucho después de que los otros síntomas hayan desaparecido. Además, el virus puede propagarse a otros órganos en individuos inmunodeprimidos. Una persona con lesiones de herpes puede transmitir el virus a un contacto no inmune, y el individuo recién infectado desarrollaría varicela como infección primaria. El herpes zóster no se puede transmitir de una persona a otra.

El diagnóstico primario de varicela en niños se basa principalmente en la presentación de una erupción pustulosa del tronco. Se encuentran disponibles pruebas serológicas y basadas en PCR para confirmar el diagnóstico inicial. Por lo general, no se requiere tratamiento para las infecciones por varicela en los niños. En pacientes con herpes zóster, el tratamiento con aciclovir a menudo puede reducir la gravedad y la duración de los síntomas y disminuir el riesgo de neuralgia posherpética. Ahora se dispone de una vacuna eficaz para la varicela. También hay una vacuna disponible para adultos mayores de 60 años que se infectaron con varicela en su juventud. Esta vacuna reduce la probabilidad de un brote de herpes zóster al estimular las defensas inmunológicas que mantienen bajo control la infección latente y previenen la reactivación.

Figura ( PageIndex {5} ): (a) Un individuo que sufre de herpes zóster. (b) La erupción se forma debido a la reactivación de una infección por varicela-zóster que se contrajo inicialmente en la infancia. (crédito a: modificación del trabajo del Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas (NIAID); crédito b: modificación del trabajo de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades)

Ejercicio ( PageIndex {5} )

  1. ¿Por qué el sarampión a menudo conduce a infecciones secundarias?
  2. ¿Qué signos o síntomas distinguirían a la rubéola del sarampión?
  3. ¿Por qué la varicela puede provocar herpes zóster en el futuro?

ALMACENES DE VIRUELA

La viruela probablemente ha matado a más seres humanos que cualquier otra enfermedad infecciosa, con la posible excepción de la tuberculosis. Esta enfermedad, causada por el virus variola major, se transmite por inhalación de partículas virales desprendidas de lesiones en la garganta. El virus de la viruela se propaga sistémicamente en el torrente sanguíneo y produce una erupción cutánea pustulosa. Las epidemias históricas de viruela tuvieron tasas de mortalidad del 50% o más en las poblaciones susceptibles. Los esfuerzos concertados de vacunación en todo el mundo erradicaron la viruela de la población en general en 1977. Esta fue la primera enfermedad microbiana en la historia en ser erradicada, una hazaña posible por el hecho de que el único reservorio del virus de la viruela son los seres humanos infectados.

Aunque el virus ya no está presente en la naturaleza, todavía existen muestras de laboratorio del virus en los Estados Unidos y Rusia.17 La pregunta es, ¿por qué todavía existen estas muestras? Algunos afirman que estas existencias deberían mantenerse con fines de investigación. Si el virus de la viruela reapareciera, dicen, necesitaríamos tener acceso a esas reservas para el desarrollo de vacunas y tratamientos. Las preocupaciones sobre la reaparición del virus no son totalmente infundadas. Aunque no hay reservorios vivos del virus, siempre existe la posibilidad de que la viruela pueda volver a emerger de cuerpos humanos momificados o restos humanos conservados en permafrost. También es posible que haya muestras del virus aún sin descubrir en otros lugares del mundo. Un ejemplo de esas muestras "perdidas" se descubrió en un cajón de un laboratorio de la Administración de Alimentos y Medicamentos en Maryland.18 Si ocurriera un brote de tal fuente, podría conducir a epidemias incontroladas, ya que la mayoría de la población ahora no está vacunada.

Los críticos de este argumento, incluidos muchos investigadores y la Organización Mundial de la Salud, afirman que ya no existe ningún argumento racional para conservar las muestras. Ven los "escenarios de resurgimiento" como una pretensión apenas velada para albergar armas biológicas. Estos escenarios, dicen, son menos probables que una reintroducción intencional del virus de poblaciones militarizadas por parte de humanos. Además, señalan que si necesitáramos investigar la viruela en el futuro, podríamos reconstruir el virus a partir de su secuencia de ADN.

¿Qué piensas? ¿Existen argumentos legítimos para mantener reservas de viruela o deberían erradicarse todas las formas de esta enfermedad mortal?

Conceptos clave y resumen

  • Los virus causan infecciones del tracto respiratorio con más frecuencia que las bacterias y la mayoría de las infecciones virales provocan síntomas leves.
  • los resfriado comun puede ser causado por más de 200 virus, típicamente rinovirus, coronavirus y adenovirus, transmitidos por contacto directo, aerosoles o superficies ambientales.
  • Debido a su capacidad para mutar rápidamente a través de deriva antigénica y cambio antigénico, influenza sigue siendo una amenaza importante para la salud humana. Cada año se desarrollan dos nuevas vacunas contra la influenza.
  • Varias infecciones virales, que incluyen respiratorio sincitial virus Las infecciones, que ocurren con frecuencia en los muy jóvenes, pueden comenzar con síntomas leves antes de progresar a neumonía viral.
  • SARS y MERS son infecciones respiratorias agudas causadas por coronavirus y ambas parecen originarse en animales. El SARS no se ha observado en la población humana desde 2004, pero tuvo una alta tasa de mortalidad durante su brote. MERS también tiene una alta tasa de mortalidad y continúa apareciendo en poblaciones humanas.
  • Sarampión, rubéola, y varicela son infecciones sistémicas altamente contagiosas que ingresan a través del sistema respiratorio y causan erupciones y fiebre. Hay vacunas disponibles para los tres. El sarampión es el más grave de los tres y es responsable de una mortalidad significativa en todo el mundo. La varicela generalmente causa infecciones leves en los niños, pero el virus puede reactivarse para causar casos dolorosos de herpes Tarde en la vida.

