Naturaleza de las enfermedades infecciosas Los microorganismos capaces de causar enfermedades se denominan patógenos. Aunque los microorganismos que causan enfermedades suelen recibir la mayor atención, es importante señalar que la mayoría de los microorganismos no causan enfermedades. De hecho, muchos de ellos probablemente proporcionan cierta protección contra los microorganismos dañinos porque compiten eficazmente con éstos por los recursos, impidiendo su crecimiento. Un verdadero patógeno es un agente infeccioso que causa enfermedades en prácticamente cualquier huésped susceptible. Los patógenos oportunistas son agentes potencialmente infecciosos que rara vez causan enfermedades en individuos con sistemas inmunitarios sanos. Las enfermedades causadas por patógenos oportunistas suelen darse en grupos como los ancianos (cuyo sistema inmunitario falla), los pacientes con cáncer que reciben quimioterapia (que afecta negativamente al sistema inmunitario) o las personas con SIDA o seropositivas. Una pista importante para entender el efecto del VIH sobre el sistema inmunitario fue la observación de un tipo de neumonía poco frecuente entre los hombres jóvenes causada por Pneumocystis carinii, un organismo que sólo causa enfermedad entre los inmunodeprimidos.
Los términos “infección” y “enfermedad” no son sinónimos. Una infección se produce cuando un patógeno invade y comienza a crecer dentro de un huésped. La enfermedad sólo se produce cuando, como consecuencia de la invasión y el crecimiento de un patógeno, se deteriora la función de los tejidos. Nuestro cuerpo dispone de mecanismos de defensa para prevenir la infección y, si esos mecanismos fallan, para prevenir la enfermedad después de que se produzca la infección. Algunos agentes infecciosos se transmiten fácilmente (es decir, son muy contagiosos), pero no es muy probable que causen enfermedad (es decir, no son muy virulentos). El virus de la polio es un ejemplo: Probablemente infecta a la mayoría de las personas que entran en contacto con él, pero sólo entre el 5 y el 10 por ciento de los infectados desarrollan realmente la enfermedad clínica. Otros agentes infecciosos son muy virulentos, pero no son terriblemente contagiosos. El terror que rodea a la fiebre hemorrágica del ébola se basa en la virulencia del virus (tasa de mortalidad del 50 al 90% entre los infectados); sin embargo, el virus en sí no se transmite fácilmente por contacto casual. Los agentes infecciosos más preocupantes son aquellos que son a la vez muy contagiosos y virulentos.
Para causar una enfermedad, los agentes patógenos deben ser capaces de entrar en el cuerpo del huésped, adherirse a células específicas del mismo, invadir y colonizar los tejidos del huésped e infligir daños en esos tejidos. La entrada al huésped suele producirse a través de orificios naturales como la boca, los ojos o las aberturas genitales, o a través de heridas que rompen la barrera de la piel a los patógenos. Aunque algunos patógenos pueden crecer en el lugar de entrada inicial, la mayoría debe invadir zonas del cuerpo donde no se encuentran habitualmente. Para ello, se adhieren a células específicas del huésped. Algunos patógenos se multiplican entonces entre las células del huésped o dentro de los fluidos corporales, mientras que otros, como los virus y algunas especies bacterianas, entran en las células del huésped y crecen allí. Aunque el crecimiento de los patógenos puede ser suficiente para causar daños en los tejidos en algunos casos, el daño suele deberse a la producción de toxinas o a la destrucción de Comprender las enfermedades infecciosas emergentes y reemergentes.
El término “enfermedad” se refiere a las condiciones que alteran el funcionamiento normal de los tejidos. Por ejemplo, la fibrosis quística, la aterosclerosis y el sarampión se consideran enfermedades. Sin embargo, las causas de cada una de estas enfermedades son fundamentalmente diferentes. La fibrosis quística (FQ) se debe a un genotipo específico que provoca una alteración del transporte de iones de cloruro a través de las membranas celulares, lo que conduce a la producción de una mucosidad anormalmente espesa. Por ello, la FQ se denomina más exactamente una enfermedad genética o metabólica. La aterosclerosis, que puede provocar infartos de miocardio y derrames cerebrales, puede considerarse una enfermedad del envejecimiento, ya que normalmente se convierte en un problema más tarde en la vida, después de que las placas de colesterol se hayan acumulado y hayan bloqueado parcialmente las arterias. En cambio, el sarampión es una enfermedad infecciosa porque se produce cuando un individuo contrae un agente externo, el virus del sarampión. Una enfermedad infecciosa es una enfermedad causada por la invasión de un huésped por agentes cuyas actividades dañan los tejidos del huésped (es decir, causan la enfermedad) y pueden transmitirse a otros individuos (es decir, son infecciosos).
