Dentro de la
diversidad de microorganismos existen muchos que se han especializado
como predadores. Estos microorganismos predadores han evolucionado
para ser rápidos, agresivos y tóxicos de tal manera de poder atacar
a otros microorganismos exitosamente y alimentarse de ellos. Pero,
¿qué sucede cuando la presa somos nosotros?
Un gran área
de la microbiología se ha volcado a la medicina debido a estos
microorganismos. Los denominamos “Microorganismos Patógenos”.
Debido a su complejidad dedicaremos bastante tiempo a ellos, a fin de
lograr un entendimiento sobre su ecología, fisiología y alcances.
Comencemos
entonces por su definición:
Microorganismo
Patógeno: Es un microorganismo
capaz de ingresar, colonizar, crecer y causar una enfermedad en otro
organismo que denominaremos “Hospedador”.
Desde el punto de vista médico entendemos por enfermedad a cualquier
cambio anormal en la fisiología del organismo hospedador. Los
patógenos están adaptados para crecer dentro de su hospedador, por
lo que las condiciones que le brinde éste deben ser las óptimas
para el patógeno. Por ejemplo Escherichia
coli, una bacteria patógena de
mamíferos grandes como nosotros o las vacas, crece a temperaturas de
entre 35 y 38 °C. Esta es la misma temperatura que puede tener
nuestro cuerpo.
A pesar de que
podríamos identificar al microorganismo patógeno como un parásito,
la microbiología clínica prefiere diferenciarlos. La diferencia
entre un parásito y un patógeno radica en que el primero puede
hospedarse en un organismo sin causarle peores trastornos que la
disminución en la capacidad absortiva de los nutrientes. Por el
contrario, la presencia de un patógeno desencadenará una enfermedad
que causará un desbalance en el sistema inmunitario y metabólico
del hospedador. Es importante remarcar que en la medicina los
parásitos también generan una enfermedad, pero es muy diferente al
accionar de un patógeno.
Los
patógenos como agentes causales de una enfermedad
Los patógenos
son la causa de muchas enfermedades. Pero es importante definir si
son la causa de la enfermedad inicial o no. De esta forma se pueden
definir a los patógenos en 2 tipos:
- Patógenos Primarios: Atacan a un hospedador sano causando una enfermedad. Se caracterizan por ser microorganismos agresivos y rápidos en su crecimiento. Debido a sus necesidades metabólicas adaptadas a sus hospedadores, este tipo de microorganismos no suelen encontrarse en el ambiente y se los denomina “especialistas”.
- Patógenos Oportunistas: Atacan a un hospedador que se encuentra inmunodeprimido por una enfermedad previa o por encontrarse en esa situación. Estos microorganismos no suelen ser veloces en su crecimiento, pero son tolerantes y capaces de resistir largos períodos dentro y fuera de nuestro cuerpo. Es posible aislar a estos microorganismos patógenos de ambientes naturales, ya que no se encuentran especializados a vivir dentro del hospedador. Debido a que la enfermedad causada por estos patógenos co-ocurre con otras enfermedades se las denomina “enfermedades concomitantes”. Un ejemplo muy común de enfermedades concomitantes son las enfermedades intrahospitalarias. En otros momentos volveremos a mencionar a estas enfermedades causadas por patógenos endémicos de los hospitales, pero vale la pena mencionar que estos microorganismos se encuentran al acecho en un lugar donde la gran mayoría de la gente está inmunodeprimida.
Los virus
A pesar de que
para la microbiología los virus son partículas biológicamente
activas, son causales comunes de enfermedades y se comportan como
patógenos hiper-especializados. Los virus, a diferencia de cualquier
otro microorganismo, penetran en el hospedador a nivel celular e
ingresan al núcleo de la célula. Una vez allí utilizan la
maquinaria de la célula para replicar su ADN y reformar su cápsula
(la estructura que los contiene fuera de la célula). Pero un virus
que ingresa a una célula no necesariamente saldrá de ella de manera
inmediata. Los virus pueden poseer dos ciclos en los que se comportan
de manera muy diferente:
- Ciclo lítico: Es el ciclo común en que el virus entra en su hospedador, multiplica su ADN y sale de las células del hospedador destruyéndolas.
- Ciclo lisogénico: En este ciclo el virus entra a la célula de su hospedador y une su ADN al ADN del hospedador creando una unión estable. Una vez unido, el virus no se separará del ADN del hospedador hasta que se produzca alguna alteración. Luego que se produzca alguna alteración el virus se separa del ADN del hospedador y genera un ciclo lítico, destruyendo a la célula en la que se hospeda. Este es el caso del virus de la inmunodeficiencia humana (VIH). Generalmente la alteración que hace que el virus se suelte del ADN y se vuelva agresivo está relacionado a señales de estrés.
¿Cómo se
contagian los patógenos?