Opción multiple

¿Cuál de los siguientes virus no se asocia comúnmente con el resfriado común?

A. coronavirus
B. adenovirus
C. rinovirus
D. virus de la varicela-zóster

D

¿Cuál de las siguientes enfermedades virales se ha eliminado de la población general en todo el mundo?

A. viruela
B. sarampión
C. sarampión alemán
D. influenza

A

¿Qué término se refiere a las células multinucleadas que se forman cuando muchas células huésped se fusionan durante las infecciones?

A. Elementos de Ghon
B. Síndrome de Reye
Manchas de C. Koplik
D. sincitios

D

¿Cuál de las siguientes enfermedades no está asociada con las infecciones por coronavirus?

A. Síndrome respiratorio de Oriente Medio
B. sarampión alemán
C. el resfriado común
D. síndrome respiratorio agudo severo

B

¿Cuál de estos virus es responsable de causar el herpes zóster?

A. virus de la rubéola
B. virus del sarampión
C. virus de la varicela-zóster
D. variola major virus

C

Complete el espacio en blanco

El virus _______ es responsable de causar el sarampión alemán.

rubéola

Un (a) _______ es un circuito de retroalimentación positiva incontrolada entre citocinas y leucocitos.

tormenta de citoquinas

En casos de herpes zóster, se puede recetar el medicamento antiviral _______.

aciclovir

La lenta acumulación de cambios genéticos en un virus de la influenza a lo largo del tiempo se conoce como _______.

deriva antigénica

La vacuna _______ es eficaz para controlar tanto el sarampión como la rubéola.

MMR

Respuesta corta

Dado que todos hemos experimentado muchos resfriados en nuestra vida, ¿por qué no somos resistentes a futuras infecciones?

Pensamiento crítico

¿Qué papel tiene el resfriado común en el aumento de cepas de bacterias resistentes a los antibióticos en los Estados Unidos?

¿Por qué es muy poco probable que el virus de la influenza A sea erradicado alguna vez, como el virus de la viruela?

Notas al pie

  1. 1 AG L’Huillier y col. "Supervivencia de los rinovirus en dedos humanos". Microbiología clínica e infección 21, no. 4 (2015): 381–385.
  2. 2 Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades. "Estimación de las muertes asociadas a la influenza estacional en los Estados Unidos: un estudio de los CDC confirma la variabilidad de la influenza". 2016. http://www.cdc.gov/flu/about/disease...ted_deaths.htm. Consultado el 6 de julio de 2016.
  3. 3 ED Belay y col. "El síndrome de Reye en los Estados Unidos desde 1981 hasta 1997". Revista de Medicina de Nueva Inglaterra 340 no. 18 (1999): 1377-1382.
  4. 4 CE Mills y col. "Transmisibilidad de la influenza pandémica de 1918". Naturaleza 432, no. 7019 (2004): 904–906.
  5. 5 E. Tognotti. "Pandemias de influenza: una retrospectiva histórica". Journal of Infection in Developing Countries 3, no. 5 (2009): 331–334.
  6. 6 FS Dawood y col. "Mortalidad mundial estimada asociada con los primeros 12 meses de la circulación del virus de la influenza pandémica A H1N1 2009: un estudio modelo". Enfermedades Infecciosas de The Lancet 12, no. 9 (2012): 687–695.
  7. 7 Organización Mundial de la Salud. "Informe de la OMS sobre la vigilancia mundial de las enfermedades infecciosas propensas a las epidemias". 2000. http://www.who.int/csr/resources/pub.../Influenza.pdf. Consultado el 6 de julio de 2016.
  8. 8 Centros de Control y Prevención de Enfermedades. "Efectividad de la vacuna: ¿qué tan bien funciona la vacuna contra la influenza?" 2016. http://www.cdc.gov/flu/about/qa/vaccineeffect.htm. Consultado el 6 de julio de 2016.
  9. 9 Y. Huang. "La epidemia de SARS y sus secuelas en China: una perspectiva política". En Aprender del SARS: prepararse para el próximo brote de enfermedad. Editado por S. Knobler et al. Washington, DC: National Academies Press; 2004. Disponible en: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK92479/
  10. 10 Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades. "Salud mundial: sarampión, rubéola y SRC, eliminación del sarampión, la rubéola y el síndrome de rubéola congénita (SRC) en todo el mundo". 2015. http://www.cdc.gov/globalhealth/measles/. Consultado el 7 de julio de 2016.
  11. 11 Organización Mundial de la Salud. "Ficha informativa sobre el sarampión". 2016. http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs286/en/. Consultado el 7 de julio de 2016.
  12. 12 Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades. "Casos y brotes de sarampión". 2016. http://www.cdc.gov/measles/cases-outbreaks.html. Consultado el 7 de julio de 2016.
  13. 13 Ibíd.
  14. 14 Organización Mundial de la Salud. “Boletín de sarampión y rubéola”. Manila, Filipinas; Oficina Regional del Programa Ampliado de Inmunización para la Organización Mundial de la Salud del Pacífico Occidental; 9 no. 1 (2015). http://www.wpro.who.int/immunization...vol9issue1.pdf
  15. 15 M. Bloch y col. "Tasas de vacunación para todos los niños de jardín de infantes en California". Los New York Times 6 de febrero de 2015. http://www.nytimes.com/interactive/2...-map.html?_r=1. Consultado el 7 de julio de 2016.
  16. 16 E. Miller y col. "Consecuencias de la rubéola materna confirmada en etapas sucesivas del embarazo". La lanceta 320, no. 8302 (1982): 781–784.
  17. 17 Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades. "Declaración de los medios de comunicación de los CDC sobre muestras de viruela recién descubiertas". 8 de julio de 2014. http://www.cdc.gov/media/releases/2014/s0708-nih.html. Consultado el 7 de julio de 2016.
  18. 18 Ibíd.

