VICERREITORÍA DE EXTENSIÓN
UNIVERSITARIA, CULTURA E SOCIEDADE
Unha colección o ien ada a edi a ma e iais docen es de
calidade e pensada pa a apoia o aballo de p o eso es
e alumnos de odas as ma e ias e i ulacións da uni e sidade
G ao en Bioloxía
Mic obioloxía Clínica
Ángeles Muñoz C ego, Ysabel San os Rod íguez, Ra ael Seoane P ado
Depa amen o Mic obioloxía e Pa asi oloxía
Facul ade de Bioloxía
1
Mecanismos de Pa oxenicidade
Bac e iana
Mecanismos de Pa oxenicidade
Bac e iana
1
Ángeles Muñoz C ego, Ysabel San os Rod íguez, Ra ael
Seoane P ado
Depa amen o Mic obioloxía e Pa asi oloxía
Facul ade de Bioloxía
ADVERTENCIA LEGAL: ese ados odos os de ei os.
Queda p ohibida a duplicacion, o al ou pa cial des a
ob a, en calque a o ma ou po calque a medio (elec-
ónico, mecánico, g a ación, o ocopia ou ou os) sen
consen imen o exp eso po esc i o dos edi o es.
© Uni e sidade de San iago de Compos ela, 2010
Deseño
Unidixi al
Edi a
Vice ei o ía de Ex ensión Uni e si a ia, Cul u a
e Sociedade da Uni e sidade de San iago de
Compos ela
Se izo de Publicacións
da Uni e sidade de San iago de Compos ela
Imp ime
Unidixi al
Se izo de Edición Dixi al da
Uni e sidade de San iago de Compos ela
Dep. Legal: C 3975-2010
ISBN 978-84-9887-538-6
UNIDADE DIDÁCTICA I: Mecanismos de pa oxenicidade bac e iana - 3
MATERIA: Mic obioloxía Clínica
TITULACIÓN: G ao en Bioloxía
PROGRAMA XERAL DO CURSO
Localización da p esen e unidade didác ica:
BLOQUE I. INTERACCIÓNS MICROORGANISMO-HOSPEDEIRO
Unidade Didác ica I: Mecanismos de pa oxenicidade bac e iana.
Unidade Didác ica II: Mecanismos de de ensa do hospedei o.
Unidade Didác ica III: Con ol de mic oo ganismos po axen es ísicos e
químicos.
Unidade Didác ica IV: An ibió icos e ou os axen es quimio e ápicos.
Unidade Didác ica V: P incipais g upos de an ibió icos.
Unidade Didác ica VI: Epidemioloxía das en e midades in ecciosas.
Unidade Didác ica VII: In eccións nosocomiais.
BLOQUE II. DIAGNÓSTICO MICROBIOLÓXICO
Unidade Didác ica VIII: P incipios de diagnós ico en Mic obioloxía Clínica.
Unidade Didác ica IX: Es udo mic obiolóxico de u ina e eces.
Unidade Didác ica X: Es udo mic obiolóxico de a inxe e naso a inxe.
Unidade Didác ica XI: Es udo mic obiolóxico do espu o.
Unidade Didác ica XII: Es udo mic obiolóxico do exudado ó ico e
conxun i al.
Unidade Didác ica XIII: Es udo mic obiolóxico de exudados u e al e
axinal.
Unidade Didác ica XIV: Es udo mic obiolóxico do sangue e líquido
ce alo aquídeo.
BLOQUE III. MICROORGANISMOS E ENFERMIDADES HUMANOS
Unidade Didác ica XV: En e midades bac e ianas da pel e dos ollos.
Unidade Didác ica XVI: En e midades bac e ianas do sis ema ne ioso.
Unidade Didác ica XVII: En e midades bac e ianas do sis ema
ca dio ascula .
Unidade Didác ica XVIII: En e midades bac e ianas do sis ema espi a o io.
Unidade Didác ica XIX: En e midades bac e ianas do sis ema dixes i o.
Unidade Didác ica XX: En e midades bac e ianas do sis ema
xeni ou ina io.