Recordemos que
muchos de los patógenos son microorganismos especializados para
vivir dentro de su hospedador. Esto hace que sea difícil que crezcan
en la naturaleza, por lo que su número es bajo en general. La
presencia de los patógenos en la naturaleza está asociada a la
presencia de deshechos orgánicos de sus hospedadores (materia fecal,
cadáveres en descomposición o exudados). Dado que los
microorganismos patógenos no suelen encontrarse en la naturaleza, la
forma de adquirirlos es a través de entrar en contacto o bien con un
individuo enfermo o bien con algún individuo que sirva como
transporte ocasional del patógeno. Veamos pues las distintas maneras
de entrar en contacto con los patógenos.
Transmisión por aire: Los patógenos pueden pasar de un hospedador enfermo a otro sano a través del aire. Esto se da generalmente en secreciones bucales con estornudo o tos. Al generarse un spray el microorganismo “vuela” de un hospedador a otro. También existe la posibilidad de ser transportados por partículas de polvo, en cuyo caso el patógeno debe ser capaz de producir esporas y de tolerar por períodos cortos de tiempo las condiciones ambientales. Muchos patógenos fecales son capaces de hacer esto. Este tipo de transmisión es común para virus y bacterias que afectan el tracto respiratorio, pero menos común para eucariotas.- Transmisión por contacto: Esta transmisión se puede dar por contacto directo o indirecto. En el primer caso un hospedador enfermo entra en contacto directo con otro sano, ya sea tocándose, besándose o teniendo relaciones sexuales. La transmisión de enfermedades se produce tanto entre individuos de una misma especie como de distintas especies. En muchos casos (por ejemplo el virus del Ebola) los animales pueden ser portadores no expresivos de la enfermedad y al mismo tiempo ser capaces de transmitirla a otros animales, entre ellos el humano. En el contacto indirecto el contagio se produce a través de un objeto o superficie inanimado. Este tipo de contagio se denomina comúnmente “contagio por fomites”, siendo el fomite un objeto no vivo. Por ejemplo, en el brote de Hanta Virus ocurrido en el Sanatorio del Sol en Bariloche en el año 1998 se supone que una fuente de contagio pudo ser el mate que compartían los familiares de los enfermos. Estas formas de transmisión son comunes para todo tipo de patógenos.
Transmisión
por vectores: Muchas veces las
enfermedades son transmitidas de un hospedador enfermo a otro sano
mediante un animal vivo que lo transporta y entra en contacto con el
hospedador final. A estos animales se los denomina “vectores” ya
que transportan la enfermedad sin expresarla. El caso más común en
Argentina es el virus del dengue transmitido por el mosquito Aedes
aegypti. Esta forma de transmisión
es muy común para virus y frecuente para bacterias. En el caso de
los eucariotas puede producirse pero es raro.- Transmisión por alimentos: Los alimentos son una fuente de nutrientes tanto para nosotros como para los microorganismos. El problema reside en que en los alimentos los microorganismos son capaces de crecer, aumentando su población y, por ende, su potencial patógeno. Debido a la manipulación de los alimentos nos hemos vuelto muy vulnerables a las enfermedades transmitidas por ellos. Es muy común el contagio de enfermedades producidas por bacterias y eucariotas, pero muy raramente podemos además contagiarnos de virus.
- Transmisión por agua: Como hemos explicado con anterioridad, el agua es reservorio de microorganismos. Pero además el agua es receptor de todo tipo de contaminación. Debido al crecimiento demográfico es muy común encontrarse con contaminaciones fecales de las aguas. El acúmulo de basura orgánica también genera crecimiento de microorganismos potencialmente patógenos. Esto hace que los microorganismos patógenos puedan ser transmitidos por agua, implicando un serio riesgo poblacional. Esta transmisión es muy común para bacterias y eucariotas, pero raro para virus.
Tipos de
microorganismos patógenos
Las
bacterias
Estos
microorganismos son los más conocidos dentro de los patógenos
debido a que fueron los primeros en ser estudiados como tales. En
1882 Robert Koch, un médico alemán, descubre que la enfermedad de
la tuberculosis es causada por una bacteria a la que luego se
denominará como Mycobacterium tuberculosis pero que es
conocido también como el Bacilo de Koch. Luego de esto el estudio de
las enfermedades tomo un giro radical en la búsqueda de los agentes
causales descubriéndose un gran número de bacterias patógenas.
Actualmente sabemos que ese número no es tan representativo como se
creía. Tan solo 500 bacterias son consideradas patógenas, lo que
representa un 0,5% de la diversidad de bacterias descritas hasta el
momento.
Los
eucariotas
A pesar de la
gran diversidad de eucariotas, la mayoría de los patógenos se
encuentran restringidos a los hongos y las levaduras. Algunos
protozoos y amebas también son considerados patógenos, aunque
también podrías considerarse parásitos. Las enfermedades generadas
tanto por hongos como por levaduras son denominadas “micosis”
(debemos recordar que las levaduras pertenecen al grupo de los
hongos). Algunas enfermedades comunes son el pié de atleta, la
pitiriasis y las enfermedades dérmicas. Las levaduras causan
enfermedades como la candidiasis en las mujeres, la cual afecta al
80% de ellas aunque no lo sepan por la ausencia de síntomas.
Enfermedades menos conocidas son producidas por las levaduras negras,
que generan enfermedades similares a la meningitis y la encefalitis,
y en la gran mayoría de los casos son mortales.
