Factores que intervienen e influyen en la cadena epidemiologica

Las enfermedades infecciosas y parasitarias se diferencian del resto de las enfermedades por su naturaleza, es decir, poseen un agente etiológico, la causa viva de la enfermedad. Los organismos susceptibles (el hombre, los animales, las plantas) adquieren estas enfermedades por el contacto directo (heridas, mordeduras, etc.) o indirecto (por el agua, los alimentos, objetos o vectores). Sin embargo, tanto el agente etiológico como el organismo susceptible están sometidos en mayor o menor grado a la influencia de los factores físico- químicos ambientales, sobre todo la temperatura y la humedad, entre otros

Los complejos mecanismos de resistencia y adaptación de los mamíferos a la influencia de los factores ambientales condicionan que éstos puedan resistir variaciones extremas de dichos factores, pero todo ello ha sido producto de un largo periodo de adaptación natural y en muchos casos, artificial porque el hombre se ha visto obligado a ello en ciertas latitudes.

La interrelación que se establece entre el agente etiológico, el ambiente y el organismo susceptible, se conoce comúnmente como cadena epidemiológica, y cada uno de estos elementos constituye un eslabón de dicha cadena:

Palabras claves: cadena epidemiológica ; agentes etiológicos , huésped susceptible

Introducción

Los microorganismos son más conocidos por los perjuicios que ocasionan al hombre que por sus beneficios. Los primeros originados principalmente por las enfermedades que causan en el mismo hombre, en los animales y en las plantas sin contar otros daños. Sin embargo, esos microorganismos que acusamos son solamente unos cientos de especies e injustamente no reconocemos los infinitos beneficios de miles de especies que actualmente se encuentran identificadas. Sin temor a equivocarnos podemos decir que sin los microorganismos la vida sería imposible sobre la tierra y muchos de éstos, son hasta más eficaces que el hombre. Ilustremos lo anterior con algunas afirmaciones a modo de preguntas, de los cientos que pudieran relatarse:

¿Los microorganismos son responsables de la circulación de la materia en la naturaleza (ciclos del nitrógeno, del oxígeno, del carbono, minerales)?

Los microorganismos son "los basureros de la naturaleza" debido a la acción transformadora de la materia que realizan. Imaginémonos que sería de nosotros si los cadáveres de hombres, animales, sus desechos, los restos de plantas, etc. acumulados sobre la superficie de la Tierra desde que surgió la vida en ésta, no se hubiesen transformado y circulado sus elementos.

Principales bacterias patógenas para el hombre y los animales

Sólo una pequeña parte de los miles de especies de bacterias causan enfermedades conocidas en el hombre y en los animales. Las infecciones bacterianas se evitan destruyendo las bacterias con calor, como se hace en las técnicas de esterilización y pasteurización. Cuando se producen, las enfermedades bacterianas se tratan con antibióticos, pero el abuso de estos compuestos en los últimos años ha favorecido el desarrollo de cepas de bacterias resistentes a su acción, como Mycobacterium tuberculosis, que causa la tuberculosis.

Algunas enfermedades provocadas por diferentes tipos de bacterias

Resistencia e inmunidad

La propiedad de un animal o vegetal de preservarse de la infección se denomina resistencia. Depende de muchos factores, algunos de los cuales son físicos o metabólicos e inherentes a la especie de huésped, o individuales; se denominan factores de resistencia naturales, y en general no son específicos en lo que se refiere a los microorganismos agresores. La resistencia adquirida por la exposición a agentes patógenos por vías naturales o artificiales se limita generalmente a un solo tipo de microorganismo y se denomina inmunidad. La falta de resistencia es la susceptibilidad.

Resistencia

La facultad del organismo huésped de prevenir o dominar la invasión de agentes patógenos virulentos se conoce como resistencia y comprende tanto los factores innatos (resistencia natural) como los adquiridos en el curso de la vida (inmunidad). La falta de resistencia se denomina susceptibilidad.

Tipos de resistencia

El estado de salud general del huésped, sus condiciones nutritivas, las circunstancias sociales y económicas, y otros elementos no específicos, todos toman parte importante en la resistencia. La resistencia puede ser de tres tipos:

• a) Específica o de especie: que está relacionada con caracteres inherentes a la especie

• b) Racial, que consiste en diferencias en la resistencia a ciertas enfermedades infecciosas que presentan algunas variedades genéticas de especies animales.

• c) Individual, que es el mayor o menor grado de resistencia a contraer la enfermedad que se observa en los distintos individuos pertenecientes a una especie determinada.

Factores que modifican la resistencia natural.