UNIDADE DIDÁCTICA I: Mecanismos de pa oxenicidade bac e iana - 5
ÍNDICE
P esen ación 7
Xus i icación 7
Obxec i os 8
Me oloxía 8
Con idos 9
1.Relación en e hospedei o e pa asi o 9
2.De inición de ese o io 10
3.T anspo e da bac e ia pa óxena a a o hospedei o 11
4.E apas da colonización bac e iana 11
4.1. Colonización 11
4.1.1. Mucosas 11
4.1.2. Pel 12
4.1.3. Vía pa en e al 12
4.1.4. Vía p e e en e de en ada 12
4.2. Pene ación nos ecidos 14
4.3. Mul iplicación nos ecidos 15
4.4. Capacidade lesional 16
4.4.1. Cápsulas 16
4.4.2. Compoñen es de pa ede celula 17
4.4.3. Enzimas 17
4.4.4. Toxinas 18
4.4.4.1. Exo oxinas 20
4.4.4.2. Endo oxinas 24
5.E asión das de ensas do hospedei o 25
5.1. E asión do sis ema complemen o 25
5.2. Resis encia á agoci ose 25
5.3. Supe i encia den o das células do hospedei o 25
6.Abandonando o hospedei o 26
7.Na u eza clonal das bac e ias pa óxenas 26
8.Regulación dos ac o es de i ulencia bac e ianos 26
9.Illas de pa oxenicidade 27
A aliación 29
Ideas cla e da Unidade Didác ica 29
Cues iona io pa a o epaso 30
Bibliog a ía 31
UNIDADE DIDÁCTICA I: Mecanismos de pa oxenicidade bac e iana - 7
PRESENTACIÓN
Ac ualmen e, a ma e ia Mic obioloxía Clínica impá ese no p imei o
cuad imes e do cua o cu so da Licencia u a en Bioloxía e, logo da
implan ación comple a do EEES, pasa á a se unha ma e ia op a i a do
úl imo cu so do G ao.
Es á, po an o, di ixida aos alumnos de 4º Cu so, que xa posúen
coñecemen os p e ios de Mic obioloxía Xe al. Po iso, os alumnos xa saben
que a bios e a e es e con én in inidade de mic oo ganismos de ipos moi
di e sos, a maio pa e dos cales é descoñecida pa a o home. A algúns
coñecémolos polas súas ac i idades na na u eza, como os
mic oo ganismos do ciclo do ni óxeno, que con ibúen á e ilización do
chan e ou os que p o ocan a dexene ación e mine alización da ma e ia
o gánica. Exis en ou os que son impo an es polas súas p opiedades
bene iciosas na p odución, conse ación e mello a de alimen os e bebidas,
como o queixo, o iño ou a ce exa; na sín ese de disol en es o gánicos e
an ibió icos e na deg adación dos esiduos o gánicos. E exis en amén,
aqueles capaces de p oduci en e midades, an o humanas como animais,
que se án o obxec o de es udo des a ma e ia.
A p esen e Unidade Didác ica é a p imei a do p og ama da ma e ia,
encad ada no Bloque I, que aba ca os aspec os undamen ais das
In e accións Mic oo ganismo-Hospedei o, e debe es ablece os
undamen os básicos da pa oxenicidade bac e iana necesa ios pa a a
comp ensión do es o dos con idos da ma e ia. A súa du ación es ímase en
2 ho as de docencia exposi i a.
XUSTIFICACIÓN
En e as compe encias que deben alcanza os alumnos de Bioloxía inclúese
que coñezan as p incipais en e midades de e ioloxía mic obiana que a ec an
ao se humano e comp endan as súas causas. Só unha pequena pa e dos
mic oo ganismos que se coñecen son capaces de es ablece elacións
hospedei o-pa asi o es ei as e, no malmen e, inocuas co se humano.
Des es, só uns poucos poden p o oca en e midades no home e nos
animais, no malmen e logo de in adi e lesiona ao hospedei o. Es a idea oi
moi ben ecollida po Lewis Thomas, quen dixo que «A pa oxenicidade non
é a eg a. De ei o, p odúcese con an pouca ecuencia e conci ne a un
g upo an educido de especies, endo en con a a eno me poboación
bac e iana que en a Te a, que esul a insóli a. A en e midade adoi a
desen ol e se como consecuencia de “negociacións” pouco concluín es
pa a o es ablecemen o dunha elación simbió ica, un paso máis aló da
on ei a en e simbiose e pa asi ismo, dado po un ou ou o o ganismo; en
de ini i a, unha in e p e ación biolóxica e ónea das ba ei as na u ais».
Ademais, os undamen os mic obiolóxicos da pa oxenicidade se án
c uciais pa a os es udan es de Bioloxía con in e ese no campo da saúde,
comple ando es a o ien ación con ou as ma e ias como Pa asi oloxía,
Vi oloxía e Bioquímica Clínica.
14 - UNIDADE DIDÁCTICA I: Mecanismos de pa oxenicidade bac e iana
Táboa 1. Fac o es de adhesión
Fac o de adhesión Desc ición
Ácidos eicoicos e lipo eicoicos Compoñen es da pa ede celula de G am
(+).
Capa S Capa máis ex e na de es u u a egula
das en ol u as celula es dalgunhas
a queobac e ias e eubac e ias, que poden
p omo e a adhesión a supe icie.
Exopolisacá ido (Slime) Capa de exopolisacá ido bac e iano que é
menos compac o ca cápsula.
Fimb ias Es u u as ilamen osas que pe mi en a
ixación a ou as bac e ias ou a supe icies
sólidas.
Glicocálix ou cápsula Capa de ib as de exopolisacá idos cunha
ma xe de inida, que odea a moi as
células; inhibe a agoci ose e acili a a
adhesión.
Pili Es u u as ilamen osas que unen aos
p oca io as du an e a ans e encia de
ma e ial xené ico.
4.2. Pene ación nos ecidos
A en ada nas células e ecidos hospedei os é unha es a exia
especializada que emp egan moi as bac e ias pa a sob e i i e
mul iplica se.