Contribuyente

  • Nina Parker, (Universidad de Shenandoah), Mark Schneegurt (Universidad Estatal de Wichita), Anh-Hue Thi Tu (Universidad Estatal del Suroeste de Georgia), Philip Lister (Colegio Comunitario Central de Nuevo México) y Brian M.Forster (Universidad de Saint Joseph) con muchos autores colaboradores. Contenido original a través de Openstax (CC BY 4.0; acceso gratuito en https://openstax.org/books/microbiology/pages/1-introduction)


los resfriado comun es un término genérico para una variedad de infecciones virales leves de la cavidad nasal. Se sabe que más de 200 virus diferentes causan el resfriado común. Los grupos más comunes de virus del resfriado incluyen rinovirus, coronavirus y adenovirus. Estas infecciones están ampliamente diseminadas en la población humana y se transmiten por contacto directo y transmisión por gotitas. Toser y estornudar producen aerosoles infecciosos de manera eficiente, y se sabe que los rinovirus persisten en las superficies ambientales hasta por una semana. [1]

El contacto viral con la mucosa nasal o los ojos puede provocar una infección. Los rinovirus tienden a replicarse mejor entre 33 ° C (91,4 ° F) y 35 ° C (95 ° F), algo por debajo de la temperatura corporal normal (37 ° C [98,6 ° F]). Como consecuencia, tienden a infectar los tejidos más fríos de las cavidades nasales. Los resfriados se caracterizan por una irritación de la mucosa que conduce a una respuesta inflamatoria. Esto produce signos y síntomas comunes como exceso de secreciones nasales nasales (secreción nasal), congestión, dolor de garganta, tos y estornudos. La ausencia de fiebre alta se usa típicamente para diferenciar los resfriados comunes de otras infecciones virales, como la influenza. Algunos resfriados pueden progresar y causar otitis media, faringitis o laringitis, y los pacientes también pueden experimentar dolores de cabeza y dolores corporales. Sin embargo, la enfermedad es autolimitada y por lo general se resuelve en una a dos semanas.

No existen tratamientos antivirales eficaces para el resfriado común y no se deben prescribir medicamentos antibacterianos a menos que se hayan establecido infecciones bacterianas secundarias. Muchos de los virus que causan resfriados están relacionados, por lo que la inmunidad se desarrolla a lo largo de la vida. Sin embargo, dada la cantidad de virus que causan resfriados, es probable que las personas nunca desarrollen inmunidad a todas las causas del resfriado común.


Neumonía viral

Los virus causan menos casos de neumonía que las bacterias; sin embargo, varios virus pueden provocar neumonía en niños y ancianos. Las fuentes más comunes de neumonía viral están adenovirus, virus de la influenza, virus de la parainfluenza, y virus respiratorios sincitiales. Los signos y síntomas producidos por estos virus pueden variar desde síntomas leves parecidos a los de un resfriado hasta casos graves de neumonía, según la virulencia de la cepa del virus y la fuerza de las defensas del huésped del individuo infectado. Ocasionalmente, las infecciones pueden resultar en otitis media.

Las infecciones por el virus respiratorio sincitial (VSR) son bastante comunes en los bebés, la mayoría de las personas se han infectado a la edad de 2 años. Durante la infección, una proteína de la superficie viral hace que las células del huésped se fusionen y formen células gigantes multinucleadas llamadas sincitios. No existen terapias antivirales o vacunas específicas disponibles para la neumonía viral. En los adultos, estas infecciones son autolimitadas, se asemejan al resfriado común y tienden a resolverse sin complicaciones en una o dos semanas. Sin embargo, las infecciones en los bebés pueden poner en peligro la vida. El VSR es muy contagioso y puede transmitirse a través de las gotitas respiratorias al toser y estornudar. El VSR también puede sobrevivir durante mucho tiempo en superficies ambientales y, por lo tanto, transmitirse indirectamente a través de fómites.

Piénsalo

  • ¿Quién tiene más probabilidades de contraer neumonía viral?
  • ¿Cuál es el tratamiento recomendado para la neumonía viral?

CASO EN PUNTO: Gripe pandémica

Durante la primavera de 2013, se informó una nueva cepa de influenza H7N9 en China. Un total de 132 personas se infectaron. De los infectados, 44 (33%) murieron. Un análisis genético del virus sugirió que esta cepa surgió del reordenamiento de tres virus de influenza diferentes: un virus H7N3 de pato doméstico, un virus H7N9 de aves silvestres y un virus H9N2 de aves domésticas. El virus se detectó en las bandadas de aves domésticas chinas y se cree que el contacto con este reservorio ha sido la principal fuente de infección. Esta cepa de influenza no pudo transmitirse de persona a persona. Por tanto, la enfermedad no se convirtió en un problema global. Sin embargo, este caso ilustra la amenaza potencial que aún representa la influenza. Si una cepa como el virus H7N9 sufriera otro cambio antigénico, podría volverse más transmisible en la población humana. Con una tasa de mortalidad del 33%, tal pandemia sería desastrosa. Por esta razón, organizaciones como la Organización Mundial de la Salud y los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades mantienen bajo vigilancia constante todos los brotes de influenza conocidos.

  • Compare la gravedad de los tres tipos de virus de la influenza.
  • ¿Por qué se deben desarrollar nuevas vacunas contra la influenza cada año?

