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Para otros usos, consulte Patógeno (desambiguación) .

En biología , un patógeno ( griego : πάθος pathos "sufrimiento", "pasión" y -γενής -genēs "productor de") en el sentido más antiguo y amplio, es cualquier organismo que pueda producir una enfermedad . Un patógeno también puede denominarse agente infeccioso o simplemente germen .

El término patógeno se empezó a utilizar en la década de 1880. [1] [2] Normalmente, el término se usa para describir un microorganismo o agente infeccioso , como un virus , bacteria , protozoo , prión , viroide u hongo . [3] [4] [5] Los animales pequeños, como ciertos gusanos o insectos, también pueden causar o transmitir enfermedades. Sin embargo, estos animales suelen ser, en el lenguaje común, conocidos como parásitos.en lugar de patógenos. El estudio científico de organismos microscópicos, incluidos los organismos patógenos microscópicos, se denomina microbiología , mientras que la parasitología se refiere al estudio científico de los parásitos y los organismos que los hospedan.

Hay varias vías a través de las cuales los patógenos pueden invadir un huésped. Las vías principales tienen diferentes marcos temporales episódicos, pero el suelo tiene el potencial más largo o más persistente de albergar un patógeno.

Las enfermedades humanas causadas por agentes infecciosos se conocen como enfermedades patógenas. No todas las enfermedades son causadas por patógenos, otras causas son, por ejemplo, toxinas , trastornos genéticos y el propio sistema inmunológico del huésped .

Patogenicidad [ editar ]

La patogenicidad es la capacidad potencial de los patógenos para causar enfermedades. La patogenicidad está relacionada con la virulencia en el significado, pero algunas autoridades han llegado a distinguirlo como un término cualitativo , mientras que el último es cuantitativo . Según esta norma, se puede decir que un organismo es patógeno o no patógeno en un contexto particular, pero no "más patógeno" que otro. Estas comparaciones se describen en cambio en términos de virulencia relativa. La patogenicidad también es distinta de la transmisibilidad de un virus, que cuantifica el riesgo de infección. [6]

Un patógeno puede describirse en términos de su capacidad para producir toxinas , entrar en el tejido, colonizar, secuestrar nutrientes y su capacidad para inmunosuprimir al huésped.

Patogenicidad dependiente del contexto [ editar ]

Es común hablar de una especie entera de bacteria como patógena cuando se la identifica como la causa de una enfermedad (cf. postulados de Koch ) . Sin embargo, la visión moderna es que la patogenicidad depende del ecosistema microbiano en su conjunto. Una bacteria puede participar en infecciones oportunistas en hospedadores inmunodeprimidos , adquirir factores de virulencia por infección de plásmidos , transferirse a un sitio diferente dentro del hospedador o responder a cambios en el número total de otras bacterias presentes. Por ejemplo, la infección de los ganglios linfáticos mesentéricos de ratones con Yersinia puede despejar el camino para la infección continua de estos sitios alLactobacillus , posiblemente por un mecanismo de "cicatrización inmunológica". [7]

Conceptos relacionados [ editar ]

Virulencia [ editar ]

La virulencia (la tendencia de un patógeno a reducir la aptitud de un huésped ) evoluciona cuando un patógeno puede propagarse desde un huésped enfermo, a pesar de que el huésped se debilita. La transmisión horizontal ocurre entre huéspedes de la misma especie, en contraste con la transmisión vertical , que tiende a evolucionar hacia la simbiosis (después de un período de alta morbilidad y mortalidad en la población) al vincular el éxito evolutivo del patógeno con el éxito evolutivo del organismo huésped. La biología evolutiva propone que muchos patógenos desarrollan una virulencia óptimaen el que la aptitud obtenida por el aumento de las tasas de replicación se equilibra con las compensaciones en la transmisión reducida, pero los mecanismos exactos subyacentes a estas relaciones siguen siendo controvertidos. [8]

Transmisión [ editar ]

Artículo principal: Transmisión (medicina)

La transmisión de patógenos ocurre a través de muchas rutas diferentes, que incluyen el aire, el contacto directo o indirecto, el contacto sexual, la sangre, la leche materna u otros fluidos corporales y la ruta fecal-oral .

