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Bacteriología. 
Patogenia bacteriana
Las bacterias han adquirido características genéticas que les permiten entrar en (invadir) el ambiente, permanecer en un nicho (adherir o colonizar), lograr el acceso a las fuentes de nutrientes (enzimas degradativas) y evitar las respuestas protectoras inmunitarias y no inmunitarias del hospedador (p. ej., cápsula). 
 Cuando hay un número suficiente de bacterias (quórum), ponen en marcha funciones para sustentar la colonia, entre ellas la producción de una biopelícula. No obstante, muchos de los mecanismos que las bacterias utilizan para mantener sus nichos y los productos derivados del crecimiento bacteriano (p. ej., ácidos, gas) producen daños y problemas en el hospedador humano. 
Muchos de estos rasgos son factores de virulencia que aumentan la capacidad de las bacterias para producir enfermedad.
 Aunque muchas bacterias producen enfermedad a través de la destrucción directamente de los tejidos, algunas liberan toxinas que se diseminan mediante la sangre para producir una patogenia sistémica 
Las estructuras de la superficie de la bacteria constituyen unos poderosos estimuladores de las respuestas del hospedador (fase aguda: interleucina 1 [IL-1], IL-6, factor de necrosis tumoral a [TNF-a]), que pueden ser protectores pero que a menudo representan factores contribuyentes importantes de los síntomas de la enfermedad (p. ej., septicemia).
 La enfermedad se produce como consecuencia de la combinación de las lesiones ocasionadas por las bacterias y las secuelas de la respuesta innata e inmunitaria frente a la infección 
Las bacterias virulentas tienen mecanismos que favorecen su crecimiento en el hospedador a expensas de los tejidos de éste o de la función del órgano. 
Las bacterias oportunistas aprovechan las condiciones preexistentes que potencian la vulnerabilidad del paciente, como la inmunodepresión, para desarrollarse y originar una enfermedad grave. 
Por ejemplo, los quemados y los pulmones de los pacientes aquejados de fibrosis quística tienen un mayor riesgo de infección por Pseudomonas aeruginosa, mientras que los afectados por el síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA) son muy susceptibles a la infección por bacterias de crecimiento intracelular, como las micobacterias. 
La enfermedad es el resultado del daño o la pérdida de función de un tejido u órgano debido a la infección o respuesta inflamatorias por parte del hospedador.
 Los signos y síntomas de una enfermedad están determinados por el cambio en el tejido afectado.
 Las respuestas sistémicas se deben a la acción de toxinas y citocinas fabricadas como respuesta a la infección. 
La gravedad del proceso depende de la importancia del órgano afectado y la extensión del daño causado por la infección.
 Los componentes de estas estructuras se suelen codificar todos juntos en un islote de patogenicidad. 
Los islotes de patogenicidad son grandes regiones genéticas en el cromosoma o en plásmidos que contienen grupos de genes que codifican numerosos factores de virulencia, que pueden requerir una expresión coordinada. 
Estos genes se pueden activar por un estímulo único (p. ej., la temperatura intestinal, el pH del lisosoma). 
Un islote de patogenicidad suele estar en el interior de un transposón y se puede transferir como una unidad a distintos lugares dentro del cromosoma o a otras bacterias. 
Entrada en el organismo. 
La piel posee una gruesa capa córnea de células muertas que protege al organismo de la infección. Sin embargo, los cortes en la piel, producidos de forma accidental o quirúrgica o por introducción de catéteres u otros dispositivos quirúrgicos, crean una vía de entrada al tejido subyacente susceptible para las bacterias. 
Colonización, adhesión e invasión. 
Diferentes bacterias colonizan diferentes partes del organismo. Este lugar de colonización puede estar muy próximo al punto de entrada o deberse a la presencia de unas condiciones de crecimiento óptimo en dicha localización. 
Por ejemplo, se inhala el microorganismo Legionella y crece en los pulmones, pero no se disemina con facilidad debido a que es incapaz de soportar temperaturas altas (por encima de 35 °C). 
La colonización de localizaciones que normalmente son estériles implica la existencia de un defecto en un mecanismo de defensa natural o la creación de una nueva vía de entrada. 