Los virus
Los virus como
patógenos tienen 2 características importantes: 1) son patógenos
hiper-especializados y 2) su presencia siempre causa una enfermedad.
Debido a su característica de ingresar y permanecer en la célula,
es muy complejo luchar contra ellos. Los virus han desarrollad
estrategias para “comunicarse” con nuestras células y engañarlas
para que estas les permitan ingresar. Debido a su velocidad, nuestro
sistema inmune no es suficientemente velos como para controlar a los
virus sin que estos logren causar una enfermedad. Pero no todo lo
referente a virus es malo. Está probado que el 50% de nuestro ADN es
de origen vírico. Esto quiere decir que somos lo que somos gracias
al aporte de los virus.
Retrato de
una enfermedad causada por patógenos
Ahora sabemos
que un microorganismo patógeno es capaz de generar una enfermedad.
Pero, ¿cómo ocurre esto? Para poder describir como la enfermedad
transcurre debemos saber que es lo que va sucediendo desde que el
microorganismo patógeno ingresa al cuerpo de su hospedador hasta que
finaliza su ciclo. A pesar de que para cada tipo de patógeno existen
diferencias, podemos hacer algunas generalizaciones.
Contagio
Colonización
del hospedador
Luego de
entrar en contacto con el hospedador, el patógeno comienza a
colonizar. La colonización es el establecimiento del microorganismo
en un sitio que le resulte apropiado y la multiplicación celular. La
colonización dependerá de la habilidad del patógeno para lidiar
con los demás microorganismos presentes en su hospedador y el
sistema de defensa propio del cuerpo. Los patógenos desarrollaron un
método que les permite facilitar estas etapas: la adhesión
específica. Una vez fijados al órgano que atacarán, la
multiplicación celular es inminente. A partir de este momento el
hospedador puede contagiar a otras personas. Lo interesante es que
puede ser que el hospedador aún no muestre los síntomas de la
enfermedad.
Invasión
celular
Una vez
adherido y en número suficiente, el patógeno ataca las células del
hospedador. Esto se logra en 3 pasos: 1) atacar la membrana celular,
2) destruir los carbohidratos de membrana, y 3) destruir la membrana
celular. A medida que la infección se profundiza en los tejidos
existe el riesgo que la bacteria llegue a torrente sanguíneo. Si lo
logra podrá diseminarse a otros tejidos.
La invasión
celular tiene serias consecuencias para el hospedador: suele producir
hemorragias que afectan el funcionamiento del órgano atacado y el
debilitamiento general, puede generarse la disfunción (el mal
funcionamiento o cese de funcionamiento del órgano afectado) y se
produce septicemia (presencia de bacterias o sus derivados en el
torrente sanguíneo). Al mismo tiempo el sistema inmune se activa y
ataca al invasor. En el transcurso de este proceso se destacan los
síntomas más severos producidos por la enfermedad.
El ataque
El ataque de
los patógenos se producen cuando estos se vuelven agresivos a su
hospedador y lo atacan a nivel tisular. Las células sobre las cuales
el patógeno se asienta serán las primeras en sufrir daños. Muchos
patógenos son capaces de liberar productos líticos que destruyen
las membranas de las células liberando así los nutrientes internos.
Los virus ingresan a la célula y la destruyen al multiplicarse. Al
destruir las células los patógenos se aproximan al torrente
sanguíneo. Si acceden a él puede que ingresen al mismo o liberen
toxinas. En este punto se produce la septicemia, la cual se considera
como una infección grave. En la gran mayoría de los casos se logra
evitar esta etapa, la cual implica serio riesgo para el hospedador.
En el caso de que las bacterias logren ingresar al torrente sanguíneo
se produce bacteremia, que es una variante de la septicemia. Algunas
bacterias además producen toxinas que ejercen daños sobre tejidos y
sistema nervioso.
La
enfermedad
Antes o
mientras se produce el ataque puede presentarse la sintomatología de
la enfermedad. Esto suele relacionarse con estados de dolor muscular,
fiebres, nauseas, cansancio, irritaciones oculares y faríngeas, tos,
aumento de la mucosidad y otros estados típicos de la enfermedad. La
sintomatología es vital para poder identificar al patógeno y
detenerlo. En caso de no ser tratada, toda enfermedad es
potencialmente mortal.
El final del
ataque
Todo lo que
empieza debe concluir. La gran mayoría de los patógenos no buscan
destruir a su hospedador, ya que este les permitirá multiplicarse
nuevamente en otra ocasión. Por esta razón, en la mayoría de los
casos la enfermedad concluye. El tiempo de recuperación será
variable para cada enfermedad. En pocos casos quedarán vestigios de
la enfermedad (si se produjeron ulceraciones o daños tisulares
significativas que sean difíciles de recuperar para el sistema
orgánico). En la minoría de los casos el hospedador perecerá. Pero
es muy importante recordar que, luego de una enfermedad el hospedador
estará débil. Antes del descubrimiento de los antibióticos las
personas solían morir por enfermedades que los debilitaban de tal
manera que no podían recuperarse.
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