Existen numerosos factores que modifican la resistencia natural, entre estos, los más importantes son los siguientes:

Nutrición

El estado de nutrición del organismo se considera como uno de los factores más importantes. En caso de deficiencias en el balance de los nutrientes pueden surgir deficiencias en el desarrollo del individuo, principalmente en los jóvenes, y dificultades en la reactividad celular y en la síntesis de inmunoglobulinas. Las dietas carentes de nitrógeno aumentan la susceptibilidad a los agentes infecciosos; la deficiente alimentación puede conducir a limitar la resistencia de las barreras defensivas del organismo.

Condiciones ambientales.

Las condiciones ambientales en que se desarrollan los animales jóvenes, la poca o falta de higiene, el hacinamiento, las elevadas temperaturas, el régimen inadecuado de manejo, etc. originan agotamiento en los animales y pérdida de la integridad funcional del cuerpo, lo que trae como consecuencia la disminución de su capacidad defensiva y el aumento de su susceptibilidad a los agentes infecciosos.

Estado del sistema endocrino.

Edad.

Sexo.

Líneas de defensa

El organismo animal dispone de tres líneas de defensa que ha de salvar el agente patógeno para establecer el proceso infeccioso.

1ra. línea de defensa.

El primero de estos dispositivos es principalmente de orden físico, aunque intervienen en él factores químicos. Entre estas barreras se incluyen:

-la piel y mucosas íntegras

-peristaltismo

-pelos epiteliales

-tos, estornudo, lagrimeo, transpiración, salivación.

-la lisozima

-acidez o alcalinidad de los líquidos orgánicos, etc.

2da. línea de defensa.

Es de carácter celular.

-Fagocitosis

3ra. línea de defensa.

Es específica y consiste en la producción de anticuerpos como consecuencia de la reactividad del organismo al contacto con los microorganismos o sus productos.

Inmunidad

La inmunidad incluye todos los factores de defensa adquiridos, pero no los mecanismos naturales, físicos y químicos, y los componentes celulares del organismo huésped. La inmunidad depende, pues, de la formación de anticuerpos como resultado de estímulos suscitados por proteínas extrañas o sustancias de carácter albuminoideo, es decir, antígenos.

La inmunidad difiere de la resistencia natural en que:

• a) No es inherente al organismo, sino que se adquiere durante la vida.

• b) Es específica para un solo tipo de microorganismo o sustancia antigénica o para grupos de microorganismos muy afines.

Tipos de inmunidad

La inmunidad puede clasificarse en dos tipos: activa y pasiva.

Inmunidad activa.

Se produce cuando las células o tejidos del huésped elaboran anticuerpos como consecuencia del contacto con microorganismos o sus productos. Se desarrolla lentamente pero generalmente es completa y permanente. Puede clasificarse en:

• a) Natural. Estimulada por la presencia de microorganismos vivos o de sus productos que son causas de enfermedad.

• b) Artificial. Es estimulada por la administración de antígenos constituidos por los microorganismos vivos, muertos o atenuados, o por sus productos tóxicos o destoxicados

(vacunas, toxoides, etc.). Inmunidad pasiva.

Conferida por anticuerpos producidos por inmunización activa (natural o artificial) de un individuo que se transfiere a otros individuos. Confiere protección inmediata pero temporal. Puede ser:

• a) Natural. Conferida al recién nacido por la madre inmune por transferencia de los anticuerpos a través de la placenta o el calostro.

• b) Artificial. Conferida por inyección de suero inmune animal o humano a un individuo susceptible (sueros hiperinmunes).

La cadena epidemiológica

Las enfermedades infecciosas y parasitarias se diferencian del resto de las enfermedades por su naturaleza, es decir, poseen un agente etiológico, la causa viva de la enfermedad. Los organismos susceptibles (el hombre, los animales, las plantas) adquieren estas enfermedades por el contacto directo (heridas, mordeduras, etc.) o indirecto (por el agua, los alimentos, objetos o vectores). Sin embargo, tanto el agente etiológico como el organismo susceptible están sometidos en mayor o menor grado a la influencia de los factores físico- químicos ambientales, sobre todo la temperatura y la humedad, entre otros.

La interrelación que se establece entre el agente etiológico, el ambiente y el organismo susceptible, se conoce comúnmente como cadena epidemiológica, y cada uno de estos elementos constituye un eslabón de dicha cadena:

Vías de transmisión de las enfermedades infecciosas

El medioambiente, en el cual se encuentran todos los elementos que intervienen, influye favorable o desfavorablemente sobre cada uno de ellos.