4. Estrategias de supervivencia del virus dentro de la célula huésped

Los virus son patógenos oportunistas que pueden desarrollar varias estrategias para escapar de dos barreras de un huésped que es la barrera endosómica y la barrera inmune [65]. Exhiben la capacidad inherente de adaptar estrategias en condiciones de estrés para combatir por su supervivencia. Estas estrategias de adaptación les facilitan impartir una protección superior contra el sistema inmunológico del huésped y prolongar la supervivencia. Tanto los virus envueltos como los no envueltos desarrollan varias tácticas de supervivencia, predomina la fusión de membranas y la formación de poros [66, 67]. En las siguientes subsecciones, se ilustran varias estrategias desarrolladas por virus respiratorios para sobrevivir y escapar de la captación endosómica o del sistema inmunológico. Las estrategias de supervivencia, las moléculas involucradas en el proceso y los agentes antivirales para la terapia de tratamiento actúan sobre una vía de supervivencia específica se enumeran en la Tabla 3.

Tabla 3

Estrategias de supervivencia, moléculas implicadas y agentes antivirales que actúan sobre la estrategia específica de los virus respiratorios.

Estrategia de sobrevivenciaVirus respiratoriosMoléculas involucradasAgentes antiviralesReferencias
Fusión en la membrana endosomalVirus de la influenza ADECIR AHLj001, arbidol[ 67 , 74 ]
Formación de porosRinovirusProteína de la cápside VP4, ICAM-1Pleconaril, vapendavir[ 75 , 76 ]
Modificaciones enzimáticasInfluenza, SARS-CoV-2Neuraminidasa, ACE-2, APNInhibidores de la neuraminidasa, N- (2-aminoetil) -1aziridina etanamina (NAAE)[ 69 , 77 ]
Escisión proteolítica inducida por enzimas endosomalesInfluenza, SARS-CoV-2, SARS-Cov & # x00026 MERS-CovCatepsina B y L, elastasa, tripsina y termolisina, TMPRSS2, TMPRSS11a y HAT& # x02013[ 78 ]
Deriva y desplazamiento antigénicoInfluenza, SARS-CoV-2, HPIVHA & # x00026 NA, glicoproteína de picoNAAE[ 73 , 79 ]

4.1. Fusión con membrana endosomal

Los virus evolucionaron con péptidos de fusión, que se unen a la membrana endosomal y provocan su desestabilización. Los péptidos fusogénicos constituyen un dominio peptídico corto de 20 & # x0201330 aminoácidos [67]. La fusión de membranas es un proceso crucial en la endocitosis y el tráfico celular. La mayoría de los virus envueltos exhiben péptidos de membrana fundamentales únicos, que experimentan cambios conformacionales tras un desencadenante como un cambio en el pH. A pH ácido, el péptido fusogénico sufre cambios estructurales de una hélice hidrófila a una hélice hidrófoba [50]. Esta nueva conformación helicoidal & # x003b1 guía a la fusión de la membrana viral en la membrana celular, lo que da como resultado la interrupción de la membrana y el tráfico de su genoma hacia el citoplasma. Por ejemplo, la hemaglutinina es un péptido de la cubierta del virus de la influenza que exhibe actividad fusogénica [63].

4.2. Formación de poros

El otro enfoque que utilizan los virus para escapar de la barrera endosómica es la formación de poros. La formación de un poro es por la interrelación entre una línea de tensión que sella el poro y la tensión de la membrana que ensancha el poro. Algunos péptidos de virus tienen una gran afinidad por el borde del poro. La unión del péptido al borde reduce la tensión de la línea, lo que provoca inestabilidad en el radio de los poros y no permite volver a sellarlo. En un ambiente ácido, la protonación del grupo de aminoácidos del péptido fusogénico trae cambios conformacionales [66]. Como resultado, los péptidos se adhieren y se autoensamblan dentro de la membrana de fosfolípidos en orientación vertical al plano de la membrana, creando así poros. El modelo & # x02018Barrel-stave & # x02019 demostró la unión de péptidos con las membranas de los endosomas y su difusión lenta hacia la capa de fosfolípidos. Los virus respiratorios que utilizan esta estrategia para invadir las células son los rinovirus humanos [68]. Otros virus que utilizan este mecanismo son el virus vp1-Coxsackie y el poliovirus [67].

4.3. Modificaciones enzimáticas

Los virus han desarrollado una táctica para transformar la membrana de los endosomas mediante las acciones enzimáticas del virus o de las enzimas codificadas por el huésped para facilitar el escape. El virus de la influenza A exhibe la proteína neuraminidasa, que se une directamente a las proteínas de membrana asociadas al lisosoma (LAMP), lo que da como resultado la glicosilación de los LAMP, la interrupción de la integridad del lisosoma y, en última instancia, causa la muerte celular [69]. El virus SARS-CoV-2 también utiliza enzimas del huésped como receptor para la internalización, por ejemplo, la enzima convertidora de angiotensina 2 (ACE2) y la aminopeptidasa N (APN). El ACE-2 es una monocarboxipeptidasa, que hidroliza la angiotensina II, presente en grandes cantidades en la superficie pulmonar. La sustitución de una secuencia de aminoácidos de residuos entre 505 y 323 por una cadena de dominio de unión al receptor del SARS-CoV asigna la utilización del receptor ACE2 humano [69]. Varias especies de coronavirus como CCoV, FCoV y HCoV-229E hacen uso de la proteína aminopeptidasa N del huésped como receptor [70].