Moi as bac e ias ca ecen de capacidade de pene ación, é dici , non
p ecisan a a esa o epi elio pa a exp esa a súa acción pa óxena. Algunhas
bac e ias poden mul iplica se na supe icie do epi elio e p oduci unha
exo oxina soluble que, abso bida pola mucosa, causa a en e midade, que
pode e un e ec o local (Vib io chole ae) ou xe al (Co ynebac e ium
diph he iae).
Ou os pa óxenos a miúdo pene an no epi elio do hospedei o, logo
de ixa se á supe icie epi elial, po mecanismos pasi os non elacionados
coa p opia bac e ia: pequenas g e as, lesións ou úlce as que pe mi an a
en ada inicial; e idas, ab asións ou queimadu as na supe icie da pel;
ec o es a ópodos que causan e idas men es se alimen an do sangue do
hospedei o. Unha ez den o da memb ana mucosa, a bac e ia pa óxena
pode pene a ecidos máis p o undos e con inua diseminándose polo co po
do hospedei o g azas á p odución de enzimas que ac úan como ac o es de
i ulencia que acili an a súa expansión.
UNIDADE DIDÁCTICA I: Mecanismos de pa oxenicidade bac e iana - 15
Táboa 2. Vía de en ada dalgunhas bac e ias
V
ía de en ada
A
xen e e iolóxico En e midade Pe íodo
incubación
T ac o
espi a o io Co ynebac e ium
diph he iae Di e ia 2-5 días
Neisse ia meningi idis Meninxi e 1-7 días
S ep ococcus
pneumoniae Neumonía
neumocócica
Va iable
Mycobac e ium
ube culosis Tube culose Va iable
Bo de ella pe ussis Tose e ina 10-20 días
T.gas oin es-
inal Shigella spp. Disen e ía bacila
(shixelose)
1-2 días
Vib io chole a Cóle a 1-3 días
Salmonella spp. Salmonelose 7-22 h
Salmonella yphi Feb e i oidea 5-14 días
Salmonella pa a yphi Feb e pa a i oidea 7-24 días
T.xeni ou ina-
io Neisse ia gono hoeae Gono ea 3-8 días
T eponema pallidum Sí ilis 9-90 días
Pel ou u a
pa en e al Clos idium pe ingens Gang ena gaseosa 1-5 días
Clos idium e ani Té ano 3-21 días
Lep ospi a in e ogans Lep ospi ose 2-20 días
4.3. Mul iplicación nos ecidos
Unha ez que as bac e ias a a esa on a ba ei a epi elial, han de
mul iplica se e es ablece se nos ecidos pa a alcanza o núme o c í ico que
lles pe mi a inicia a in ección, in adi o o ganismo e desen ol e a súa
acción pa óxena. Pa a iso, deben ob e do o ganismo odos os elemen os
nu i i os necesa ios pa a o seu c ecemen o e ep odución (nu ien es, pH,
empe a u a, po encial édox). As zonas do co po que o ezan as mello es
condicións albe ga án o axen e pa óxeno; moi os son in acelula es e
chega on a desen ol e mecanismos moi so is icados de cap ación de
nu ien es das células hospedei as.
Se só uns poucos mic obios pene an no o ganismo é p obable que
sexan acilmen e con olados polas de ensas do hospedei o. Pola con a, se
un g an núme o de mic obios consegue en a é en ón p obable que se
desen ol a a en e midade. Así a p obabilidade de su i unha en e midade
aumen a co núme o de pa óxenos. A i ulencia dun mic obio, ou a po encia
das súas oxinas, exp ésase a miúdo como LD50 (dose le al), o núme o de
mic obios que p oducen a mo e o 50% dos animais de expe imen ación
inoculados en condicións no malizadas. A dose necesa ia pa a p oduci
unha in ección demos able no 50% dos animais chámase ID50 (dose
in ecciosa).
16 - UNIDADE DIDÁCTICA I: Mecanismos de pa oxenicidade bac e iana
4.4. Capacidade lesional
As al e acións celula es e isula es p o ocadas polas bac e ias
pa óxenas poden se p oducidas po acción di ec a, median e a p odución
de oxinas, ou po acción indi ec a, como consecuencia dun p oceso
in lama o io ou inmunolóxico. Aínda que algúns pa óxenos poden dana a
supe icie dos ecidos, a maio ía deles deben pene a nos ecidos pa a
causa en e midade. Conside a emos a con inuación a ios ac o es que
con ibúen á capacidade dos mic oo ganismos pa a in adi e dana ao
hospedei o.
4.4.1. Cápsulas
Algunhas bac e ias posúen un glicocálix que o ma unha cápsula ao
edo da súa pa ede celula (Figu a 1); es a p opiedade inc emen a a
i ulencia desas especies. As cápsulas acili an a esis encia ás de ensas do
hospedei o ao impedi a agoci ose, un p oceso polo que ce as células do
co po engloban e des úen mic obios. A composición química da cápsula
di icul a que a célula agoci a ia adhí ase á bac e ia. Con odo, o co po
humano é capaz de p oduci an ico pos con a a cápsula e cando es es se
unen a ela, as bac e ias capsuladas son acilmen e des uídas po
agoci ose.
