Las bacterias patógenas son bacterias que pueden causar enfermedades . [1] Este artículo se centra en las bacterias patógenas para los seres humanos. La mayoría de las especies de bacterias son inofensivas y, a menudo, beneficiosas, pero otras pueden causar enfermedades infecciosas . Se estima que el número de estas especies patógenas en humanos es menos de cien. [2] Por el contrario, varios miles de especies forman parte de la flora intestinal presente en el tracto digestivo .
Bacteria patogénica | |
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Neisseria gonorrhoeae (pequeños puntos rojos) en pus de un hombre con secreción uretral ( tinción de Gram ) |
El cuerpo está continuamente expuesto a muchas especies de bacterias, incluidos los comensales beneficiosos , que crecen en la piel y las membranas mucosas , y los saprófitos , que crecen principalmente en el suelo y en la materia en descomposición . La sangre y los fluidos de los tejidos contienen nutrientes suficientes para mantener el crecimiento de muchas bacterias. El cuerpo tiene mecanismos de defensa que le permiten resistir la invasión microbiana de sus tejidos y le dan una inmunidad natural o resistencia innata contra muchos microorganismos .
Las bacterias patógenas están especialmente adaptadas y dotadas de mecanismos para superar las defensas normales del cuerpo y pueden invadir partes del cuerpo, como la sangre, donde normalmente no se encuentran las bacterias. Algunos patógenos invaden solo el epitelio de la superficie , la piel o las membranas mucosas, pero muchos viajan más profundamente, diseminándose a través de los tejidos y diseminándose por los flujos linfático y sanguíneo . En algunos casos raros, un microbio patógeno puede infectar a una persona completamente sana, pero la infección generalmente ocurre solo si los mecanismos de defensa del cuerpo son dañados por algún trauma local o una enfermedad debilitante subyacente, como heridas, intoxicación , escalofríos , fatiga y desnutrición . En muchos casos, es importante diferenciar la infección y la colonización , que es cuando las bacterias causan poco o ningún daño.
Causada por la bacteria Mycobacterium tuberculosis , una de las enfermedades con mayor carga de morbilidad es la tuberculosis , que mató a 1,4 millones de personas en 2019, principalmente en África subsahariana . [3] Las bacterias patógenas contribuyen a otras enfermedades de importancia mundial, como la neumonía , que puede ser causada por bacterias como Streptococcus , Pneumococcus y Pseudomonas , y enfermedades transmitidas por los alimentos , que pueden ser causadas por bacterias como Shigella , Campylobacter y Salmonella . Las bacterias patógenas también causan infecciones como tétanos , fiebre tifoidea , difteria , sífilis y lepra . Las bacterias patógenas también son la causa de las altas tasas de mortalidad infantil en los países en desarrollo . [4]
La mayoría de las bacterias patógenas se pueden cultivar en cultivos y identificado por la tinción de Gram y otros métodos. Las bacterias que se cultivan de esta manera a menudo se prueban para encontrar qué antibióticos serán un tratamiento eficaz para la infección. Para patógenos hasta ahora desconocidos, los postulados de Koch son el estándar para establecer una relación causal entre un microbio y una enfermedad.
Enfermedades
Cada especie tiene un efecto específico y provoca síntomas en las personas infectadas. Algunas personas que están infectadas con una bacteria patógena no presentan síntomas. Los individuos inmunodeprimidos son más susceptibles a las bacterias patógenas. [5]
Susceptibilidad patogénica
Algunas bacterias patógenas causan enfermedades en determinadas condiciones, como la entrada a través de la piel a través de un corte, la actividad sexual o una función inmunológica comprometida.