Tipos de patógenos [ editar ]

Algas [ editar ]

Artículo principal: Algas

Las algas son eucariotas unicelulares que generalmente no son patógenas, aunque existen variedades patógenas. La prototecosis es una enfermedad que se encuentra en perros, gatos, ganado y humanos causada por un tipo de alga verde conocida como prototeca que carece de clorofila. [9] A menudo se encuentra en el suelo y las aguas residuales, la especie Prototheca wickerhami es la causa de la mayoría de los casos humanos de la rara infección de prototecosis. [10] [11]

Bacterias [ editar ]

Artículo principal: Bacterias patógenas

La gran mayoría de las bacterias, que pueden oscilar entre 0,15 y 700 µM de longitud, [12] son inofensivas o beneficiosas para los seres humanos. Sin embargo, una lista relativamente pequeña de bacterias patógenas puede causar enfermedades infecciosas. Las bacterias patógenas tienen varias formas en las que pueden causar enfermedades. Pueden afectar directamente a las células de su huésped, producir endotoxinas que dañan las células de su huésped o provocar una respuesta inmune lo suficientemente fuerte como para dañar las células del huésped.

Microfotografía de una materia fecal que tiene disentería por Shigella. Esta bacteria generalmente causa enfermedades transmitidas por los alimentos.

Una de las enfermedades bacterianas con mayor carga de morbilidad es la tuberculosis , causada por la bacteria Mycobacterium tuberculosis , que mató a 1,5 millones de personas en 2013, principalmente en África subsahariana. [13] Las bacterias patógenas contribuyen a otras enfermedades de importancia mundial, como la neumonía , que puede ser causada por bacterias como Streptococcus y Pseudomonas , y enfermedades transmitidas por los alimentos , que pueden ser causadas por bacterias como Shigella , Campylobacter y Salmonella . En pacientes con fibrosis quística , Pseudomonaslas bacterias pueden formar una biopelícula que tiene una alta resistencia al sistema inmunológico y a los antibióticos al desarrollar mutaciones adaptativas y producir factores de virulencia. [14] Las bacterias patógenas también causan infecciones como tétanos , fiebre tifoidea , difteria , sífilis y lepra .

Hongos [ editar ]

Artículo principal: Hongos patógenos

Los hongos son organismos eucariotas que pueden funcionar como patógenos. Hay aproximadamente 300 hongos conocidos que son patógenos para los seres humanos [15], incluidos Candida albicans , que es la causa más común de aftas , y Cryptococcus neoformans , que puede causar una forma grave de meningitis . El tamaño típico de las esporas de los hongos es <4,7 μm de longitud, pero algunas esporas pueden ser más grandes. [dieciséis]

Priones [ editar ]

Artículo principal: Prion
Magnificado 100X y teñido. Esta microfotografía del tejido cerebral muestra la presencia de cambios espongióticos prominentes en la corteza, con la pérdida de neuronas en un caso de una variante de la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob (vCJD).

Los priones son proteínas mal plegadas que son transmisibles y pueden influir en el plegamiento anormal de proteínas normales en el cerebro. No contienen ADN o ARN y no pueden replicarse más que para convertir proteínas normales ya existentes al estado mal plegado. Estas proteínas plegadas de forma anormal se encuentran de forma característica en muchas enfermedades neurodegenerativas, ya que agregan el sistema nervioso central y crean placas que dañan la estructura del tejido. Esto esencialmente crea "agujeros" en el tejido. Se ha encontrado que los priones se transmiten de tres formas: obtenida, familiar y esporádica. También se ha descubierto que las plantas desempeñan el papel de vector de priones. Hay ocho enfermedades diferentes que afectan a los mamíferos y son causadas por priones como la tembladera , la encefalopatía espongiforme bovina.(enfermedad de las vacas locas) y encefalopatía espongiforme felina (FSE) . También hay diez enfermedades que afectan a los seres humanos, como la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob (CJD). [17] e Insomnio familiar fatal (FFI).

Viroides [ editar ]

Artículo principal: Viroides

No confundir con Virusoide o Virus . Los viroides son los patógenos infecciosos más pequeños que se conocen. Están compuestos únicamente por una hebra corta de ARN circular monocatenario que no tiene recubrimiento proteico. Todos los viroides conocidos son habitantes de plantas superiores y la mayoría causan enfermedades, cuya importancia económica respectiva en los seres humanos varía ampliamente.