Influencia de los factores ambientales sobre el agente etiológico

Como conocimos anteriormente, patogenicidad o agresividad de un microorganismo o parásito está condicionado por muchos factores, entre ellos los ambientales. Estos factores pueden modificar la virulencia de un microorganismo aumentándola o disminuyéndola e incluso anulándola. El hombre ha aprovechado el conocimiento sobre la acción natural de los factores ambientales para inducir artificialmente cambios en la virulencia de los microorganismos. No obstante, los agentes etiológicos pueden responder a la influencia perniciosa de estos factores mediante mecanismos de resistencia y de adaptación al ambiente desfavorable.

Influencia de los factores ambientales sobre el organismo susceptible

Todos los seres vivos, sobre todo los mamíferos, poseen también mecanismos de resistencia natural que se han desarrollado en transcurso de la evolución, fenómenos muy bien conocidos. Además, los mamíferos cuentan con el sistema de defensa adquirida, la inmunidad activa o pasiva, la cual, en ciertos casos, puede artificialmente mediante vacunas o sueros inmunes. Por otra parte, la antibioterapia y quimioterapéutica específica ha venido a resolver muchos problemas que el hombre o el animal enfermo, por si solo, no pudiera haber resuelto.

Por otra parte, en los animales sometidos a condiciones extremas ambientales, los mecanismos de resistencia natural pueden no responder adecuadamente y entonces, el organismo aumenta su susceptibilidad y se hace más vulnerable a las invasiones microbianas o parasitarias.

Adaptación del hombre y los animales a la influencia de los factores ambientales

Los complejos mecanismos de resistencia y adaptación de los mamíferos a la influencia de los factores ambientales condicionan que éstos puedan resistir variaciones extremas de dichos factores, pero todo ello ha sido producto de un largo periodo de adaptación natural y en muchos casos, artificial porque el hombre se ha visto obligado a ello en ciertas latitudes.

Los organismos susceptibles, los agentes etiológicos y el ambiente

En condiciones normales, se establece cierto equilibrio entre los organismos susceptibles, los agentes etiológicos y las interrelaciones de ambos con el ambiente. En dependencia del lugar donde se rompe ese equilibrio, el organismo susceptible manifiesta la enferma y se recupera o no de ella.

La guerra, el hombre y los animales, los agentes etiológicos y el ambiente

Todo lo explicado anteriormente fundamenta el hecho de que el hombre y los animales que viven en determinado ambiente en que prevalecen ciertas condiciones extremas se encuentra mejor preparado y a la defensiva que aquellos que lo agreden o invaden y no se encuentran adaptados a esas condiciones. No obstante, han existido eventos contradictorios, según veremos posteriormente.

Aunque existen hechos probados en algunos casos y en otras fuertes evidencias de que en el pasado el hombre atacó al hombre con agentes biológicos, es posible que algunos de estos eventos hayan tenido su origen en lo anteriormente explicado.

Así tenemos que muchas enfermedades desconocidas en el llamado Nuevo Mundo, como por ejemplo, el sarampión y la viruela, fueron introducidas por los colonizadores europeos. Los aborígenes, no adaptados a estas desconocidas enfermedades las sufrieron intensamente y en muchos casos, diezmaron a la población. Por su parte, los invasores europeos, aunque también las padecían, resistieron mucho mejor éstas.

Por el contrario, la historia cita varios ejemplos de enfermedades tales como el paludismo, el dengue, la fiebre amarilla y otras, endémicas en zonas de África, Asia y América, fueron azote de soldados norteamericanos y europeos en campañas militares libradas en estos continentes, sobre todo, cuando el ambiente intervino mediante la humedad del trópico, las lluvias o el intenso calor.

Existen relatos de la Guerra Hispano-cubana, que citan que enfermedades tales como la fiebre amarilla y posiblemente otras, las intensas lluvias, el calor, unido al cansancio de las tropas españolas causado por intenso asedio día y noche de las guerrillas cubanas, causaron tantas bajas como el machete y las balas cubanas. El Generalísimo Máximo Gómez, General en Jefe del Ejército Cubano, expresó.Mis mejores generales, junio, julio y agosto. Con esta frase indudablemente se refería al intenso calor y lluvias de esa época del año en Cuba, lo que en unión de la fiebre amarilla, endémica entonces, y desde luego, el incremento de los vectores animados, causaban muchas bajas a los españoles.

La fiebre amarilla, el dengue y el paludismo son citados con frecuencia en literatura militar como importantes en algunas campañas militares y en la medicina militar, debido a su responsabilidad en las grandes bajas en los ejércitos invasores.

En la historia militar existen un ejemplo de la influencia de un factor ambiental que fue decisivo en la invasión napoleónica a Rusia y las invasiones alemanas a la Ex-Unión Soviética durante la Primera y Segunda Guerras Mundiales: el invierno.