Algunas especies de Streptococcus y Staphylococcus forman parte de la microbiota normal de la piel y suelen residir en la piel sana o en la región nasofarágica. Sin embargo, estas especies pueden potencialmente iniciar infecciones cutáneas. Las infecciones por estreptococos incluyen sepsis , neumonía y meningitis . [6] Estas infecciones pueden volverse graves creando una respuesta inflamatoria sistémica que resulta en vasodilatación masiva, shock y muerte. [7]
Otras bacterias son patógenos oportunistas y causan enfermedades principalmente en personas que padecen inmunosupresión o fibrosis quística . Ejemplos de estos patógenos oportunistas incluyen Pseudomonas aeruginosa , Burkholderia cenocepacia y Mycobacterium avium . [8] [9]
Intracelular
Los parásitos intracelulares obligados (por ejemplo , Chlamydophila , Ehrlichia , Rickettsia ) solo tienen la capacidad de crecer y replicarse dentro de otras células. Incluso estas infecciones intracelulares pueden ser asintomáticas y requieren un período de incubación . Un ejemplo de esto es Rickettsia, que causa tifus . Otro causa la fiebre maculosa de las Montañas Rocosas .
La clamidia son parásitos intracelulares. Estos patógenos pueden causar neumonía o infección del tracto urinario y pueden estar involucrados en enfermedades coronarias . [10]
Otros grupos de patógenos bacterianos intracelulares incluyen Salmonella , Neisseria , Brucella , Mycobacterium , Nocardia , Listeria , Francisella , Legionella y Yersinia pestis . Estos pueden existir intracelularmente, pero pueden existir fuera de las células huésped.
Infecciones en tejido específico
Los patógenos bacterianos a menudo causan infecciones en áreas específicas del cuerpo. Otros son generalistas.
- Causada por Gardnerella vaginalis , la vaginosis bacteriana es el resultado de un cambio en la microbiota vaginal . Gardnerella y las bacterias anaeróbicas desplazan a las especies benéficas de Lactobacilli que mantienen poblaciones microbianas vaginales saludables. [11]
- La meningitis bacteriana es una inflamación bacteriana de las meninges , que son las membranas protectoras que recubren el cerebro y la médula espinal .
- La neumonía bacteriana es una infección bacteriana de los pulmones .
- La infección del tracto urinario es causada predominantemente por bacterias. Los síntomas incluyen la sensación o urgencia de orinar fuerte y frecuente, dolor al orinar y orina turbia. [12] La causa más frecuente es Escherichia coli . La orina suele ser estéril, pero contiene una variedad de sales y productos de desecho. [13] Las bacterias pueden ascender a la vejiga o al riñón y causar cistitis y nefritis .
- La gastroenteritis bacteriana es causada por bacterias patógenas entéricas. Estas especies patógenas suelen ser distintas de las bacterias normalmente inofensivas de la flora intestinal normal . Pero una cepa diferente de la misma especie puede ser patógena. La distinción es a veces difícil como en el caso de Escherichia .
- Las infecciones bacterianas de la piel incluyen:
- El impétigo es una infección cutánea bacteriana altamente contagiosa que se observa comúnmente en los niños. [14] Es causada por Staphylococcus aureus y Streptococcus pyogenes . [15]
- La erisipela es una infección bacteriana aguda por estreptococos [16] de las capas más profundas de la piel que se propaga a través del sistema linfático.
- La celulitis es una inflamación difusa [17] del tejido conectivo con inflamación grave de las capas dérmica y subcutánea de la piel . La celulitis puede ser causada por la flora normal de la piel o por contacto contagioso , y generalmente ocurre a través de la piel abierta, cortes, ampollas , grietas en la piel, picaduras de insectos , mordeduras de animales , quemaduras , heridas quirúrgicas , inyección de drogas intravenosas o sitios de inserción de catéteres intravenosos. . En la mayoría de los casos, es la piel de la cara o la parte inferior de las piernas la que se ve afectada, aunque la celulitis puede ocurrir en otros tejidos.