Unha bac e ia que debe a súa i ulencia á p esenza dunha cápsula
de polisacá ido é S ep ococcus pneumoniae, o axen e causal da
pneumonía. Algunhas cepas des e mic oo ganismo posúen cápsula e ou as
non. As cepas capsuladas son i ulen as men es que as que non a posúen
son a i ulen as po que son suscep ibles á agoci ose.
Ou as bac e ias que p oducen unha cápsula implicada na súa
i ulencia son Klebsiella pneumoniae, un dos axen es causais da
pneumonía bac e iana; Haemophilus in luenzae, causan e de pneumonía e
meninxi e en nenos; Bacillus an h acis, que p oduce o ca bunco. Hai que
subliña , con odo, que as cápsulas non son o único a ibu o de i ulencia.
Figu a 1. Cápsula bac e iana.
Mic oscopia elec ónica dun co e ino
das células dunha cepa capsulada de
Klebsiella ae ogenes (23.000x). A
cápsula apa ece como unha g osa
capa g is po ó a da pa ede celula ,
máis escu a. As cápsulas xogan un
papel impo an e na esis encia
dalgunhas bac e ias pa óxenas.
UNIDADE DIDÁCTICA I: Mecanismos de pa oxenicidade bac e iana - 17
Moi as bac e ias non pa óxenas p oducen cápsula e a i ulencia dalgúns
pa óxenos non es á elacionada coa p esenza de cápsula.
4.4.2. Compoñen es da pa ede celula
A pa ede celula de ce as bac e ias con eñen sus ancias químicas
que con ibúen á súa i ulencia. Po exemplo, S ep ococcus pyogenes
con én unha p o eína esis en e á calo e a ácidos, chamada p o eína M.
Es a p o eína a ópase an o sob e as imb ias como na supe icie celula e
acili a a adhesión de S. pyogenes ás células epi elia es do hospedei o e
axúdalle a esis i a agoci ose polos leucoci os. A p o eína M, xa que logo,
inc emen a a i ulencia do mic oo ganismo. A inmunidade on e a S.
pyogenes depende da p odución po pa e do hospedei o de an ico pos
especí icos pa a a p o eína M. Os ácidos micólicos que o man pa e da
pa ede celula de Mycobac e ium ube culosis amén aumen an a súa
i ulencia ao con e i lle esis encia á agoci ose. De ei o M. ube culosis
pode a a mul iplica se no in e io dos agoci os.
4.4.3. Enzimas
A i ulencia dalgunhas bac e ias pa ece e se inc emen ada pola
p odución de enzimas ex acelula es (exoenzimas) e ou as sus ancias
elacionadas. Es es p odu os eñen, en e ou as p opiedades, a capacidade
de des uí células, disol e ma e iais in e celula es e p o oca a o mación
ou disolución de coágulos sanguíneos.
Ou as sus ancias p oducidas po algunhas bac e ias, as
leucocidinas, eñen a capacidade de des uí neu ó ilos, un ipo de
glóbulos b ancos (leucoci os) que son moi ac i os na agoci ose. As
leucocidinas ac úan amén con a os mac ó agos, células agoci a ias
p esen es nos ecidos. En e as bac e ias que sec e an leucocidinas
a ópanse os es a ilococos e os es ep ococos. As leucocidinas p oducidas
po es ep ococos p oducen deg adación dos lisosomas dos leucoci os e, xa
que logo, causan a mo e dos glóbulos b ancos. Os enzimas hid olí icos
libe ados dos lisosomas leucoci a ios poden dana ou as es u u as
celula es e así aumen a as lesións p oducidas polos es ep ococos. Es a
des ución dos glóbulos b ancos do sangue diminúe a capacidade de
esis encia do hospedei o.
As hemolisinas son ou o g upo de enzimas p oducidos po
bac e ias que pode ían con ibuí á súa i ulencia. As hemolisinas p o ocan
a lise dos glóbulos e mellos. As bac e ias p oducen di e sas hemolisinas
que se di e encian pola clase de glóbulos e mellos que lisan (humanos, de
co dei o, de coello, e c.) e o ipo de lise que p o ocan. Impo an es
p odu o es de hemolisinas son os es a ilococos, es ep ococos e Clos idium
pe ingens, o axen e e iolóxico máis común da gang ena gasosa.
As coagulasas son enzimas bac e ianos que coagulan o
ib inóxeno do sangue. O ib inóxeno, unha p o eína plasmá ica p oducida
polo ígado, é con e ida pola coagulasa en ib ina, as ib as que o man o
a mazón do coágulo sanguíneo. O coágulo de ib ina p o ocado pola
18 - UNIDADE DIDÁCTICA I: Mecanismos de pa oxenicidade bac e iana
coagulasa pode p o exe ás bac e ias da agoci ose e illalas dou as
de ensas do hospedei o. A coagulasa é p oducida po algúns memb os do
xéne o S aphylococcus e pode ía es a in oluc ada nos p ocesos de
enquis amen o dos o únculos p oducidos po es a ilococos. Con odo,
algúns es a ilococos non p odu o es de coagulasa son i ulen os. A cápsula,
e non a coagulasa, pode se o ac o máis impo an e na i ulencia des as
bac e ias.