4.4. Escisión proteolítica inducida por enzimas endosomales

Además, algunos virus respiratorios adoptan otras estrategias para ingresar a la célula huésped. Un pH ácido bajo no es suficiente para entrar dentro de la membrana celular. Sin embargo, las proteasas endosómicas desencadenan la fusión del virus con la membrana también es esencial [71]. Por ejemplo, el coronavirus se basa en proteasas (catepsina B y L) para invadir la célula. Los estudios también informaron que otras proteasas elastasa, tripsina y termolisina mejoran la entrada productiva in vitro. Las proteasas exógenas proteasa transmembrana serina 2 (TMPRSS2), serina proteasa transmembrana 11A (TMPRSS11a) e histonas acetiltransferasas (HAT) también desencadenan la fusión de SARS-CoV-2 a la membrana celular. El estudio también ilustró que el tropismo de MERS-COV aumentó por el procesamiento proteolítico y resultó en un aumento en el tráfico del virus a través de la membrana celular. En el caso de la escisión proteolítica del virus de la influenza A por proteasas (TMPRSS2 & # x00026 HAT) activa la glicoproteína de fusión HA y desencadena la fusión de la membrana [72].

4.5. Deriva y desplazamiento antigénico

Para escapar del reconocimiento por parte del virus del sistema inmunológico del huésped, desarrolle otra estrategia que sea mediante la mutación continua de la glucoproteína de superficie conocida como deriva antigénica o mediante la creación de nuevos subtipos de estas glucoproteínas denominadas desplazamiento antigénico [72]. Por ejemplo, el virus de la influenza A evolucionó con glicoproteínas antigénicas hemaglutinina (HA) y neuraminidasa (NA) (deriva antigénica), mientras que también se informa la evolución de nuevos subtipos de hemaglutinina (variación antigénica). Además, el recién surgido SARS-CoV-2 también mostró proteínas de pico modificadas en su superficie y una desviación notable en el dominio de unión al receptor de la glicoproteína S. Tanto el cambio como la deriva antigénica son la principal causa de brotes epidémicos y también el mayor obstáculo en el desarrollo de la vacunación contra estos virus [73].


Infecciones y asma

Mecanismos neuroinflamatorios

Las infecciones respiratorias virales pueden inducir inflamación a través de mecanismos que involucran mecanismos neurales. Estas respuestas son difíciles de estudiar en humanos, pero los estudios en modelos animales han proporcionado información. Por ejemplo, la infección por RSV en roedores conduce a la sobreproducción de factor de crecimiento nervioso, 69 que promueve la inflamación de las vías respiratorias. Esta observación también se ha confirmado en estudios de bebés con bronquiolitis por VSR. 70 En un modelo de cobaya, la infección por virus causa disfunción de los receptores muscarínicos M2 en los nervios parasimpáticos, lo que lleva a una sobreproducción de acetilcolina e hiperreactividad de las vías respiratorias. Estas respuestas parecen estar impulsadas por citocinas de fase aguda inducidas por virus tales como IL-1β y TNF-α. 71


Neumonia bacterial

La neumonía es un término general para las infecciones de los pulmones que provocan inflamación y acumulación de líquidos y glóbulos blancos en los alvéolos. La neumonía puede ser causada por bacterias, virus, hongos y otros organismos, aunque la gran mayoría de las neumonías son de origen bacteriano. La neumonía bacteriana es una infección frecuente y potencialmente grave que causó más de 50.000 muertes en los Estados Unidos en 2014. [4] A medida que los alvéolos se llenan de líquidos y glóbulos blancos (consolidación), el intercambio de aire se deteriora y los pacientes experimentan dificultad respiratoria (Figura 17.8). Además, la neumonía puede provocar pleuresía, una infección de la membrana pleural que rodea los pulmones, lo que puede hacer que respirar sea muy doloroso. Aunque muchas bacterias diferentes pueden causar neumonía en las circunstancias adecuadas, tres especies bacterianas causan la mayoría de los casos clínicos: steotococos neumonia, H. influenzae, y Micoplasma pneumoniae. Además de estos, también examinaremos algunas de las causas menos comunes de neumonía.

Figura 17.8 Una radiografía de tórax de un paciente con neumonía muestra las consolidaciones (lesiones) presentes como parches opacos. (crédito: modificación del trabajo de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades)

Neumonía neumocócica

La causa más común de neumonía bacteriana adquirida en la comunidad es steotococos neumonia. Este estreptococo alfa hemolítico grampositivo se encuentra comúnmente como parte de la microbiota normal del tracto respiratorio humano. Las células tienden a tener forma de lanceta y, por lo general, aparecen como pares (Figura 17.9). Los neumococos colonizan inicialmente los bronquiolos de los pulmones. Finalmente, la infección se propaga a los alvéolos, donde la cápsula de polisacárido del microbio interfiere con el aclaramiento fagocítico. Otros factores de virulencia incluyen autolisinas como Lyt A, que degradan la pared celular microbiana, lo que da como resultado la lisis celular y la liberación de factores de virulencia citoplasmáticos. Uno de estos factores, la neumolisina O, es importante en la progresión de la enfermedad. Esta proteína formadora de poros daña las células huésped, promueve la adherencia bacteriana y mejora la producción de citocinas proinflamatorias. La respuesta inflamatoria resultante hace que los alvéolos se llenen de exudado rico en neutrófilos y glóbulos rojos. Como consecuencia, los individuos infectados desarrollan una tos productiva con esputo sanguinolento.

Figura 17.9 (a) Esta micrografía de steotococos neumonia obtenido de un hemocultivo muestra la morfología diplocócica característica en forma de lanceta. (b) Una micrografía electrónica de barrido coloreada de S. pneumoniae. (crédito a: modificación del trabajo de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades; crédito b: modificación del trabajo de Janice Carr, Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades)

Los neumococos pueden identificarse presuntamente por su morfología celular grampositiva distintiva, en forma de lanceta y disposición diplocócica. En cultivos de agar sangre, el organismo muestra colonias alfa hemolíticas que son autolíticas después de 24 a 48 horas. Además, S. pneumoniae es extremadamente sensible a la optoquina y las colonias se destruyen rápidamente mediante la adición de una solución al 10% de desoxicolato de sodio. Todos los aislamientos clínicos de neumococo se serotipifican utilizando la reacción de extinción con antisueros de tipificación producidos por los CDC. Las reacciones de extinción positivas se consideran una identificación definitiva de neumococos.