Un verdadero patógeno es un agente infeccioso que causa la enfermedad en prácticamente cualquier huésped susceptible. Los patógenos oportunistas son agentes potencialmente infecciosos que rara vez causan enfermedades en individuos con sistemas inmunitarios sanos. Las enfermedades causadas por patógenos oportunistas suelen darse en grupos como los ancianos (cuyo sistema inmunitario falla), los pacientes con cáncer que reciben quimioterapia (que afecta negativamente al sistema inmunitario) o las personas con sida o seropositivas. Una pista importante para entender el efecto del VIH en el sistema inmunitario fue la observación de un tipo de neumonía poco frecuente entre los hombres jóvenes causada por Pneumocystis carinii, un organismo que sólo causa enfermedad entre los inmunodeprimidos. Los términos “infección” y “enfermedad” no son sinónimos. Una infección se produce cuando un patógeno invade y comienza a crecer dentro de un huésped. La enfermedad sólo se produce cuando, como consecuencia de la invasión y el crecimiento de un patógeno, se deteriora la función de los tejidos. Nuestro
cuerpo dispone de mecanismos de defensa para prevenir la infección y, si esos mecanismos fallan, para prevenir la enfermedad después de que se produzca la infección. Algunos agentes infecciosos se transmiten fácilmente (es decir, son muy contagiosos), pero no es muy probable que causen enfermedad (es decir, no son muy virulentos). El virus de la polio es un ejemplo: Probablemente infecta a la mayoría de las personas que entran en contacto con él, pero sólo entre el 5 y el 10 por ciento de los infectados desarrollan realmente la enfermedad clínica. Otros agentes infecciosos son muy virulentos, pero no son terriblemente contagiosos. El terror que rodea a la fiebre hemorrágica del ébola se basa en la virulencia del virus (tasa de mortalidad del 50 al 90% entre los infectados); sin embargo, el virus en sí no se transmite fácilmente por contacto casual. Los agentes infecciosos más preocupantes son aquellos que son a la vez muy contagiosos y virulentos. Para causar una enfermedad, los agentes patógenos deben ser capaces de entrar en el cuerpo del huésped,
adherirse a células específicas del mismo, invadir y colonizar los tejidos del huésped e infligir daños en esos tejidos. La entrada al huésped suele producirse a través de orificios naturales como la boca, los ojos o las aberturas genitales, o a través de heridas que rompen la barrera de la piel a los patógenos. Aunque algunos patógenos pueden crecer en el lugar de entrada inicial, la mayoría debe invadir zonas del cuerpo donde no se encuentran habitualmente. Para ello, se adhieren a células específicas del huésped. Algunos patógenos se multiplican entonces entre las células del huésped o dentro de los fluidos corporales, mientras que otros, como los virus y algunas especies bacterianas, entran en las células del huésped y crecen allí. Aunque el crecimiento de los patógenos puede ser suficiente para causar daños en los tejidos en algunos casos, el daño suele deberse a la producción de toxinas o enzimas destructivas por parte del patógeno. Por ejemplo, Corynebacterium diphtheriae, la bacteria que causa la difteria crece sólo
en las superficies nasales y de la garganta. Sin embargo, la toxina que produce se distribuye a otros tejidos por el sistema circulatorio, dañando el corazón, el hígado y los tejidos nerviosos. Streptococcus pyogenes, el agente infeccioso asociado a varias enfermedades, entre ellas la estreptocócica y la “enfermedad carnívora”, produce varias enzimas que rompen las barreras entre las células epiteliales y eliminan los coágulos de fibrina, lo que ayuda a la bacteria a invadir los tejidos.
Microbios que causan enfermedades infecciosas Hay cinco tipos principales de agentes infecciosos: bacterias, virus, hongos, protozoos y helmintos. Además, recientemente se ha reconocido una nueva clase de agentes infecciosos, los priones. A continuación, se presenta una breve revisión de las características generales de cada uno de estos agentes y ejemplos de algunas enfermedades que provocan.
Bacterias
Las bacterias son organismos procarióticos unicelulares; es decir, no tienen estructuras membranosas internas organizadas, como núcleos, mitocondrias o lisosomas. Sus genomas son ADN circular de doble cadena que está asociado con mucha menos proteína que los genomas eucariotas. La mayoría de las bacterias se reproducen creciendo y dividiéndose en dos células en un proceso conocido como fisión binaria. A pesar de estos puntos en común que los agrupan en el Reino Monera, existe una amplia gama de diversidad entre las bacterias.