Virus [ editar ]

Artículo principal: Virus

Los virus son partículas pequeñas, típicamente entre 20 y 300 nanómetros de longitud, [18] que contienen ARN o ADN. Los virus requieren una célula huésped para replicarse. Algunas de las enfermedades causadas por patógenos virales incluyen viruela , influenza , paperas , sarampión , varicela , ébola , VIH , rubéola y COVID-19 .

Los virus patógenos son principalmente de las familias: Adenoviridae , Coronaviridae , Picornaviridae , Herpesviridae , Hepadnaviridae , Flaviviridae , Retroviridae , Orthomyxoviridae , Paramyxoviridae , Papovaviridae , Polyomavirus , Rhabdoviridae y Togaviridae . El VIH es un miembro notable de la familia Retroviridae que afectó a 37,9 millones de personas en todo el mundo en 2018. [19]

Otros parásitos [ editar ]

Artículo principal: parásitos humanos

Los protozoos son eucariotas unicelulares que se alimentan de microorganismos y tejidos orgánicos. Considerados como "animales unicelulares", ya que tienen comportamientos similares a los de los animales, como la motilidad, la depredación y la falta de una pared celular. Muchos patógenos protozoarios se consideran parásitos humanos ya que causan una variedad de enfermedades como: malaria , amebiasis , giardiasis , toxoplasmosis , criptosporidiosis , tricomoniasis , enfermedad de Chagas , leishmaniasis , tripanosomiasis africana (enfermedad del sueño), queratitis por Acanthamoeba y meningoencefalitis primaria. (naegleriasis).

Dos oxiuros junto a una regla, que miden 6 milímetros de largo.

Los gusanos parásitos (helmintos) son macroparásitos que se pueden ver a simple vista. Los gusanos viven y se alimentan en su huésped vivo, recibiendo alimento y refugio mientras afectan la forma en que el huésped digiere los nutrientes. También manipulan el sistema inmunológico del huésped secretando productos inmunomoduladores [20] que les permiten vivir en su huésped durante años. Muchos gusanos parásitos son más comúnmente intestinales que se transmiten por el suelo e infectan el tracto digestivo; otros gusanos parásitos se encuentran en los vasos sanguíneos del huésped. Los gusanos parásitos que viven en el huésped pueden causar debilidad e incluso provocar muchas enfermedades. Los gusanos parásitos pueden causar muchas enfermedades tanto en humanos como en animales. Helmintiasis (infección por gusanos), ascariasis y enterobiasis (infección por oxiuros) son pocos que son causados ​​por varios gusanos parásitos.

Huéspedes patógenos [ editar ]

Bacterias [ editar ]

Aunque las bacterias pueden ser patógenas en sí mismas, también pueden ser infectadas por patógenos. Los bacteriófagos son virus, también conocidos como fagos, que infectan a las bacterias y a menudo provocan la muerte de las bacterias infectadas. Los bacteriófagos comunes incluyen el fago T7 y Lamda . [21] Hay bacteriófagos que infectan todo tipo de bacterias, incluidas las gramnegativas y las grampositivas . [21] Incluso las bacterias patógenas que infectan a otras especies, incluidos los humanos, pueden infectarse con un fago.

Plantas [ editar ]

Las plantas pueden albergar una amplia gama de tipos de patógenos, incluidos virus, bacterias, hongos, nematodos e incluso otras plantas. [22] Los virus vegetales notables incluyen el virus de la mancha anular de la papaya que ha causado millones de dólares en daños a los agricultores en Hawai y el sudeste asiático, [23] y el virus del mosaico del tabaco que hizo que el científico Martinus Beijerinck acuñara el término "virus" en 1898. [24] Los patógenos bacterianos de las plantas también son un problema grave que causa manchas en las hojas, tizones y pudriciones en muchas especies de plantas. [25] Los dos principales patógenos bacterianos para las plantas son Pseudomonas syringae y Ralstonia solanacearum.que provocan el pardeamiento de las hojas y otros problemas en las patatas, los tomates y los plátanos. [25]

Enfermedad fúngica de la pudrición parda en una manzana. La podredumbre parda generalmente se dirige a una variedad de frutas superiores.