Los antibióticos siguen siendo el tratamiento principal para los neumococos. Los betalactámicos como la penicilina son los fármacos de primera línea, pero la resistencia a los betalactámicos es un problema creciente. Cuando la resistencia a los β-lactámicos es una preocupación, se pueden prescribir macrólidos y fluoroquinolonas. Sin embargo, S. pneumoniae La resistencia a macrólidos y fluoroquinolonas también está aumentando, lo que limita las opciones terapéuticas para algunas infecciones. Actualmente hay dos vacunas antineumocócicas disponibles: vacuna antineumocócica conjugada (PCV13) y vacuna antineumocócica polisacárida (PPSV23). Por lo general, se administran a las poblaciones de personas más vulnerables: niños menores de 2 años y adultos mayores de 65 años.

HaemophilusNeumonía

Cepas encapsuladas de Haemophilus influenzae son conocidas por causar meningitis, pero las cepas no encapsuladas son causas importantes de neumonía. Este pequeño cocobacilo gramnegativo se encuentra en la faringe de la mayoría de los niños sanos, sin embargo, Haemophilus la neumonía se observa principalmente en los ancianos. Como otros patógenos que causan neumonía, H. influenzae se transmite por gotitas y aerosoles producidos al toser. Un organismo fastidioso, H. influenzae solo crecerá en medios con factor X (hemina) y factor V (NAD) disponibles, como agar chocolate (Figura 17.10). Se debe realizar la serotipificación para confirmar la identidad de H. influenzae aislamientos.

Infecciones de los alvéolos por H. influenzae resultar en inflamación y acumulación de líquidos. El aumento de la resistencia a los β-lactámicos, macrólidos y tetraciclinas presenta desafíos para el tratamiento de Haemophilus neumonía. La resistencia a las fluoroquinolonas es rara entre los aislados de H. influenzae pero se ha observado. Como se discutió para la AOM, una vacuna dirigida contra los no encapsulados H. influenzae, si se desarrolla, proporcionaría protección contra la neumonía causada por este patógeno.

Figura 17.10 Cultura de Haemophilus influenzae en una placa de agar chocolate. (crédito: modificación del trabajo de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades)

MicoplasmaNeumonía (neumonía ambulante)

La neumonía atípica primaria es causada por Mycoplasma pneumoniae. Esta bacteria no es parte de la microbiota normal del tracto respiratorio y puede causar brotes de enfermedades epidémicas. También conocida como neumonía andante, micoplasmaneumonía Las infecciones son comunes en entornos abarrotados como campus universitarios y bases militares. Se transmite por aerosoles que se forman al toser o estornudar. La enfermedad suele ser leve, con fiebre baja y tos persistente. Estas bacterias, que no tienen paredes celulares, utilizan un orgánulo de unión especializado para unirse a las células ciliadas. En el proceso, las células epiteliales se dañan y se obstaculiza la función adecuada de los cilios (Figura 17.11).

Caso en punto

¿Por qué yo?

Tracy es una niña de 6 años que desarrolló una tos grave que no parece desaparecer. Después de 2 semanas, sus padres se preocuparon y la llevaron al pediatra, quien sospechó un caso de neumonía bacteriana. Las pruebas confirmaron que la causa era Haemophilus influenzae. Afortunadamente, Tracy respondió bien al tratamiento con antibióticos y finalmente se recuperó por completo.

Debido a que ha habido varios otros casos de neumonía bacteriana en la escuela primaria de Tracy, los funcionarios de salud locales instaron a los padres a que examinen a sus hijos. De los niños que fueron examinados, se descubrió que más del 50% portaban H.influenzae en sus fosas nasales, pero todos menos dos eran asintomáticos.

¿Por qué algunas personas se enferman gravemente por infecciones bacterianas que parecen tener poco o ningún efecto en otras? La patogenicidad de un organismo (su capacidad para causar daño al huésped) no es solo una propiedad del microorganismo. Más bien, es el producto de una relación compleja entre los factores de virulencia del microbio y las defensas inmunitarias del individuo. Las condiciones preexistentes y los factores ambientales, como la exposición al humo de segunda mano, pueden hacer que algunas personas sean más susceptibles a la infección al producir condiciones favorables para el crecimiento microbiano o comprometer el sistema inmunológico. Además, los individuos pueden tener factores inmunes determinados genéticamente que los protegen, o no, de determinadas cepas de patógenos. Las interacciones entre estos factores del huésped y los factores de patogenicidad producidos por el microorganismo determinan en última instancia el resultado de la infección. Una comprensión más clara de estas interacciones puede permitir una mejor identificación de las personas en riesgo y las intervenciones profilácticas en el futuro.

Los micoplasmas crecen muy lentamente cuando se cultivan. Por lo tanto, se agregan penicilina y acetato de talio al agar para evitar el crecimiento excesivo de contaminantes potenciales de crecimiento más rápido. Ya que M. pneumoniae no tiene pared celular, es resistente a estas sustancias. Sin una pared celular, las células microbianas parecen pleomórficas. M. pneumoniae Las infecciones tienden a ser autolimitadas, pero también pueden responder bien a la terapia con antibióticos macrólidos. Los β-lactámicos, que se dirigen a la síntesis de la pared celular, no están indicados para el tratamiento de infecciones por este patógeno.

Figura 17.11 La micrografía muestra Mycoplasma pneumoniae utilizando sus receptores especializados para unirse a las células epiteliales de la tráquea de un hámster infectado. (crédito: modificación del trabajo de la Sociedad Americana de Microbiología)

  • ¿Cuáles son los tres patógenos responsables de los tipos más prevalentes de neumonía bacteriana?
  • ¿Qué causa de neumonía es más probable que afecte a los jóvenes?