Para los franceses en 1812, para los alemanes en 1941, e incluso para muchos otros, Napoleón y Hitler fueron vencidos por el "General Invierno" un mito que de tanto repetirlo se ha convertido en una verdad, pero a medias solamente, porque esas potencias occidentales "invencibles" fueron humilladas por "inferiores" soldados rusos que supieron, cómo pelear esas guerras.[35,36] Napoleón en 1812

Las fuerzas principales de Napoleón comprendían no menos de 378 mil hombres que quedaron disminuidas a la mitad durante las primeras ocho semanas de invasión, antes que ocurriera la primera batalla de importancia. La reducción de fuerzas se debió especialmente por la necesidad de proteger los centros de suministros con tropas que iban quedando a retaguardia, también por enfermedades, por deserciones y por varios miles de bajas causadas por escaramuzas y enfrentamientos poco importantes. En Borodino, Napoleón pudo disponer de 135 mil hombres y perdió 30 mil en lo que se considera una clásica victoria pírrica después de adentrarse unos mil kilómetros en hostil territorio enemigo. La secuela fue, la ocupación del desguarnecido Moscú y el posterior abandono casi inmediato de la capital rusa, concluyendo en una retirada humillante. Pero Napoleón fue un genio militar que había previsto lo que acontecería, por esa razón evitó utilizar a la Guardia en Borodino, fuerzas con las que podía haber cambiado el curso de la batalla y haber salvado miles de vidas, porque el corzo sabía, que necesitaba a esas tropas intactas para proteger la retirada. En cuanto al

clima, el 19 de octubre de 1812 comenzaron las heladas y 5 de noviembre cayeron las primeras nevadas.

Características de los agentes patógenos

El hombre que se encuentra en el vértice de la pirámide de desarrollo del mundo animal no ha podido superar y ni tan siquiera reproducir la mayoría de las transformaciones bioquímicas que realizan los microorganismos en la naturaleza. Sin embargo, a finales del siglo XIX comenzó a controlarlos. Fueron precisamente Pasteur, Koch, Erlich, Lister, Metchenikov y muchos otros, los que hicieron los primeros descubrimientos sobre la causa viva de las enfermedades infecciosas e iniciaron el desarrollo de los métodos profilácticos y preventivos de éstas.

Así, poco a poco, paso a paso, se descubrieron numerosas propiedades de los microorganismos, todas con el noble propósito de hacer la guerra a los microorganismos perjudiciales y con ello preservar la vida del hombre, los animales y las plantas.

Anatomía de una bacteria sencilla

Una bacteria simplificada está formada por tres capas externas que envuelven las estructuras internas; la capa pegajosa protege la pared celular rígida, que a su vez cubre la membrana celular semipermeable. El flagelo es un medio de locomoción y los pelos que se extienden por fuera de la cápsula ayudan a la bacteria a sujetarse a las superficies. El material genético está contenido en el ADN que forma el nucleoide. Los ribosomas que flotan en el citoplasma intervienen en la síntesis de proteínas. Fuente Patógeno es todo agente capaz de producir una enfermedad infecciosa en un hospedero y patogenicidad se refiere a la cualidad de un parásito de penetrar en ese huésped y provocar alteraciones fisiológicas o anatómicas; es decir: la enfermedad infecciosa. Las propiedades patógenas de los microorganismos son producto de largo proceso de adaptación a la vida parasitaria en los organismos superiores; y tienen como característica primordial su acción específica donde cada agente patógeno provoca determinada enfermedad infecciosa.

Patogenicidad y Virulencia

Comúnmente creemos que estos términos son sinónimos. Veamos que hay de cierto en ello:

i Patogenicidad: término general que se refiere a la capacidad potencial de ciertos microorganismos de provocar un proceso infeccioso.

i Virulencia: grado o medida de la patogenicidad de un microorganismo. Constituye un índice de carácter cualitativo individual para ese microorganismo. Por ejemplo, la dosis letal media (DL50) es una medida de virulencia cuando hacemos un experimento de inoculación de un microorganismo patógeno en un animal receptivo.

Es decir, la patogenicidad es una cualidad biológica y la virulencia cuantifica ésta.

Variaciones de la virulencia de un microorganismo

La virulencia de un organismo dado para causar enfermedad puede variar considerablemente entre las distintas especies microbianas, incluso entre organismos pertenecientes a una misma especie y cepa, lo que puede deberse a la acción de factores naturales, las cualidades inherentes del propio microorganismo y a la capacidad del huésped para rechazar la invasión y crear la inmunidad.