Los hongos son otro tipo de patógeno importante para las plantas. Pueden causar una amplia variedad de problemas, como plantas de menor altura, crecimientos o hoyos en los troncos de los árboles, pudrición de raíces o semillas y manchas en las hojas. [26] Los hongos comunes y graves de las plantas incluyen el hongo del tizón del arroz , la enfermedad del olmo holandés , el tizón del castaño y las enfermedades del nudo negro y la pudrición marrón de las cerezas, ciruelas y melocotones. Se estima que los hongos patógenos por sí solos provocan una reducción de hasta un 65% en el rendimiento de los cultivos. [25]

En general, las plantas tienen una amplia gama de patógenos y se ha estimado que solo el 3% de las enfermedades causadas por patógenos vegetales pueden manejarse. [25]

Animales [ editar ]

Los animales a menudo se infectan con muchos patógenos iguales o similares a los humanos, incluidos priones, virus, bacterias y hongos. Si bien los animales salvajes a menudo contraen enfermedades, el mayor peligro es para los animales de ganado. Se estima que en entornos rurales, el 90% o más de las muertes de ganado pueden atribuirse a patógenos. [27] [28] La encefalopatía espongiforme bovina de la enfermedad priónica , comúnmente conocida como enfermedad de las vacas locas, es una de las pocas enfermedades priónicas que afectan a los animales. [29] Otras enfermedades de los animales incluyen una variedad de trastornos de inmunodeficiencia causados ​​por virus relacionados con el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH), incluidos BIV y FIV . [30]

Humanos [ editar ]

Artículo principal: patógeno humano

Los seres humanos pueden infectarse con muchos tipos de patógenos, incluidos priones, virus, bacterias y hongos. Los virus y las bacterias que infectan a los humanos pueden causar síntomas como estornudos, tos, fiebre, vómitos e incluso provocar la muerte. Algunos de estos síntomas son causados ​​por el virus mismo, mientras que otros son causados ​​por el sistema inmunológico de la persona infectada. [3]

Tratamiento [ editar ]

Prion [ editar ]

A pesar de muchos intentos, hasta la fecha no se ha demostrado ninguna terapia que detenga la progresión de las enfermedades priónicas. [31]

Virus [ editar ]

Existe una variedad de opciones de prevención y tratamiento para algunos patógenos virales. Las vacunas son una medida preventiva común y eficaz contra una variedad de patógenos virales. [32] Las vacunas preparan el sistema inmunológico del huésped, de modo que cuando el huésped potencial encuentra el virus en la naturaleza, el sistema inmunológico puede defenderse de la infección rápidamente. Existen vacunas para virus como el sarampión , las paperas y la rubéola y el virus de la influenza . [33] Algunos virus como el VIH , el dengue y el chikungunya no tienen vacunas disponibles. [34]

El tratamiento de las infecciones virales a menudo implica tratar los síntomas de la infección en lugar de proporcionar cualquier medicamento que afecte al patógeno viral en sí. [35] [36] El tratamiento de los síntomas de una infección viral le da al sistema inmunológico del huésped tiempo para desarrollar anticuerpos contra el patógeno viral que luego eliminará la infección. En algunos casos, es necesario un tratamiento contra el virus. Un ejemplo de esto es el VIH, donde la terapia antirretroviral , también conocida como ART o HAART, es necesaria para prevenir la pérdida de células inmunes y la progresión al SIDA. [37]

Bacterias [ editar ]

Una estructura de la doxiciclina, un antibiótico de la clase de las tetraciclinas.

Al igual que los patógenos virales, la infección por ciertos patógenos bacterianos se puede prevenir mediante vacunas. [33] Las vacunas contra patógenos bacterianos incluyen la vacuna contra el ántrax y la vacuna antineumocócica . Muchos otros patógenos bacterianos carecen de vacunas como medida preventiva, pero la infección por estas bacterias a menudo se puede tratar o prevenir con antibióticos . Los antibióticos comunes incluyen amoxicilina , ciprofloxacina y doxiciclina . Cada antibiótico tiene diferentes bacterias contra las que es eficaz y tiene diferentes mecanismos para matar esas bacterias. Por ejemplo, la doxiciclina inhibe la síntesis de nuevas proteínas en ambosbacterias gramnegativas y grampositivas que provocan la muerte de las bacterias afectadas. [38]