Mecanismos de daño
Los síntomas de la enfermedad aparecen cuando las bacterias patógenas dañan los tejidos del huésped o interfieren con su función. Las bacterias pueden dañar las células del huésped directa o indirectamente al provocar una respuesta inmunitaria que daña inadvertidamente a las células del huésped, [18] o al liberar toxinas . [19]
Directo
Una vez que los patógenos se adhieren a las células huésped, pueden causar daño directo ya que los patógenos utilizan la célula huésped para obtener nutrientes y producir productos de desecho. [20] Por ejemplo, Streptococcus mutans , un componente de la placa dental , metaboliza el azúcar de la dieta y produce ácido como producto de desecho. El ácido descalcifica la superficie del diente para causar caries dental . [21]
Producción de toxinas
Las endotoxinas son las porciones lipídicas de los lipopolisacáridos que forman parte de la membrana externa de la pared celular de las bacterias gramnegativas . Las endotoxinas se liberan cuando las bacterias se lisan , por lo que después del tratamiento con antibióticos, los síntomas pueden empeorar al principio a medida que las bacterias mueren y liberan sus endotoxinas. Las exotoxinas se secretan en el medio circundante o se liberan cuando las bacterias mueren y la pared celular se rompe. [22]
Indirecto
Una respuesta inmune excesiva o inapropiada provocada por una infección puede dañar las células del huésped. [1]
Supervivencia en el anfitrión
Nutrientes
El hierro es necesario para los seres humanos, así como para el crecimiento de la mayoría de las bacterias. Para obtener hierro libre, algunos patógenos secretan proteínas llamadas sideróforos , que quitan el hierro de las proteínas transportadoras de hierro al unirse al hierro de manera aún más fuerte. Una vez que se forma el complejo hierro-sideróforo, es absorbido por los receptores sideróforos en la superficie bacteriana y luego ese hierro se lleva a la bacteria. [22]
Identificación
Normalmente, la identificación se realiza cultivando el organismo en una amplia gama de cultivos, lo que puede tardar hasta 48 horas. Luego, el crecimiento se identifica visual o genómicamente. Luego, el organismo cultivado se somete a varios ensayos para observar las reacciones y ayudar a identificar más especies y cepas. [23]
Tratamiento
Las infecciones bacterianas pueden tratarse con antibióticos , que se clasifican como bactericidas si matan bacterias o bacteriostáticos si solo previenen el crecimiento bacteriano. Hay muchos tipos de antibióticos y cada clase inhibe un proceso que es diferente en el patógeno del que se encuentra en el huésped. Por ejemplo, los antibióticos cloranfenicol y tetraciclina inhiben el ribosoma bacteriano pero no el ribosoma eucariota estructuralmente diferente, por lo que presentan toxicidad selectiva. [24] Los antibióticos se utilizan tanto en el tratamiento de enfermedades humanas como en la agricultura intensiva para promover el crecimiento animal. Ambos usos pueden estar contribuyendo al rápido desarrollo de resistencia a los antibióticos en poblaciones bacterianas. [25] La terapia con fagos , que usa bacteriófagos , también se puede usar para tratar ciertas infecciones bacterianas. [26]
Prevención
Las infecciones se pueden prevenir con medidas antisépticas , como esterilizar la piel antes de perforarla con la aguja de una jeringa y con el cuidado adecuado de los catéteres permanentes. Los instrumentos quirúrgicos y dentales también se esterilizan para prevenir infecciones por bacterias. Los desinfectantes como la lejía se utilizan para matar bacterias u otros patógenos en las superficies para prevenir la contaminación y reducir aún más el riesgo de infección. Las bacterias en los alimentos mueren al cocinar a temperaturas superiores a 73 ° C (163 ° F).
Lista de géneros y características de microscopía
Muchos géneros contienen especies bacterianas patógenas . A menudo poseen características que ayudan a clasificarlos y organizarlos en grupos. La siguiente es una lista parcial.