As quinasas bac e ianas son ou o g upo de enzimas que poden
con ibuí á i ulencia. Rompendo a ib ina disol en os coágulos o mados
polo o ganismo pa a illa a in ección. Unha das quinasas mello coñecida é
a es ep oquinasa ( ib inolisina), p oducida po es ep ococos, como
S ep ococcus pyogenes. Ou a é a es a iloquinasa p oducida po
es a ilococos, como S aphylococcus au eus. A es ep oquinasa usouse con
éxi o pa a disol e algúns ipos de coágulos sanguíneos, inxec ándoa
di ec amen e no sangue en casos de a aques ca díacos debidos á
obs ución de a e ias co ona ias.
A hialu onidasa é aínda ou o enzima seg egado po ce as
bac e ias, como os es ep ococos, e posiblemen e elacionada coa
i ulencia mic obiana. Disol e o ácido hialu ónico, un polisacá ido que
man én unidas ce as células do o ganismo, en pa icula as do ecido
conec i o. C ese que es a acción disol en e es á implicada no
enneg ecemen o das e idas in ec adas e axuda á diseminación do
mic oo ganismo dende o pun o de in ección. A hialu onidasa é p oducida
amén po algúns clos idios que causan gang ena gasosa. Pa a uso
e apéu ico, es e enzima pode mes u a se con á macos pa a acili a o seu
diseminación a a és dos ecidos. A colaxenasa, p oducida po a ias
especies de Clos idium, amén acili a a ex ensión da gang ena gasosa
ompendo o coláxeno, p o eína que o ma o ecido conec i o dos músculos
e ou os ecidos e ó ganos.
Ou as sus ancias bac e ianas que se c e con ibúen á i ulencia
son os ac o es nec o izan es, que causan a mo e das células do co po; os
ac o es hipo e mizan es, que diminúen a empe a u a co po al; a DNasa e
es ep odo nasa, que mello an a mobilidade bac e iana ao educi a
iscosidade do pus; a leci inasa, que des úe as memb anas
ci oplasmá icas, especialmen e a dos glóbulos e mellos, e as p o easas,
que deg adan p o eínas, especialmen e do ecido muscula .
4.4.4. Toxinas
As oxinas (do la ín oxicum, eleno) son sus ancias, a miúdo un
p odu o me abólico do mic oo ganismo, que al e an o me abolismo no mal
da célula con e ec os p exudiciais pa a o hospedei o. O e mo oxemia
e í ese ao es ado causado pola p esenza de oxinas no sangue do
hospedei o. As oxinas p oducidas polas bac e ias clasi ícanse en:
exo oxinas e endo oxinas.
UNIDADE DIDÁCTICA I: Mecanismos de pa oxenicidade bac e iana - 19
Táboa 3. Ca ac e ís icas de exo oxinas e endo oxinas
Ca ac e ís icas EXOTOXINAS ENDOTOXINAS
Composición química P o eína. Modelo AB. LPS de memb ana
ex e na. Lípido A óxico.
En e midades Bo ulismo, di e ia,
é ano…
In eccións po G am(-):
meningococcemias,
sepse…
E ec o no hóspede Moi a iable en e
di e en es oxinas.
Simila en odas as
endo oxinas.
Feb e No adoi an induci eb e. Al amen e pi oxénicas.
Ca ac e ís icas xené icas F ecuen emen e
codi icadas po xenes
ex ac omosómicos
si uados en plásmidos.
Codi icadas po xenes
c omosómicos.
Es abilidade é mica Te mosensibles,
inac i ación a 60-80ºC.
Te moes ables.
Respos a inmune Al amen e an ixénicas:
as an i oxinas con i en
inmunidade ao hóspede.
Con e ibles en oxoides.
Pouco inmunoxénicas.
No poden con e e se
en oxoides.
Localización No malmen e, p odu os
exocelula es.
Es u u almen e ligadas
a memb ana ex e na da
pa ede celula de G am
nega i os.
P odución Bac e ias G am (+)
G am (-).
Bac e ias G am (-).
Toxicidade Al amen e óxicas e
a ais en can idades moi
pequenas (<ug).
Toxicidade mode ada.
Pa ede celula
Exo oxina Endo oxinas
20 - UNIDADE DIDÁCTICA I: Mecanismos de pa oxenicidade bac e iana
4.4.4.1. Exo oxinas
Son p o eínas (a miúdo, enzimas) solubles, e molábiles, que a
bac e ia libe a á súa con o na p óxima du an e o c ecemen o.
Ca ac e ízanse po :
—Se sin e izadas po bac e ias que posúen plásmidos ou p o agos que
anspo an os xenes codi icado es da exo oxina.