Debido en parte a la prescripción excesiva de antibióticos en circunstancias en las que no son necesarios, algunos patógenos bacterianos han desarrollado resistencia a los antibióticos y se están volviendo difíciles de tratar con los antibióticos clásicos. [39] Una cepa genéticamente distinta de Staphylococcus aureus llamada MRSA es un ejemplo de patógeno bacteriano que es difícil de tratar con antibióticos comunes. Un informe publicado en 2013 por el Centro para el Control de Enfermedades (CDC) estimó que cada año en los Estados Unidos, al menos 2 millones de personas contraen una infección bacteriana resistente a los antibióticos, y al menos 23,000 personas mueren a causa de esas infecciones. [40]

Debido a su indispensabilidad en las bacterias, las metiltransferasas de ADN persistentes esenciales son objetivos potenciales para el desarrollo de inhibidores epigenéticos capaces de, por ejemplo, mejorar la actividad terapéutica de los antimicrobianos [41] o disminuir la virulencia de un patógeno. [42]

Hongos [ editar ]

La infección por patógenos fúngicos se trata con medicación antifúngica. Las infecciones por hongos tales como el pie de atleta , tiña inguinal y la tiña son infecciones de la piel y pueden ser tratados con medicamentos tópicos antifúngicos como clotrimazol . [43] Otras infecciones fúngicas comunes incluyen infecciones por la cepa de levadura Candida albicans . La cándida puede causar infecciones de la boca o la garganta, comúnmente conocidas como aftas , o puede causar infecciones vaginales . Estas infecciones internas pueden tratarse con cremas antifúngicas o con medicación oral. Los medicamentos antifúngicos comunes para las infecciones internas incluyen la equinocandinafamilia de fármacos y fluconazol . [44]

Algas [ editar ]

Por lo general, no se piensa en las algas como patógenos, pero se sabe que el género Prototheca causa enfermedades en los seres humanos . [45] [11] El tratamiento para este tipo de infección se encuentra actualmente bajo investigación y no hay consistencia en el tratamiento clínico. [11]

Interacciones sexuales [ editar ]

Muchos patógenos son capaces de interactuar sexualmente. Entre las bacterias patógenas , la interacción sexual se produce entre células de la misma especie mediante el proceso de transformación genética natural . La transformación implica la transferencia de ADN de una célula donante a una célula receptora y la integración del ADN donante en el genoma receptor por recombinación . Ejemplos de patógenos bacterianos capaces de transformación natural son Helicobacter pylori , Haemophilus influenzae , Legionella pneumophila , Neisseria gonorrhoeae y Streptococcus pneumoniae . [46]

Los patógenos eucariotas a menudo son capaces de interacción sexual mediante un proceso que involucra meiosis y singamia . La meiosis implica el emparejamiento íntimo de cromosomas homólogos y la recombinación entre ellos. Ejemplos de patógenos eucariotas capaces de tener relaciones sexuales incluyen los parásitos protozoarios Plasmodium falciparum , Toxoplasma gondii , Trypanosoma brucei , Giardia intestinalis y los hongos Aspergillus fumigatus , Candida albicans y Cryptococcus neoformans . [46]

Los virus también pueden experimentar interacción sexual cuando dos o más genomas virales ingresan a la misma célula huésped. Este proceso implica el emparejamiento de genomas homólogos y la recombinación entre ellos mediante un proceso denominado reactivación multiplicidad. Ejemplos de virus que se someten a este proceso son el virus del herpes simple , el virus de la inmunodeficiencia humana y el virus de la vacuna . [46]

Los procesos sexuales en bacterias, eucariotas microbianos y virus implican la recombinación entre genomas homólogos que parece facilitar la reparación del daño genómico de los patógenos causado por las defensas de sus respectivos huéspedes diana. [47]

Ver también [ editar ]

  • Escape antigénico
  • Competencia ecológica
  • Instituto de Patógenos Emergentes
  • Patógeno humano
  • Base de datos de interacción patógeno-huésped (base de PHI)

Referencias [ editar ]

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Enlaces externos [ editar ]

  • Guía de pronunciación de microorganismos (1)
  • Guía de pronunciación de microorganismos (2)