Género | Especies | Tinción de Gram | Forma | Requerimiento de oxígeno | Intra / Extracelular |
---|---|---|---|---|---|
Bacilo [27] |
| Positivo | Varillas | Anaeróbico facultativo | Extracelular |
Bartonella [27] |
| Negativo | Varillas | Aerobio | Intracelular facultativo |
Bordetella [27] |
| Negativo | Cocobacilos pequeños | Aerobio | Extracelular |
Borrelia [27] |
| Negativo, mancha mal | Espiroqueta | Anaeróbico | Extracelular |
Brucella [27] |
| Negativo | Cocobacilos | Aerobio | Intracelular |
Campylobacter [27] |
| Negativo | Varillas espirales [30] cocoides en cultivos más antiguos [30] | Microaerofílico [30] | Extracelular |
Chlamydia y Chlamydophila [27] |
| (no teñido con Gram) | Pequeño, redondo, ovoide | Facultativo o estrictamente aeróbico | Obligado intracelular |
Clostridium [27] |
| Positivo | Varillas grandes con extremos romos | Anaeróbico obligado | Extracelular |
Corynebacterium [27] |
| Positivo (desigual) | Varillas | Mayormente anaeróbico facultativo | Extracelular |
Enterococcus [29] [33] |
| Positivo | Cocci | Anaeróbico facultativo | Extracelular |
Escherichia [4] [29] [34] |
| Negativo | Varillas | Anaeróbico facultativo | Extracelular o intracelular |
Francisella [27] |
| Negativo | Cocobacilo | Estrictamente aeróbico | Intracelular facultativo |
Haemophilus |
| Negativo | Cocobacilos a filamentos largos y delgados | Anaeróbico facultativo 5 - 10% CO2 | Extracelular |
Helicobacter |
| Negativo | Varilla espiral | Microaerófilo | Extracelular |
Legionella [27] |
| Negativo, mancha mal | Cocobacilos | Aerobio | Intracelular facultativo |
Leptospira [29] [37] |
| Negativo, mancha mal | Espiroqueta | Estrictamente aeróbico | Extracelular |
Listeria [27] |
| Positivo, oscuramente | Varillas cortas y delgadas | Anaeróbico facultativo | Intracelular facultativo |
Mycobacterium [27] |
| (ninguno) | Varillas largas y delgadas | Aerobio | Intracelular |
Micoplasma [27] |
| (ninguno) | Aspecto indistinto de 'huevo frito', sin pared celular | Mayormente anaeróbico facultativo; M. pneumoniae estrictamente aeróbico | Extracelular |
Neisseria [29] [38] |
| Negativo | En forma de frijol | Aerobio | Gonococcus : facultativo intracelular N. meningitidis : extracelular |
Pseudomonas [29] [39] |
| Negativo | Varillas | Aeróbico obligado | Extracelular |
Rickettsia [27] |
| Negativo, mancha mal | Cocobacilar pequeño en forma de varilla | Aerobio | Obligado intracelular |
Salmonella [27] |
| Negativo | Varillas | Anaerobica facultativa | Intracelular facultativo |
Shigella [29] [40] |
| Negativo | Varillas | Anaeróbico facultativo | Extracelular |
Staphylococcus [4] |
| Positivo, oscuramente | Cocos redondos | Anaeróbico facultativo | Extracelular, intracelular facultativo |
Estreptococo [27] |
| Positivo | Ovoide a esférica | Anaeróbico facultativo | Extracelular |
Treponema [27] |
| Negativo, mancha mal | Espiroqueta | Aerobio | Extracelular |
Ureaplasma [4] |
| Mancha poco [41] | Aspecto indistinto, de 'huevo frito', sin pared celular | Anaeróbico | Extracelular |
Vibrio [29] [42] |
| Negativo | Espiral con flagelo polar único | Anaeróbico facultativo | Extracelular |
Yersinia [29] [43] |
| Negativo, bipolar | Varillas pequeñas | Anaerobio facultativo | Intracelular |
Lista de especies y características clínicas
This is description of the more common genera and species presented with their clinical characteristics and treatments.