—Se e molábiles, inac i ándose en e 60ºC e 80ºC.
—A opa se en e as sus ancias máis le ais coñecidas (son óxicas en doses
moi pequenas de μg/kg peso co po al). Po exemplo, 1 mg da oxina
bo ulínica é su icien e pa a ma a un millón de cobaias.
—Asocia se a en e midades conc e as e posuí mecanismos de acción
especí icos.
—Se moi inmunóxenas e es imula a p odución de an ico pos
neu alizan es. O o ganismo do hospedei o p oduce an ico pos, chamados
an i oxinas, que lles con i en inmunidade on e ás
exo oxinas. Cando es as se inac i an pola calo ,
o maldehido, iodo ou ou as sus ancias químicas, xa non
causan en e midade pe o aínda son capaces de es imula a
p odución de an i oxinas. Es as exo oxinas al e adas
chámanse oxoides. Cando os oxoides se inxec an no
co po es imulan a p odución de an i oxinas e así pódese
consegui inmunidade on e á en e midade
co esponden e. A di e ia e o é ano son en e midades comúns que poden
p e i se acinando con oxoides.
—Se incapaces de induci di ec amen e eb e no hospedei o.
—A miúdo, eciben o nome da en e midade que p oducen (ex. Toxina
di é ica).
Es u u almen e, a maio ía das exo oxinas adáp anse a un modelo
AB. Componse dunha subunidade ou agmen o encimá ico A que é
esponsable do e ec o óxico unha ez den o da célula hospedei o; e dunha
subunidade ou agmen o B, de unión. As subunidades A illadas son
enzima icamen e ac i as e ca ecen de capacidade de unión e en ada á
célula, men es que as subunidades B illadas únense ás células diana, pe o
non son óxicas nin bioloxicamen e ac i as. A subunidade B in e acciona
con ecep o es especí icos na célula ou ecido diana, como os gangliósidos
GM1 pa a a oxina do cóle a, GT1 e/ou GD1 pa a a oxina do é anos e
GD1 pa a a oxina bo ulínica.
(h p://www.dgepi.salud.gob.mx/in oepi/manuales/Man1-Cole a/Img-man1/Image40.gi )
P opuxé onse a ios mecanismos pa a explica a en ada das
subunidades A nas células diana. Segundo un deles, a subunidade B
in odúcese na memb ana plasmá ica e c ea un po o polo que pene a a
subunidade A. Segundo ou o mecanismo, a en ada é po endoci ose
mediada po un ecep o .
O modelo de mecanismo de acción dunha oxina AB é a oxina
di é ica. Es a oxina é unha p o eína cun peso molecula de case 62.000
dal ons. Únese aos ecep o es da supe icie celula polo agmen o B e pasa
ao in e io da célula g azas á o mación dunha esícula cube a de cla ina.
UNIDADE DIDÁCTICA I: Mecanismos de pa oxenicidade bac e iana - 21
A con inuación, a oxina a a esa a memb ana da esícula e escíndese en
dous pa es, unha das cales, o agmen o A, escapa ao ci oplasma. Es e
agmen o é un enzima que ca aliza a adición dun g upo ADP- ibosa ao
ac o de elongación euca ió ico EF2, que acili a a anslocación du an e a
sín ese de p o eínas. O subs a o des a eacción é o coenzima NAD+ .
NAD+ + EF2 ADP- ibosil-EF2 + nico inamida
A p o eína EF2 modi icada non pode pa icipa no ciclo de
elongación da sín ese de p o eínas e a célula mo e po que xa non pode
sin e iza p o eínas.
Dise que a maio ía das exo oxinas son ecoloxicamen e
signi ica i as, é dici , adoi an a ec a a un si io especí ico no hospedei o. As
exo oxinas ag úpanse en es clases p incipais a endendo ao seu
mecanismo de acción: (1) ci o oxinas, que ma an ás células do hospedei o
ou al e an as súas uncións; (2) neu o oxinas, que in e i en coa
ansmisión no mal dos impulsos ne iosos e (3) en e o oxinas, que
a ec an ás células que e is en o ac o gas oin es inal. Es as eñen un
e ec o di ec o sob e a mucosa in es inal e p o ocan unha sec eción líquida
abundan e. A en e o oxina clásica, o cole áxeno (Vib io chole ae) é amén
unha oxina AB, cuxa subunidade B es á o mada po 5 pép idos dispos os
en o ma de anel ao edo da subunidade A. O agmen o B íxase
di ec amen e á memb ana plasmá ica da célula epi elial e logo insí ese a
subunidade A, máis pequena, na célula. A subunidade A ac i a a adenila o
ciclasa isula , aumen ando as concen acións de AMP cíclico in es inal, o
cal p o oca a saída de g andes concen acións de auga e elec óli os das
células in es inais ca a á luz in es inal. Os xenes que de e minan es a
en e o oxigenicidade esiden no p opio c omosoma bac e iano.