Hay una variedad de morfologías entre las bacterias, pero tres de las más comunes son bacillus (en forma de bastón), coco (esférico) o spirillum (bastones helicoidales). Las fuentes de energía para las bacterias también varían. Algunas bacterias son fotosintéticas y obtienen su energía directamente del sol. Otros oxidan compuestos inorgánicos para satisfacer sus necesidades energéticas. Aún otras bacterias generan energía al descomponer compuestos orgánicos como aminoácidos y azúcares en un proceso respiratorio. Algunas bacterias requieren oxígeno (aerobios), mientras que otras no pueden tolerarlo (anaerobios). Algunas bacterias pueden crecer con o sin oxígeno (anaerobios facultativos). Las bacterias se dividen con frecuencia en dos grandes clases en función de las estructuras de su pared celular, lo que influye en su reacción de tinción de Gram. Las bacterias gramnegativas aparecen rosadas después del procedimiento de tinción. Los organismos gramnegativos patógenos familiares son Salmonella typhi, que causa la fiebre tifoidea, y Yersiniapestis, que causa la peste. Las bacterias grampositivas aparecen de color púrpura después del procedimiento de tinción de Gram. Ejemplos de bacterias grampositivas patógenas son Staphylococcus aureus, que provoca infecciones cutáneas, respiratorias y de heridas, y Clostridium tetani, que produce una toxina que puede ser letal para los humanos.
Virus
Los microbiólogos han encontrado virus que infectan a todos los organismos, desde plantas y animales hasta hongos y bacterias. Los virus, sin embargo, no son organismos en sí mismos porque, aparte de una célula huésped, no tienen metabolismo y no pueden reproducirse. Una partícula de virus se compone de un genoma viral de ácido nucleico que está rodeado por una cubierta de proteína llamada cápside. Además, muchos virus que infectan a los animales están rodeados por una envoltura lipídica externa, que adquieren de la membrana de la célula huésped cuando abandonan la célula. A diferencia de los organismos, en los que el material genético siempre es ADN de doble cadena, los genomas virales pueden ser ADN de cadena doble o simple (un virus de ADN) o ARN de cadena doble o simple (un virus de ARN). En el proceso general de infección y replicación por un virus de ADN, una partícula viral primero se une a una célula huésped específica a través de receptores de proteínas en su envoltura exterior o cápside. Luego, el genoma viral se inserta en la célula huésped, donde utiliza las enzimas de la célula huésped para replicar su ADN, transcribir el ADN para producir ARN mensajero y traducir el ARN mensajero en proteínas virales. El ADN replicado y las proteínas virales luego se ensamblan en partículas virales completas y los nuevos virus se liberan de la célula huésped. En algunos casos, las enzimas derivadas de virus destruyen las membranas de la célula huésped, matando la célula y liberando nuevas partículas de virus. En otros casos, las nuevas partículas de virus salen de la célula por un proceso de gemación, lo que debilita, pero no destruye la célula. En el caso de algunos virus de ARN, el material genético se puede usar directamente como ARN mensajero para producir proteínas virales, incluida una polimerasa de ARN viral especial que copia la plantilla de ARN para producir material genético para nuevas partículas virales. Otros virus de ARN, llamados
retrovirus, usan una enzima única llamada transcriptasa inversa para copiar el genoma de ARN en ADN. Este ADN luego se integra en el genoma de la célula huésped. Estos virus exhiben con frecuencia largos períodos de latencia en los que sus genomas se copian fielmente y se distribuyen a las células de la progenie cada vez que la célula se divide. El virus de la inmunodeficiencia humana (VIH), que causa el SIDA, es un ejemplo familiar de retrovirus. Al igual que otros agentes infecciosos, los virus causan enfermedades al alterar la función normal de las células. Hacen esto en una variedad de maneras. Algunos virus producen proteínas represoras que detienen la síntesis de las proteínas, el ARN y el ADN de la célula huésped. La actividad viral puede debilitar las membranas celulares y las membranas lisosomales, lo que lleva a la autolisis celular. Algunas proteínas virales son tóxicas para las células y las defensas inmunitarias del cuerpo también pueden destruir las células infectadas por el virus.