Las bacterias pueden utilizar diferentes mecanismos para adherirse y colonizar las diversas superficies corporales 
Cuando son capaces de adherirse a las células epiteliales o endoteliales que revisten la vejiga, el intestino y los vasos sanguíneos, no se pueden eliminar y su capacidad de adhesión les permite colonizar distintos tejidos. 
Cuando son capaces de adherirse a las células epiteliales o endoteliales que revisten la vejiga, el intestino y los vasos sanguíneos, no se pueden eliminar y su capacidad de adhesión les permite colonizar distintos tejidos. 
Aunque las bacterias carecen de mecanismos que les permitan atravesar la piel, algunas especies bacterianas pueden atravesar las membranas mucosas y otras barreras tisulares para entrar en regiones normalmente estériles y en tejidos más susceptibles. 
Estas bacterias invasivas destruyen las barreras o penetran en las células que conforman dicha barrera. Los microorganismos pertenecientes a los géneros Shigella, Salmonella y Yersinia son bacterias entéricas que emplean fimbrias para unirse a células M (micropliegues) del colon y, a continuación, inyectarles proteínas que estimulan a la célula para que se invagine y capte las bacterias.
Acciones patógenas de las bacterias. 
Destrucción tisular. 
Toxinas
Exotoxinas. 
Destrucción tisular 
Los productos generados como consecuencia del crecimiento bacteriano, especialmente de la fermentación, dan lugar a la producción de ácidos, gases y otras sustancias que son tóxicas para los tejidos. 
Además, muchas bacterias liberan enzimas degradativas que disgregan los tejidos, proporcionando así el alimento para el crecimiento de los microorganismos y facilitando la extensión de las bacterias. 
Gangrena gaseosa. 
Por ejemplo, microorganismos como Clostridium perfringens forman parte de la flora normal del aparato digestivo, pero son patógenos oportunistas que pueden provocar una infección en tejidos pobres en oxígeno y ocasionar una gangrena gaseosa. Estas bacterias anaerobias fabrican enzimas (p. ej., fosfolipasa C, colagenasa, proteasa, hialuronidasa), varias toxinas y ácido y gases derivados del metabolismo bacteriano, que destruyen el tejido.
Toxinas. 
Las toxinas son componentes bacterianos que dañan directamente los tejidos o bien ponen en marcha actividades biológicas destructivas. 
Las toxinas y las actividades de otras sustancias similares se deben a la acción de diversas enzimas degradativas que ocasionan la lisis celular y de proteínas que se unen a receptores específicos que inician reacciones tóxicas en un tejido diana específico. 
Por otra parte, la endotoxina (el lípido A del lipopolisacárido) y las proteínas superantígeno promueven una estimulación excesiva o inapropiada de las respuestas innatas o inmunitarias. 
En muchos casos, la toxina es la única responsable de los síntomas característicos de la enfermedad. 
Exotoxinas
Tanto las bacterias grampositivas como las gramnegativas son capaces de fabricar exotoxinas, entre las que se encuentran enzimas citolíticas y proteínas de unión a receptores que alteran una función o destruyen la célula.
Las toxinas citolíticas incluyen las enzimas capaces de romper la membrana, como la a-toxina (fosfolipasa C) producida por C. perfringens, que rompe la esfingomielina y otros fosfolípidos de la membrana. 
Los superantígenos conforman un grupo especial de toxinas. Estas moléculas activan los linfocitos T al unirse de manera simultánea al receptor del linfocito T y a la molécula del complejo principal de histocompatibilidad de clase II en una célula presentadorade antígeno sin necesidad de participación de un antígeno.
Esta forma de activación nespecífica de los linfocitos T puede desencadenar respuestas de tipo autoinmunitario que pongan en peligro la vida al estimular la liberación de grandes cantidades de interleucinas (tormenta de citocinas), como la IL-1, el TNF y la IL-2. 
Esta estimulación de los linfocitos T por un superantígeno puede originar también la muerte de los linfocitos T activados, lo que da lugar a la pérdida de clones específicos de linfocitos T y la desaparición de sus respuestas inmunitarias. 
Los superantígenos incluyen la toxina del síndrome del shock tóxico por S. aureus, las enterotoxinas estafilocócicas y la toxina eritrogénica A o C de S. pyogenes.
Endotoxina y otros componentes de la pared celular. 