Os mecanismos de lesión no hospedei o po acción das exo oxinas,
poden esumi se en es:
—T á ase de exo oxinas p oducidas po bac e ias que c ecen sob e
os alimen os. Cando o alimen o é consumido, amén se consome a
exo oxina p e o mada. O exemplo clásico é S aphylococcus au eus p odu o
de en e o oxinas.
—As bac e ias poden coloniza unha supe icie mucosa pe o
ca ecen de pode in aso . A oxina p oduce un e ec o local (exemplo, oxina
colé ica) ou pode en a no o en e sanguíneo e dis ibúese a si ios
dis an es onde pode causa en e midade (exemplo, oxina di é ica).
—No caso de bac e ias que colonizan e idas ou abscesos, a
exo oxina causa dano local do ecido ou des úe os agoci os que en an na
á ea in ec ada. Unha en e midade des e ipo é a gang ena gasosa
p oducida po Clos idium pe ingens.
Vexamos algunhas das oxinas de maio in e ese:
Toxina bo ulínica. A oxina bo ulínica, p oducida po Clos idium
bo ulinum, non é unha exo oxina ípica xa que se almacena na célula e non
se libe a ao medio a a que en luga a mo e da bac e ia. É unha
neu o oxina que ac úa sob e a unión neu omuscula (a unión en e a célula
ne iosa e a muscula ) e bloquea a ansmisión dos impulsos ne iosos que
an dos ne ios aos músculos. A oxina ac úa uníndose á célula ne iosa e
22 - UNIDADE DIDÁCTICA I: Mecanismos de pa oxenicidade bac e iana
inhibindo a libe ación dun neu o ansmiso chamado ace ilcolina. Como
esul ado p odúcese unha pa álise con al a de on muscula (pa álise
lácida). Clos idium bo ulinum p oduce oi o ipos dis in os de oxina
bo ulínica, cada unha de dis in a po encia.
Toxina e ánica. Clos idium e ani p oduce a neu o oxina e ánica
coñecida amén como e anospasmina. Es a oxina alcanza o sis ema
ne ioso cen al e únese ás células ne iosas que con olan a con acción
de a ios músculos esquelé icos. No malmen e es as células ne iosas
en ían impulsos inhibi o ios que impiden as con accións ao aza e inalizan
as con accións comple as. A unión da e anospasmina bloquea os impulsos
ne iosos que inhiben ao músculo esquelé ico men es se es á con aendo o
músculo an agonis a. O esul ado son con accións muscula es
incon oladas que p oducen as con ulsións (con accións espasmódicas)
ca ac e ís icas do é ano.
En e o oxina colé ica. Vib io chole ae p oduce unha en e o oxina
chamada cole áxeno. Como a oxina di é ica, es á o mada po dúas
polipép idos, A (ac i o) e B (de unión). O compoñen e B únese á memb ana
ci oplasmá ica das células epi eliais que e is en o in es ino delgado e o
compoñen e A induce a o mación do AMP cíclico a pa i de ATP no
ci oplasma. Como esul ado, a célula epi elial líbe a g andes can idades de
auga e elec óli os (ións). Al é anse as con accións no mais p oducíndose
unha dia ea g a e que pode i acompañada de ómi os. Algunhas cepas de
E. coli p oducen unha oxina e molábil (chamada así po que é máis
sensible á calo que a maio ía das oxinas), que en un mecanismo de
acción idén ico ao da oxina colé ica.
Toxinas e i oxénicas. S ep ococcus pyogenes posúe os xenes
necesa ios pa a sin e iza es ipos de ci o oxinas, que se designan A, B e
C. Es as oxinas e i oxénicas lesionan os capila es sanguíneos que hai
baixo a pel p oducindo un exan ema cu áneo. A esca la ina, causada po S.
pyogenes, debe o seu nome a es e exan ema e mello ca ac e ís ico.
En e o oxinas es a ilocócicas. S aphylococcus au eus p oduce
unha en e o oxina que a ec a ao in es ino cos mesmos esul ados ca a
oxina colé ica. Algunhas cepas de S. au eus amén p oducen unha
exo oxina que causa os sín omas da sínd ome do choque óxico.
UNIDADE DIDÁCTICA I: Mecanismos de pa oxenicidade bac e iana - 23
Táboa 4. En e midades p oducidas po exo oxinas
En e midade Bac e ia Mecanismo
Bo ulismo Clos idium bo ulinum A neu o oxina impide a
ansmisión dos impulsos
ne iosos; o ixina pa álise
lácida.
Té ano Clos idium e ani A neu o oxina impide a
ansmisión dos impulsos
ne iosos que pe mi en a
elaxación do músculo
esquelé ico cando se
con ae seu an agonis a.
Gang ena gasosa e
in oxicación alimen a ia Clos idium pe ingens
e ou as especies de
Clos idium
Unha exo oxina
(ci o oxina) causa a
des ución masi a dos
glóbulos e mellos
(hemólises); ou a
exo oxina (en e o oxina)
es á implicada nas
in oxicacións alimen a ias
e p o oca dia ea.