Introducción

El brote de la enfermedad infecciosa respiratoria asociada al nuevo coronavirus (SARS-CoV-2) (COVID-19) comenzó en Wuhan, China, a fines de 2019.1 & # x020133 Posteriormente, el número de casos y países que notificaron casos confirmados aumentó rápidamente. El 30 de enero de 2020, la OMS declaró que el brote era una emergencia de salud pública de importancia internacional. A finales de octubre de 2020, se habían notificado más de 43 & # x02009 millones de casos confirmados en todo el mundo.4

La RT-PCR en tiempo real (rRT-PCR) se ha utilizado ampliamente para analizar muestras de pacientes sospechosos de tener COVID-19, proporcionando información sobre el manejo clínico y el control de brotes. tomarse del tracto respiratorio superior (hisopos nasofaríngeos / orofaríngeos, aspirado nasal, lavado nasal o saliva) o del tracto respiratorio inferior (esputo o aspirado traqueal o lavado broncoalveolar).

El valor del umbral de ciclo (Ct) de rRT-PCR de la muestra respiratoria refleja la cantidad de ácido nucleico viral en el tracto respiratorio. Específicamente, los valores bajos de Ct indican abundante ácido nucleico viral. Varios estudios demuestran que los valores de Ct se correlacionan inversamente con la presencia del virus infeccioso del SARS-CoV-2 en las muestras.9 & # x0201311 Debido a que la sensibilidad varía entre los sistemas de ensayo de rRT-PCR debido a las diferencias en los conjuntos de cebadores / sondas, las condiciones de reacción, etc. Es importante tener en cuenta que puede que no sea posible extrapolar la correlación entre el valor de Ct y la presencia de virus infecciosos a otros entornos de laboratorio. En Japón, el método nacional de rRT-PCR para el diagnóstico de laboratorio del SARS-CoV-2 se basa en los conjuntos de cebadores / sondas N y N2.13 El conjunto de N2 es muy eficaz para la detección del SARS-CoV-2.13 En la actualidad, sin embargo, la correlación entre los resultados del conjunto de N2 rRT-PCR y la presencia de virus infecciosos en las muestras sigue sin estar clara.

El aislamiento del virus mediante cultivo celular es el ensayo de laboratorio más confiable para diagnosticar una infección viral, y este enfoque también proporciona información sustituta con respecto a la transmisión viral. Un trabajo reciente mostró que la proteasa transmembrana, células Vero E6 que expresan serina 2 (TMPRSS2) (VeroE6 / TMPRSS2) son útiles para aislar el SARS-CoV-2 de muestras respiratorias.14 La aparición de un efecto citopático (CPE) que incluye redondeo y desprendimiento en células VeroE6 / TMPRSS2 inoculadas con muestras es un indicador confiable de la presencia de SARS-CoV-2 infeccioso. En el ensayo de aislamiento del virus, sin embargo, es necesario realizar pases celulares ciegos hasta que los virus crezcan de manera eficiente. No está claro si la aparición de ECP se retrasa cuando el SARS-CoV-2 crece mal o si se necesita un pase a ciegas para el ensayo de aislamiento del SARS-CoV-2. En este estudio, establecimos un protocolo para el aislamiento de SARS-CoV-2 a partir de muestras respiratorias utilizando células VeroE6 / TMPRSS2 sin la necesidad de pases celulares ciegos. Además, demostramos una correlación entre el aislamiento de SARS-CoV-2 de las muestras y la carga viral detectada por rRT-PCR utilizando el conjunto N2.


Infecciones del sistema respiratorio

Enfermedad / Enfermedad Organismo (s) Objetivo de la infección Transmisión
Faringitis estreptocócica (faringitis estreptocócica) Grupo A Estreptococo Faringe Contacto de persona a persona con secreciones nasales o salivales
escarlatina Streptococcus pyogenes Faringe, lengua Contacto directo con personas infectadas, gotitas nasales, fómites como vasos compartidos.
Resistente a los medicamentos steotococos neumonia enfermedad (DRSP) steotococos neumonia Faringe, pulmones, alvéolos Contacto de persona a persona
Neumonía por micoplasma Mycoplasma pneumoniae Pulmones membranas mucosas Secreciones nasales entre personas en entornos abarrotados
Neumonía por clamidia Chlamydia pneumoniae Pulmones Inhalación de gotitas respiratorias
Tos ferina (tos ferina) Bordetella pertussis Tráquea: células epiteliales ciliadas Inhalación de gotitas respiratorias
Tuberculosis Tuberculosis micobacteriana Pulmones Inhalación de gotitas respiratorias
Neumonía estafilocócica Staphylococcus aureus S. pneumoniae Pulmones Complicación nosocomial después de la influenza
Haemophilus infecciones Haemophilus influenzae Faringe, bronquios, pulmones Inhalación de gotitas respiratorias
Klebsiella neumonía Klebsiella pneumoniae Pulmones Nosocomial
Difteria Corynebacterium diphtheriae Membranas respiratorias Inhalación de gotitas respiratorias
Legionelosis Legionella pneumophila Pulmones Inhalación de agua nebulizada contaminada
Psitacosis ("fiebre de los loros") Chlamydia psittaci Pulmones Inhalación de excrementos o secreciones de aves secas
Ántrax por inhalación Bacillus Anthracis Pulmones Inhalación de esporas
Fiebre Q Coxiella burnetii Pulmones Inhalación de gotitas contaminadas excretadas por animales infectados

Infecciones estreptocócicas

Estreptococo de garganta (faringitis estreptocócica)

Complicaciones de la faringitis estreptocócica (fiebre reumática)

Escarlatina

escarlatina es una enfermedad de las vías respiratorias superiores también causada por una infección por un estreptococo β-hemolítico del grupo A (Streptococcus pyogenes) (Figura 11.2) y alguna vez fue una enfermedad infantil grave, pero ahora es tratable en general. El período de incubación es de 1 a 2 días y generalmente comienza con fiebre y dolor de garganta, pero también puede presentar escalofríos, vómitos, dolor abdominal y malestar general. La exotoxina producida por la bacteria es responsable de la lengua en "fresa" (Figura 11.3), así como del característico sarpullido fino en el pecho, el cuello, la ingle y los muslos. El tratamiento de la escarlatina es el mismo tratamiento con antibióticos que para la faringitis estreptocócica, y las complicaciones con el tratamiento adecuado son raras.