Species | Transmission | Diseases | Treatment | Prevention | ||
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Actinomyces israelii | Oral flora[44] | Actinomycosis:[44] painful abscesses in the mouth, lungs,[45][46] or gastrointestinal tract.[31] | Prolonged penicillin G and drainage[44] | |||
Bacillus anthracis | Contact with cattle, sheep, goats and horses[47] | Anthrax: pulmonary, gastrointestinal and/or cutaneous symptoms.[44] | In early infection:[48] Penicillin | Anthrax vaccine[29] | ||
Bacteroides fragilis | Gut flora[44] | Abscesses in gastrointestinal tract, pelvic cavity and lungs[44] | metronidazole[44] | Wound care[50] Aspiration prevention[50] | ||
Bordetella pertussis | Contact with respiratory droplets expelled by infected human hosts.[29] | Whooping cough[29][44] | Macrolides[29] such as erythromycin,[29][44] before paroxysmal stage[44] | Pertussis vaccine,[29][44] such as in DPT vaccine[29][44] | ||
Borrelia | B. burgdorferi[29][44] B. garinii[29] | Ixodes hard ticks | Lyme disease[52][53]
| Doxycycline for adults, amoxicillin for children, ceftriaxone for neurological involvement[52] | Wearing clothing that limits skin exposure to ticks.[29] | |
B. recurrentis[54] and others[note 1] | Pediculus humanus corporis body louse (B. recurrentis only) and Ornithodoros soft ticks[54] | Relapsing fever | Penicillin, tetracycline, doxycycline[55] | Avoid areas where ticks are found[54] Better access to washing facilities[54] | ||
Brucella | B. abortus B. canis | Direct contact with infected animal[29] | Brucellosis: mainly fever, muscular pain and night sweats | doxycycline[29] | ||
Campylobacter jejuni | Fecal-oral from animals (mammals and fowl)[29][44] |
| Treat symptoms[29] | Good hygiene[29] | ||
Chlamydia | C. pneumoniae | Respiratory droplets[29][44] | Atypical pneumonia[44] | Doxycycline[29][44] | None[29] | |
C. trachomatis | vaginal sex[29] | Trachoma[29][44] | Erythromycin[29][44] | Erythromycin or silver nitrate in newborn's eyes[29] | ||
Chlamydophila psittaci | Inhalation of dust with secretions or feces from birds (e.g. parrots) | Psittacosis, mainly atypical pneumonia | Tetracycline[29] | - | ||
Clostridium | C. botulinum | Spores from soil,[29][44] persevere in canned food, smoked fish and honey[44] | Botulism: Mainly muscle weakness and paralysis[44] | Antitoxin[29][44] | Proper food preservation techniques | |
C. difficile | Gut flora,[29][44] overgrowing when other flora is depleted[29] | Pseudomembranous colitis[29][44] | Discontinuing responsible antibiotic[29][44] | Fecal bacteriotherapy | ||
C. perfringens | Spores in soil[29][44] | Anaerobic cellulitis[29][44] | Gas gangrene: Debridement or amputation[29][44] | Appropriate food handling[29] | ||
C. tetani | Spores in soil, skin penetration through wounds[29][44] | Tetanus: muscle spasms[56] | Tetanus immune globulin[29][44] Sedatives[29] | Tetanus vaccine (such as in the DPT vaccine)[29] | ||
Corynebacterium diphtheriae | respiratory droplets | Diphtheria: Fever, sore throat and neck swelling, potentially narrowing airways.[57] | Horse serum antitoxin | DPT vaccine | ||
Ehrlichia | E. canis[44] E. chaffeensis[44] | Dog tick[44] | Ehrlichiosis:[44] headache, muscle aches, and fatigue |
| ||
Enterococcus | E. faecalis E. faecium | Part of gut flora,[44] opportunistic or entering through GI tract or urinary system wounds[29] | Bacterial endocarditis,[44] biliary tract infections,[44] urinary tract infections[44] | Ampicillin (combined with aminoglycoside in endocarditis)[44]Vancomycin[29] | No vaccine Hand washing and other nosocomial prevention | |
Escherichia | E. coli (generally) |
|
| UTI:[29] (resistance-tests are required first)
Meningitis:[29]
Diarrhea:[29]
| (no vaccine or preventive drug)[29]
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Enterotoxigenic E. coli (ETEC) |
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Enteropathogenic E. coli |
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| ||||
Enteroinvasive E.coli (EIEC) |
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| ||||
Enterohemorrhagic (EHEC), including E. coli O157:H7 |
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| ||||
Francisella tularensis |
| Tularemia: Fever, ulceration at entry site and/or lymphadenopathy.[59] Can cause severe pneumonia.[59] |
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| ||
Haemophilus influenzae |
|
| Meningitis:[29] (resistance-tests are required first)
|
| ||
Helicobacter pylori |
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| (No vaccine or preventive drug)[29] | ||
Klebsiella pneumoniae |
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|
|
| ||
Legionella pneumophila |
|
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| (no vaccine or preventive drug)[29] Heating water[29] | ||