La presencia de componentes de la pared celular de la bacteria constituye una poderosísima señal de alarma para el organismo que indica infección y pone en marcha los sistemas protectores del hospedador. 
Los patrones moleculares asociados a patógenos (PAMP) se unen a moléculas receptoras tipo toll (TLR) y otras moléculas y estimulan la producción de citocinas. 
 La porción de lípido A del lipopolisacárido (LPS) producida por bacterias gramnegativas es un activador poderoso de las reacciones de fase aguda e inflamatorias y recibe la denominación de endotoxina. 
Es importante tener en cuenta que la endotoxina no equivale a la exotoxina y que únicamente las bacterias gramnegativas fabrican endotoxinas. 
Pueden producirse respuestas más débiles similares a las producidas por endotoxinas en estructuras de bacterias grampositivas, que incluyen los ácidos teicoico y lipoteicoico.
Las bacterias gramnegativas liberan endotoxinas durante la infección. La endotoxina se une a los receptores específicos (CD14 y TLR4) de los macrófagos, los linfocitos B y otras células con el fin de estimular la producción y la liberación de citocinas de fase aguda, como IL-1, TNF-a, IL-6 y prostaglandinas. La endotoxina estimula, igualmente, la proliferación (mitógena) de los linfocitos B. 
A concentraciones bajas, la endotoxina estimula también el desarrollo de respuestas protectoras como la fiebre, la vasodilatación y la activación de las respuestas inmunitaria e inflamatoria.
 Sin embargo, las concentraciones de endotoxinas en la sangre de los pacientes con septicemia (bacterias en la sangre) por bacterias gramnegativas pueden ser muy elevadas, y las respuestas a las mismas pueden ser devastadoras, llegando a producir shock septicémico e incluso la muerte
 Las elevadas concentraciones de endotoxinas pueden activar también la vía alternativa del complemento y la producción de anafilotoxinas (C3a, C5a), lo que contribuye a la vasodilatación y fuga capilar. 
Combinadas con TNF e IL-1 esto puede determinar hipotensión y shock. También se puede producir una coagulación intravascular diseminada (CID) como consecuencia de la activación de las vías de la coagulación de la sangre. 
La fiebre elevada, las petequias (lesiones cutáneas provocadas por la extravasación capilar) y los síntomas potenciales de shock (consecuencia del aumento de la permeabilidad vascular) que se asocian a la infección por Neisseria meningitidis están relacionados con las grandes cantidades de endotoxina que se liberan durante la infección.
INMUNOPATOGENIA. 
En muchos casos, los síntomas de la infección bacteriana se producen porque la infección causa unas excesivas respuestas inmunitarias e inflamatorias. 
Cuando está limitada y controlada, la respuesta de fase aguda frente a los componentes de la pared celular, especialmente la endotoxina, es una respuesta antibacteriana protectora. Sin embargo, cuando sucede como respuesta sistémica descontrolada, la respuesta de fase aguda y la inflamación pueden originar síntomas potencialmente mortales asociados a septicemia o meningitis
Los neutrófilos activados, los macrófagos y el complemento pueden provocar lesiones en el lugar de la infección. La activación del complemento induce también la liberación de anafilotoxinas, que inician la permeabilidad vascular y la rotura de los capilares. 
Las tormentas de citocinas ocasionadas por los superantígenos y la endotoxina pueden provocar shock y alteraciones de la función corporal. 
La formación de granulomas inducida por los linfocitos T CD4 y los macrófagos frente a Mycobacterium tuberculosis también puede ser causa de destrucción tisular. 
 Las respuestas autoinmunitarias se pueden activar por proteínas bacterianas, como la proteína M de S. pyogenes, que se parece a nivel antigénico al tejido cardíaco. Los anticuerpos frente a la proteína M muestran una reactividad cruzada con el corazón y pueden empezar su daño en la fiebre reumática. 
Mecanismos de evasión de las defensas del organismo Hospedador 
Las bacterias son parásitos y la evasión de las respuestas protectoras del hospedador supone una ventaja selectiva. Lógicamente, cuanto mayor es el período en que una infección bacteriana permanece en el hospedador, mayor es el tiempo del que las bacterias disponen para proliferar y producir daño. 
Por tanto, las bacterias que pueden evitar o inutilizar las defensas del hospedador presentan una mayor capacidad potencial de producción de enfermedad.