La virulencia de un microorganismo puede incrementarse mediante inoculaciones sucesivas en animales susceptibles o por intercambios genéticos bacterianos. Por el contrario, también puede reducirse incluso eliminarse por completo debido a la acción de factores tales como altas temperaturas, continúas resiembras en medios de cultivo, acción de los desinfectantes, etc. La virulencia atenuada de ciertos microorganismos es utilizada en la preparación de vacunas para la prevención de las enfermedades causadas por éstos.

¿A qué se debe la patogenicidad de un microorganismo?

Existen muchos factores que determinan la patogenicidad de un microorganismo y otros que la modifican en un sentido o en otro, es decir alteran su virulencia. Veamos:

i Invasividad: propiedad de un microorganismo de invadir al hospedero, o sea crecer y reproducirse en su medio interno.

i Toxigenicidad: capacidad de producir toxinas o venenos microbianos. Incluye también la producción de enzimas y otras sustancias derivadas del metabolismo microbiano que realizan determinadas funciones.

i Producción de enzimas o sustancias derivadas del metabolismo.

Algunos microorganismos son patógenos por ser invasores, otros por su toxigenicidad o la capacidad de producir enzimas. En otros concurren todos estos factores, lo que no quiere decir de ninguna manera que la carencia de una de estas propiedades o la concurrencia de éstas determinen que sea más o menos virulento.

No todos los microorganismos perjudiciales poseen todas estas propiedades incluso algunos poseen otras. En otros casos una propiedad puede potencial la manifestación de otra. Veamos:

Que un microorganismo sea patógeno o no, o que un miembro de una especie sea más patógeno que el procedente de otra cepa de la misma especie (individualidad), se debe a la invasividad y a la toxigenicidad, pero algunos deben sus propiedades patógenas a la invasividad y no a la toxigenicidad y viceversa, o a ambas.

Ejemplos: los bacilos del tétanos (Clostridium tetani) y del botulismo (Clostridium botulinum) son incapaces de crecer en la puerta de entrada y menos aún de reproducirse en el organismo vivo (es decir, no son invasores), sin embargo son patógenos por la excreción en la puerta de entrada de sus toxinas (los venenos biológicos más potentes que se conocen) las que producen daños en las células del organismo.

Las enfermedades virales generalmente son invasoras, llegan al hospedero por la puerta de entrada y se reproducen en él, parasitan sus células y las esclavizan.

El bacilo del ántrax (Bacillus anthracis) es muy invasor y a la vez produce enzimas y sustancias metabólicas que actúan sobre los tejidos del hospedero.

Otros son muy específicos en su acción patógena, por ejemplo, destruyen el colágeno, son hemolíticos, etc.

Factores que determinan la patogenicidad

La patogenicidad de los microorganismos depende de uno o varios factores claramente establecidos en algunos microorganismos, mientras que en otros, no se conocen, son dudosos o no se comprende aún su mecanismo con precisión.[13] Entre estos factores tenemos:

Puerta de entrada

Al iniciar una infección, un microorganismo penetra en los tejidos del cuerpo por una ruta característica, la puerta de entrada que para la mayor parte de los microorganismos suelen ser las mismas regiones anatómicas que contienen microflora normal: piel, tracto alimentario, tracto respiratorio y tracto genitourinario. La mayor parte de los patógenos se han adaptado a una puerta específica de entrada, aquella que le provee de un hábitat adecuado para crecer y diseminarse. Esta adaptación puede ser tan restrictiva que si ciertos patógenos penetran por la puerta "equivocada" no serán infecciosos. Por ejemplo, la inoculación de la mucosa nasal con el virus de la gripe invariablemente conlleva a la gripe, pero si el virus contacta sólo con la piel no habrá infección.[13]

Tamaño del inóculo

Otro factor crucial para el curso de la infección es la cantidad de microorganismos presentes en el inóculo. Para la mayor parte de ellos la infección tendrá lugar si existe un número mínimo de células llamado dosis infecciosa (DI). Este número se ha determinado experimentalmente para muchos microorganismos variando desde 1 célula en la fiebre Q, 10 partículas virales en la rabia, 1000 células en la gonorrea, 10000 células en la fiebre tifoidea hasta 109 células en el cólera. En general, los microorganismos con DI pequeñas tienen mayor virulencia. Si el tamaño del inóculo es más pequeño que la DI, la infección generalmente no progresará, por el contrario, si el tamaño del inóculo es mucho mayor que la DI, el comienzo de la enfermedad puede ser más rápido.[13]

Mecanismos de invasión y establecimiento del patógeno

Una vez que el patógeno ha contactado con el huésped a través de las vías de entrada, el siguiente paso en la infección requiere que el patógeno (i) se una al huésped; (ii) atraviese el epitelio y (iii) se establezca en los tejidos. [13]

Adhesión

Es el proceso mediante el cual los microorganismos consiguen una posición más estable en el portal de entrada, lo que les permite no ser fácilmente eliminados y estar listos para invadir los compartimentos estériles del cuerpo.