Leptospira species |
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| Vaccine not widely used[29]
Prevention of exposure[29]
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Listeria monocytogenes |
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| (no vaccine)[29]
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Mycobacterium | M. leprae |
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| Tuberculoid form:
Lepromatous form:
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M. tuberculosis |
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| (difficult, see Tuberculosis treatment for more details)[29] Standard "short" course:[29]
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Mycoplasma pneumoniae |
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Neisseria | N. gonorrhoeae |
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| Uncomplicated gonorrhea:[29]
Ophthalmia neonatorum:
| (No vaccine)[29]
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N. meningitidis |
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Pseudomonas aeruginosa | Opportunistic;[44] Infects damaged tissues or people with immunodeficiency.[29] | Pseudomonas infection:[29]
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| (no vaccine)[29]
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Nocardia asteroides | In soil[44] | Nocardiosis:[44] Pneumonia, endocarditis, keratitis, neurological or lymphocutaneous infection | TMP/SMX[44] | |||
Rickettsia rickettsii |
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| (no preventive drug or approved vaccine)[29]
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Salmonella | S typhi |
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Other Salmonella species
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| (No vaccine or preventive drug)[29]
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Shigella | S. sonnei[29]
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Staphylococcus | aureus |
| Coagulase-positive staphylococcal infections:
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| (no vaccine or preventive drug)
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epidermidis | Human flora in skin,[29][44] anterior nares[29] and mucous membranes[44] |
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| None[29] | ||
saprophyticus | Part of normal vaginal flora[29] |
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| None[29] | ||
Streptococcus | agalactiae | Human flora in vagina,[29][44] urethral mucous membranes,[29] rectum[29]
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| None[29] | |
pneumoniae |
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pyogenes |
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| No vaccine[29]
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viridans | Oral flora,[44] penetration through abrasions |
| Penicillin G[44] | |||
Treponema pallidum subspecies pallidum |
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Vibrio cholerae |
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Yersinia pestis |
| Plague:
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Transformación genética
Of the 59 species listed in the table with their clinical characteristics, 11 species (or 19%) are known to be capable of natural genetic transformation.[77] Natural transformation is a bacterial adaptation for transferring DNA from one cell to another. This process includes the uptake of exogenous DNA from a donor cell by a recipient cell and its incorporation into the recipient cell's genome by recombination. Transformation appears to be an adaptation for repairing damage in the recipient cell's DNA. Among pathogenic bacteria, transformation capability likely serves as an adaptation that facilitates survival and infectivity.[77] The pathogenic bacteria able to carry out natural genetic transformation (of those listed in the table) are Campylobacter jejuni, Enterococcus faecalis, Haemophilus influenzae, Helicobacter pylori, Klebsiella pneumoniae, Legionella pneumophila, Neisseria gonorrhoeae, Neisseria meningitidis, Staphylococcus aureus, Streptococcus pneumoniae and Vibrio cholerae.
Ver también
- Human microbiome project
- List of antibiotics
- Pathogenic viruses
Notas
- ^ Relapsing fever can also be caused by the following Borrelia species: B. crocidurae, B. duttonii, B. hermsii, B. hispanica, B. miyamotoi, B. persica, B. turicatae and B. venezuelensis.
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enlaces externos
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- Bacterial Pathogen Pronunciation by Neal R. Chamberlain, Ph.D at A.T. Still University
- Pathogenic bacteria genomes and related information at PATRIC, a Bioinformatics Resource Center funded by NIAID