 Las bacterias han desarrollado diversos mecanismos para eludir las principales defensas antibacterianas, al eludir su reconocimiento y destrucción por las células fagocíticas, inactivar o evitar el sistema de complemento y anticuerpos, e incluso mediante la proliferación intracelular con el fin de esconderse de estas respuestas del hospedador
La cápsula constituye uno de los factores de virulencia más importante. Estas estructuras funcionan protegiendo a las bacterias frente a las respuestas inmunitarias y fagocíticas. 
Por lo general, las cápsulas están formadas por polisacáridos, los cuales son poco inmunógenos. 
La cápsula de S. pyogenes, por ejemplo, se compone de ácido hialurónico, el cual remeda al tejido conectivo humano para enmascarar a las bacterias y eludir que sean reconocidas por el sistema inmunitario. 
 La formación de una biopelícula, la cual se compone de material capsular, puede evitar la acción de los anticuerpos y el complemento sobre las bacterias que lo integran. 
Las bacterias pueden eludir la respuesta humoral por variación antigénica, por inactivación de anticuerpos o por crecimiento intracelular. 
N. gonorrhoeae puede modificar la estructura de sus antígenos de superficie con el fin de eludir la acción de los anticuerpos y produce una proteasa que degrada la inmunoglobulina A (IgA). 
S. aureus fabrica una proteína de unión a la IgG, la proteína A, que previene que el anticuerpo active el complemento o sea una opsonina y enmascara a la bacteria frente a la detección. 
Las bacterias que crecen intracelularmente incluyen micobacterias, franciselas, brucelas, clamidias y rickettsias 
El grueso peptidoglucano de las bacterias grampositivas y el antígeno O de gran longitud del LPS de la mayoría de las bacterias gramnegativas (no especies de Neisseria) previenen que el complemento acceda a la membrana bacteriana y la protegen frente al daño. 
Al degradar el componente C5a del complemento, S. pyogenes puede limitar la quimiotaxia de los leucocitos al sitio de infección. Para compensar la falta de antígeno O, N. gonorrhoeae une el ácido siálico a su lipooligosacárido (LOS) para inhibir la activación del complemento. 
Los fagocitos (neutrófilos, macrófagos) representan la defensa antibacteriana más importante, si bien un gran número de bacterias puede burlar la fagocitosis a través de diversos mecanismos. 
Pueden producir enzimas capaces de lisar las células fagocíticas (p. ej., la estreptolisina producida por S. pyogenes o la a-toxina fabricada por C. perfringens). 
Pueden inhibir la fagocitosis (p. ej., como consecuencia de la presencia de la cápsula y de la proteína M producidas por S. pyogenes) o bien inhibir la destrucción intracelular.Los mecanismos bacterianos de protección frente a la destrucción intracelular incluyen la inhibición de la fusión del fagolisosoma, evitando así el contacto con sus contenidos bactericidas (especies de Mycobacterium), la resistencia mediada por la cápsula o por enzimas a las enzimas o las sustancias lisosómicas bactericidas o la capacidad para pasar del fagosoma al citoplasma del hospedador antes de exponerse a las enzimas lisosomales . 
Por ejemplo, los estafilococos producen catalasa, una enzima que reduce la eficacia del sistema de la mieloperoxidasa. 
Muchas de las bacterias que son fagocitadas pero sobreviven a la fagocitosis pueden utilizar la célula como un lugar para proliferar y eludir las respuestas inmunitarias, así como un medio para diseminarse por todo el organismo.
Por otra parte, S. aureus puede eludir las defensas del hospedador separando con una pared la zona de la infección. S. aureus puede producir coagulasa, una enzima que facilita la conversión de la fibrina en fibrinógeno para producir una barrera tipo coágulo; esta característica distingue a S. aureus de S. epidermidis. 
S. aureus y S. pyogenes y otras bacterias son piógenas (formadoras de pus), y la formación de pus con la muerte de los neutrófilos limita el acceso de anticuerpos o de antibióticos a las bacterias
M. tuberculosis es capaz de sobrevivir en el hospedador al promover la creación de un granuloma, en el que las bacterias viables pueden subsistir durante toda la vida del individuo infectado. 
Las bacterias pueden reanudar su proliferación cuando se produce cualquier alteración del estado inmunitario del hospedador.