Se cree que la adhesión de algunas bacterias al sustrato se debe a la presencia de fimbrias

• pilis o pelos• tipo de apéndices filiformes que se encuentran en la superficie de las bacterias gram negativas y en algunas gram positivas, diferenciándose de los flagelos en que son más cortos y gruesos, por lo que solo son visibles al microscopio electrónico. Otras estructuras bacterianas que se citan responsables de la adhesión son los flagelos y las cápsulas.

En los virus el mecanismo de la adhesión es mediante la unión a través de receptores especializados.

Factores de virulencia (penetración e invasión)

Los factores que contribuyen a la penetración e invasión de los tejidos se dividen en exoenzimas, toxinas y factores antifagocíticos.

Enzimas extracelulares: la patogenicidad de ciertos bacterias y hongos está asociada en parte a su capacidad de penetrar en los tejidos del huésped, lo que se debe a exoenzimas y a otras sustancias metabólicas, que rompen e inflingen daños en las estructuras epiteliales.

Las siguientes enzimas extracelulares disuelven las barreras defensivas del huésped y promueven la diseminación de los microorganismos en tejidos más profundos:

Mucinasa: destruye la capa protectora de las membranas mucosas; la produce Vibrio cholerae.

Lecitinasa (alfa-toxina). Destruye diversos tejidos celulares, es particularmente activa en la lisis de los glóbulos rojos de la sangre. Se ha demostrado en el Clostridium perfrigens y también en el veneno de las serpientes.

Queratinasa: digiere el principal componente de la piel y pelo; la producen los hongos dermatofitos.

Colagenasa, desintegra el colágeno, sustancia albuminoidea que se encuentra en los músculos, huesos y cartílagos como constituyente fundamental del tejido conectivo. Se encuentra en el Clostridium perfrigens.

Hialuronidasa que favorece la disposición del agente patógeno para penetrar en los tejidos del huésped hidrolizando el ácido hialurónico, "cemento tisular", esencial en las células vivas asociadas. Es una enzima adaptativa, elaborada por ciertos cocos

(estafilococos, estreptococos y neumococos), clostridios y otras bacterias.

Algunos enzimas reaccionan con los componentes de la sangre como es el caso de la coagulasa producida por estafilococos patógenos que coagula el fibrinógeno en el suero sanguíneo de algunos animales.

Las kinasas bacterianas disuelven los coágulos favoreciendo la invasión de los tejidos dañados.

Fibrinolisina, disuelve la fibrina humana.

Leucocidina, destruye los leucocitos (glóbulos blancos de la sangre). Se produce por algunos estafilococos y estreptococos. Es un factor antifagocítico.

Hemolisinas, son sustancias que dejan libre la hemoglobina que contienen los glóbulos rojos sanguíneos. Se producen por varios tipos de bacterias.

Toxinas bacterianas: ciertos microorganismos, plantas y algunos animales elaboran sustancias químicas de alto peso molecular que se denominan toxinas. Una toxina es un producto químico específico para la especie que la produce que es venenosa para otras formas de vida.

La propiedad de un microorganismo de producir toxinas se denomina toxigenicidad y la actividad de éstas toxinas son factores de importancia en la capacidad del organismo de producir enfermedad.

Algunas bacterias no elaboran toxinas que puedan demostrarse in vitro y su acción sobre su huésped parece deberse a causas que no pueden atribuirse a productos tóxicos.

Se admite, como todos los procesos evolutivos de la materia, que las toxinas son motivos de la consolidación de la forma parasitaria de vida; en el curso del tiempo se fueron especializando cada vez más las enzimas bacterianas y como resultado de ello, las enzimas adaptativas se convirtieron en venenos de enzimas: las exotoxinas.

Las toxinas se denominan de acuerdo a su sitio específico de acción en: Neurotoxinas cuando actúan en el sistema nervioso.

Enterotoxinas cuando actúan en el intestino. Hemotoxinas cuando lisan los hematíes.

Nefrotoxinas cuando dañan los riñones.

Las toxinas producidas por los microorganismos son segregadas al medio externo o retenidas en el interior de la célula. De acuerdo con esto se clasifican según su origen en:

Exotoxinas: secretadas por una célula bacteriana viva en el tejido infectado.