Steotococos neumonia

steotococos neumonia es un diplococo α-hemolítico grampositivo encapsulado (Figura 11.4), también conocido como neumococo, y es una causa común de enfermedad respiratoria leve, pero también una fuente importante de neumonía. Aparte de la neumonía, el organismo también es capaz de causar faringitis, sinusitis, otitis media, meningitis, osteomielitis, artritis séptica, endocarditis, peritonitis, pericarditis, celulitis y abscesos cerebrales. S. pneumoniae Es un habitante común de la nasofaringe de personas sanas, pero puede ser causa de enfermedad cuando el organismo llega a otras áreas como las trompas de Eustaquio, los senos nasales y los pulmones. Además, el organismo se puede encontrar en mayor número en entornos donde las personas pasan mucho tiempo en las proximidades y se puede transmitir por contacto de persona a persona o por inhalación. Si el organismo es inhalado y no eliminado por la escalera mecánica ciliar (como en los fumadores, en los que los cilios se han dañado o degenerado), o las membranas mucosas están dañadas por una infección viral, las bacterias pueden adherirse o incluso penetrar en la mucosa. Una vez que el organismo consigue llegar a un lugar donde normalmente no se encuentra, estimulará el sistema inmunológico del huésped, lo que provocará la atracción de leucocitos (consulte el Capítulo 20, El sistema inmunológico). La capsula de S. pneumoniae es resistente a la fagocitosis y si no hay inmunidad, los macrófagos alveolares son incapaces de destruir neumococos. En este caso, la bacteria se propaga al torrente sanguíneo, donde lo más probable es que cause bacteriemia. Luego, el organismo puede llegar a otras áreas del cuerpo, causando las condiciones mencionadas anteriormente. La virulencia de S. pneumoniae es un resultado directo de su cápsula y las cepas encapsuladas (lisas) son las que causan la enfermedad, mientras que las cepas no encapsuladas (rugosas) son avirulentas.


FIGURA 11.4 Steotococos neumonia.
steotococos neumonia es un coco grampositivo, los cocos suelen estar dispuestos en pares (diplococos). En un gran porcentaje de la población este organismo forma parte de la flora normal de la boca y la garganta, sin embargo, puede provocar neumonía. A, Imagen de campo oscuro que muestra la disposición diplo o pareada de muchas de las células. B, Tinción de cápsula que ilustra la disposición de las células y la cápsula gruesa que las rodea.

Resistente a los medicamentos steotococos neumonia

Resistente a los medicamentos steotococos neumonia Enfermedad

Otras infecciones frecuentes

Neumonía por micoplasma

Mycoplasma pneumoniae, una pequeña bacteria que carece de pared celular (Figura 11.5), es la causa de la neumonía atípica primaria, una neumonía relativamente leve, que generalmente afecta a personas menores de 40 años. La transmisión se produce por gotitas respiratorias por inhalación o contacto de persona a persona. El período de incubación dura de 10 a 14 días y pueden ocurrir epidemias, especialmente en áreas concurridas como escuelas, entre el personal militar, en albergues para personas sin hogar y dentro de una familia. Los síntomas pueden durar de 1 a 3 semanas, comenzando con fatiga, dolor de garganta y tos seca. Al principio se parece a la gripe, seguida de un empeoramiento de la tos, que finalmente produce esputo. Aunque suele ser una afección leve y la mayoría de las personas se recuperan sin tratamiento, los casos graves requieren tratamiento con antibióticos. Cabe señalar que, debido a la falta de pared celular, estos microorganismos son resistentes a la penicilina y otros antibióticos β-lactámicos (capítulo 22, Fármacos antimicrobianos), que actúan interrumpiendo la formación de enlaces cruzados de peptidoglicanos de las paredes celulares bacterianas.

Neumonía por clamidia

Tos ferina (tos ferina)

Tos ferina también conocido como tos ferina, es una enfermedad altamente contagiosa causada por Bordetella pertussis, un cocobacilo gramnegativo aeróbico extremadamente pequeño (Figura 11.6). Es una enfermedad grave que puede provocar una discapacidad permanente e incluso la muerte. La tos ferina se transmite fácilmente de persona a persona a través de gotitas en el aire que se descargan de las membranas mucosas de las personas infectadas. Los síntomas iniciales ocurren aproximadamente una semana después de la exposición y se parecen a los del resfriado común. Los ataques de tos severos comienzan aproximadamente de 10 a 12 días después y estos ataques pueden provocar vómitos. La tos a menudo termina con un ruido de "grito" que se produce cuando el paciente está tratando de respirar. A pesar de la disponibilidad y la alta cobertura de las vacunas, la tos ferina es una de las principales causas de muerte prevenible por vacunación en todo el mundo. El noventa por ciento de todos los casos ocurren en los países subdesarrollados y la mayoría de las muertes involucran a bebés que no están vacunados o que están vacunados de manera incompleta. El tratamiento con antibióticos eficaces, si se inicia temprano, acorta el período infeccioso, pero generalmente no altera el resultado de la enfermedad.


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