Los virus se clasifican utilizando una variedad de criterios, que incluyen forma, tamaño y tipo de genoma. Entre los virus de ADN se encuentran los virus del herpes que causan la varicela, el herpes labial y las lesiones genitales dolorosas, y el poxvirus que causa la viruela. Los virus de ARN significativos que causan enfermedades humanas incluyen rinovirus que causan la mayoría de los resfriados comunes; mixovirus y paramixovirus que causan influenza, sarampión y paperas; rotavirus que causan gastroenteritis; y los retrovirus que causan el SIDA y varios tipos de cáncer.
Hongos
Los hongos son organismos eucariotas heterótrofos que tienen paredes celulares rígidas basadas en celulosa o quitina y se reproducen principalmente formando esporas. La mayoría de los hongos son pluricelulares, aunque algunos, como las levaduras, son unicelulares. Junto con las bacterias, los hongos cumplen el papel indispensable de descomponedores en el medio ambiente. Muchos hongos también infectan plantas y animales. Ejemplos de enfermedades causadas por hongos son la tiña y la histoplasmosis (una infección pulmonar de leve a grave transmitida por excrementos de murciélagos o pájaros). Las levaduras del género Candida son patógenos oportunistas que pueden causar enfermedades como candidiasis vaginal y candidiasis (infección
de la garganta) en personas inmunodeprimidas o en tratamiento con antibióticos. Los antibióticos reducen la población bacteriana normalmente presente en la garganta y la vagina, lo que permite que la levadura crezca sin control.
Protozoos
Los protozoos son eucariotas heterótrofos unicelulares que incluyen la ameba familiar y el paramecio. Debido a que los protozoos no tienen paredes celulares, son capaces de una variedad de movimientos rápidos y flexibles. Los protozoos pueden adquirirse a través de alimentos o agua contaminados o por la picadura de un artrópodo infectado, como un mosquito. La enfermedad diarreica en los Estados Unidos puede ser causada por dos parásitos protozoarios comunes, Giardia lamblia y Cryptosporidium parvum. La malaria, una enfermedad tropical que causa entre 300 y 500 millones de casos de enfermedad anualmente, es causada por varias especies del protozoo Plasmodium.
Helmintos
Los helmintos son animales invertebrados simples, algunos de los cuales son parásitos infecciosos. Son multicelulares y tienen tejidos diferenciados. Debido a que son animales, su fisiología es similar en algunos aspectos a la
nuestra. Esto hace que las infecciones por helmintos parasitarios sean difíciles de tratar porque los medicamentos que matan a los helmintos suelen ser muy tóxicos para las células humanas. Muchos helmintos tienen ciclos reproductivos complejos que incluyen múltiples etapas, muchas de las cuales requieren un huésped. El esquistosoma, un platelminto, causa la picazón del nadador, una enfermedad leve, en los Estados Unidos; otra especie de Schistosoma causa la esquistosomiasis, una enfermedad mucho más grave, que es endémica en África y América Latina. Los huevos de esquistosomas eclosionan en agua dulce y las larvas resultantes infectan a los caracoles. Cuando los caracoles arrojan estas larvas, las larvas se adhieren y penetran en la piel humana. Se alimentan, crecen y se aparean en el torrente sanguíneo humano; el daño a los tejidos humanos causado por la acumulación de huevos de esquistosoma con sus afiladas espinas da como resultado síntomas de enfermedad que incluyen diarrea y dolor abdominal. La afectación del hígado y el bazo es común. Otra enfermedad debida a un helminto es la triquinosis, provocada por el ascáride Trichinella spiralis. Este agente infeccioso generalmente se ingiere en carne de cerdo mal cocinada de cerdos infectados. Los primeros síntomas de la enfermedad incluyen vómitos, diarrea y fiebre; los síntomas posteriores incluyen dolor muscular intenso porque las larvas crecen y maduran en esos tejidos. Los casos fatales a menudo muestran insuficiencia cardíaca congestiva y parálisis respiratoria.
Priones
Durante las últimas dos décadas, la evidencia ha relacionado algunos trastornos degenerativos del sistema nervioso central con partículas infecciosas que consisten únicamente en proteínas. Estas “partículas proteicas infecciosas”
se han denominado priones. Las enfermedades priónicas conocidas incluyen la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob (en humanos), la tembladera (en ovejas) y la encefalopatía espongiforme bovina (“enfermedad de las vacas locas” en el ganado); todas las enfermedades priónicas conocidas frecuentemente dan como resultado tejido cerebral que está plagado de agujeros. Si bien algunas enfermedades priónicas se heredan, otras aparentemente se deben a una infección al comer tejido infectado o, sin darse cuenta, a través de procedimientos médicos, como trasplantes de tejido.