Endotoxinas: sólamente se liberan después de que la célula ha sido dañada o lisada. Nunca se secretan.

Exotoxinas

Las exotoxinas generalmente son producidas por bacterias gram positivas. Por su estructura química son sustancias de naturaleza proteica, de alto peso molecular, se difunden fácilmente desde la célula al medio circundante en que se nutren, tienen propiedades de enzimas capaces de hidrolizar sustancias de importancia vital para las células, tejidos y órga- nos. Se caracterizan por su elevada toxicidad y ejercer su acción sobre el organismo susceptible a dosis muy reducidas. Pierden su toxicidad cuando se calientan o tratan con ácidos. Esto es prueba de que su toxicidad se debe a la configuración espacial de los aminoácidos de las moléculas.

Cuando se altera esta distribución, al tratarse con ácidos o por la acción de calor, pierden su toxicidad y las sustancias resultantes se denominan toxoides o anatoxinas.

Son poco resistentes a la acción de la luz, oxígeno y de la temperatura (termolábiles), se destruyen a 60-80°C en 10-60 minutos e instantáneamente por la ebullición.

Tanto las toxinas como los toxoides tienen la propiedad de estimular la producción de antitoxinas, las cuales neutralizan las toxinas en el cuerpo del huésped. Este hecho tiene importancia en la protección de los huéspedes susceptibles a las enfermedades causadas por toxinas bacterianas. Los gérmenes patógenos que no presentan la propiedad de elaborar toxinas muy activas, poseen en general gran capacidad de invasión. Por el contrario, algunas bacterias que tienen capacidad de invasión muy limitada producen toxinas sumamente activas.

Entre los microorganismos exotóxicos más importantes se encuentran:

Clostridium botulinum: produce el botulismo mediante su toxina de enorme actividad que causa indisposiciones, o la muerte en quienes ingieren alimentos contaminados. Invade muy rara vez los tejidos, vivos o muertos.

Clostridium tetani: no puede invadir y desarrollarse en los tejidos sanos; cuando se introduce en tejidos lesionados o muertos, crece y elabora una toxina que provoca contracciones musculares espamódicas de los músculos de la mandíbula inferior (tétanos).

Corynebacterium diphteriae, agente de la difteria en el hombre.

Las exotoxinas de algunos microorganismos (Clostridium tetani y Corynebacterium diphteriae) se distribuye a través de la sangre desde el sitio de infección y producen el estado denominado toxemia. Se reserva el término intoxicación cuando las exotoxinas no se destruyen en el estómago ni en el intestino, por lo que pueden provocar la intoxicación del organismo cuando se ingieren por vía oral por ejemplo Clostridium botulinum, Clostridium perfringens, Staphylococcus aureus.

Endotoxinas

Muchos organismos, especialmente las bacterias gram negativas, no elaboran una toxina difusible fuera de las células vivas, intactas, sino que producen una endotoxina que queda libre cuando las células se desintegran. La presencia de sustancias tóxicas en los cultivos de dichas bacterias se debe a la lisis de algunas de las células que tiene lugar durante las fases avanzadas del crecimiento.

Las endotoxinas están firmemente fijadas al cuerpo de la célula bacteriana, son menos tóxicas y actúan sobre el organismo a grandes dosis, tienen un efecto selectivo débilmente acusado.

Las endotoxinas precisan las lisis celulares para que surtan su efecto en el hospedero. Las bacterias gram negativas son las que generalmente las producen, estando situadas en la pared celular y en el protoplasma de la célula.

Por su estructura química son compuestos glucidolípidicos y polisacáridos o complejos fosfolípidos-proteínicos. Son termorresistentes, ciertas endotoxinas soportan la ebullición y el calentamiento en autoclave a 120°C dura nte 30 minutos. Bajo la influencia de la formalina y la temperatura se debilita parcialmente su toxicidad.

Factores antifagocíticos: Los fagocitos son células que bloquean el avance de los microorganismos en los tejidos. A través de la fagocitosis los patógenos son introducidos dentro del fagocito donde son destruidos por potentes enzimas. Para combatir la fagocitosis muchos microorganismos han adoptado mecanismos que evitan el proceso fagocítico (factores antifagocíticos):

Producción de leucocidina, sustancia tóxica para los glóbulos blancos, producida por algunas especies de Streptococcus y Staphylococcus

Producción de una cápsula que dificulta al fagocito la ingestión del microorganismo.

La estructura más externa de la mayoría de las células procarióticas es la cápsula, sustancia no tóxica que consiste en un revestimiento viscoso, gomoso o mucilaginoso, de grosor variable. Las cápsulas no son imprescindibles para la vida de las células pueden eliminarse artificialmente sin afectar la viabilidad de las células. El aumento de tamaño de la cápsula está regulado genéticamente, pero también está sujeto a la influencia de las condiciones ambientales, como son las nutricionales. Su composición química es variable, generalmente está constituida por polisacáridos, y algunas por polipéptidos. Su principal componente es el agua. Se han sugerido diferentes funciones para las cápsulas, entre ellas, que protegen al organismo contra la desecación, gracias a su capacidad de retener grandes cantidades de agua. Además protegen a los organismos contra la fagocitosis, luego se desprende que para una bacteria patógena esta estructura es importante en su carácter patogénico.

En un gran número de casos, la patogenicidad de las bacterias patógenas depende de la existencia o la falta de la cápsula. Hay que tener presente, sin embargo, que muchas bacterias no patógenas producen cápsulas en ciertas condiciones apropiadas y que la presencia de cápsulas no influye en la virulencia de algunas patógenas.

Entre las bacterias que producen cápsulas con influencia directa sobre la virulencia podemos citar: Haemophilus influenzae, Klebsiella pneumoniae (bacilo de Friedlander),

Pasteurella multocida y Bacillus anthracis.

Supervivencia dentro del fagocito: algunas bacterias se han adaptado a sobrevivir dentro del fagocito después de la ingestión. Especies patógenas de Legionella, Listeria y Mycobacterium son capaces de evitar su destrucción dentro del fagocito. Esta supervivencia intracelular en los fagocitos tiene especial significado ya que provee a los microorganismos de un lugar donde "esconderse", crecer y distribuirse a través del cuerpo.

Formación de agresinas. Ciertos microorganismos tienen la propiedad de elaborar agresinas, sustancias que inhiben las defensas del organismo e intensifican la virulencia. Es probable que las agresinas se sinteticen por las bacterias a partir de los productos de descomposición del ácido desoxirribonucleico, pudiendo formarse en el transcurso de la actividad vital de los microorganismos patógenos.

Factores que modifican la patogenicidad de un microorganismo

Adaptación y resistencia al microambiente: o sea, la capacidad de adaptación o resistencia de los microorganismos a diferentes características del ambiente constituye el factor más importante capaz de modificar la patogenicidad de un microorganismo. Obviamente, es una cualidad muy importante cuando tratamos de armas biológicas.

Es extraordinaria la capacidad de adaptación y resistencia de los microorganismos al ambiente, lo que se debe a los siguientes factores:

Producción de endosporas: ciertas bacterias ante la influencia adversa del ambiente sufren cambios morfológicos y fisiológicos pudiendo perder hasta más del 80% de su contenido de agua celular, dando lugar a los cuerpos conocidos como endosporas. La emergencia de la endospora de la célula vegetativa bajo condiciones adversas, tiene lugar en pocos minutos, lo que se conoce como proceso de germinación o esporulación. Las endosporas son refractarias a la acción de sustancias químicas, las temperaturas extremas, el pH, presión osmótica, tensión superficial, radiación solar y otros factores físicos-químicos.

En este estado los microorganismos conservan su capacidad vital y permanecen viables durante mucho tiempo en el aire o suelo, aunque no crecen ni se reproducen y cuando los factores adversos desaparecen recobran sus características normales y, como las semillas de las plantas, pueden germinar bajo condiciones favorables. Estos eventos ocurren en las especies de bacterias pertenecientes a los géneros Bacillus, Clostridium y Sporosarcina.[14]

Las endosporas no constituyen un factor de patogenicidad en las bacterias. Por el contrario, aquellos que son patógenos, no deben su patogenicidad a las endosporas si no a otros factores que enumeramos anteriormente e incluso, aquellos que por alguna razón perdieron la capacidad de formas endosporas continúan siendo patógenos.

Las principales propiedades de las endosporas bacterianas son: Alto índice de refracción.

Impenetrabilidad de los colorantes ordinarios y muchos desinfectantes. Alto grado de termo resistencia.

Producción de cápsulas: mediante las cápsulas ciertas especies almacenan reservas de nutrientes además de que resisten la acción de factores de resistencia natural del organismo hospedero, por ejemplo, la fagocitosis.

Producción de enzimas y otras sustancias metabólicas: enzimas de adaptación que hacen capaz al microorganismo de utilizar o modificar sustratos no habituales.

Mutaciones y variaciones genéticas: son capaces de varias irreversible o reversiblemente ciertas características genotípicas y fenotípicas. Por ejemplo el tamaño, la forma, acciones bioquímicas, reactividad ante anticuerpos vacunales o naturales, etc.

Lucha biológica y armas biológicas