Di e ia Co ynebac e ium
diph he iae A súa ci o oxina inhibe a
sín ese de p o eínas,
especialmen e nos
ne ios, co azón e células
dos iles.
Sínd ome da pel escaldada,
in oxicacións alimen a ias e
sínd ome do choque óxico
S aphylococcus au eus Unha exo oxina causa
descamación da pel, ou a
exo oxina (en e o oxina)
p o oca dia ea e ómi os
e unha e cei a exo oxina
p oduce sín omas p opios
da sínd ome do choque
óxico.
Cóle a Vib io chole ae A oxina p o oca o e
dia ea.
Esca la ina S ep ococcus
pyogenes A ci o oxina causa
asodila ación que dá
luga a un exan ema
ca ac e ís ico.
Dia ea do iaxei o Esche ichia coli
en e o oxixénico
A en e o oxina p o oca a
sec eción excesi a de
ións e auga causando
dia ea.
30 - UNIDADE DIDÁCTICA I: Mecanismos de pa oxenicidade bac e iana
As hemolisinas lisan glóbulos e mellos.
As in eccións locais poden queda p o exidas po coágulos de
ib ina causados polo enzima bac e iano denominado coagulasa.
As bac e ias poden disemina se a pa i dun oco in eccioso po
medio das quinasas (que des úen coágulos sanguíneos), a
hialu onidasa (que des úe un mucopolisacá ido que man én as
células unidas) e a colaxenasa (que hid oliza o coláxeno del ecido
conxun i o).
As células do hospedei o poden se des uídas cando os pa óxenos
le an a cabo o seu me abolismo e mul iplícanse no in e io delas.
As sus ancias elenosas p oducidas po mic oo ganismos
denomínanse oxinas. Denomínase oxemia aos sín omas causados
pola p esenza de oxinas no sangue.
A capacidade de p oduci oxinas denominase oxixenicidade.
As exo oxinas son p oducidas po bac e ias e libe adas ao ex e io .
As exo oxinas, e no as bac e ias, son as p odu o as dos sín omas
da en e midade.
Os an ico pos p oducidos on e as exo oxinas denomínanse
an i oxinas.
En e as ci o oxinas encon ase a oxina di é ica (que inhibe a
sín ese de p o eínas) e as oxinas e i oxénicas (que lesionan os
capila es).
En e as neu o oxinas encón anse a oxina bo ulínica (que p o oca
unha pa álise láccida) e a oxina e ánica (que p o oca unha
pa álise íxida o espás ica).
As en e o oxinas de Vib io chole ae, S aphylococcus au eus,
Salmonella, Shigella… inducen nas células in es inais do
hospedei o a pe da de elec óli os.
As endo oxinas son lipopolisacá idos, o lípido A, que o ma pa e da
memb ana ex e na da pa ede celula das bac e ias g am-nega i as.
As endo oxinas causan eb e (ao induci a libe ación de
in e leuquina-l) e choque (polo descenso de p esión sanguínea
inducida pola caquec ina).
CUESTIONARIO PARA O REPASO
1.Enume a es ías de en ada e desc ibi como os mic oo ganismos
acceden a a és delas.
2.Compa a a pa oxenicidade coa i ulencia.
3. Que elación eñen as cápsulas e os compoñen es da pa ede celula ca
pa oxenicidade? Da exemplos conc e os.
4.Desc ibi como as hemolisinas, leucocidinas, coagulasas, quinasas e
hialu onidasas con ibúen a pa oxenicidade.
UNIDADE DIDÁCTICA I: Mecanismos de pa oxenicidade bac e iana - 31
5.Desc ibi a es u u a e o uncionamen o da oxina di é ica .
6.De ini “illas de pa oxenicidade”.
BIBLIOGRAFÍA
J.A. GARCÍA-RODRÍGUEZ e J.J. Picazo (1996) Mic obiología
Médica.1.Mic obiología Médica Gene al. Mosby/Doyma Lib os, S.A.
J.A. GARCÍA-RODRÍGUEZ e J.J. PICAZO (1996) Mic obiología Médica. 2.
Mic obiología Clínica. Mosby/Doyma Lib os, S.A.
L.M. PRESCOTT, J.P. HARLEY e D.A. KLEIN (2002 5ªEd) Mic obiología.
McG aw-Hill-In e ame icana de España, S.A.
M.T. MADIGAN, J.M. MARTINKO, P.V. DUNLAP e J.P. BROCK (2004 12ªEd)
Biología de los Mic oo ganismos. Pea son Educación, S.A. ISBN: 978-84-
7829-097-0.
J.K. STRUTHERS e R.P. WESTRAN (2005) Bac e iología Clínica.. Masson S.A.
G. PRATS (2006) Mic obiología Clínica. Edi o ial Paname icana, S.A.
R.A. HARVEY, P.C. CHAMPE, B.D. FISHER (2007 2ªEd) Mic obiología Wol e s
Kluwe , Lippinco , Williams & Wilkins.
G.J. TORTORA, B.R. FUNKE Y C.L. CASE (2007 9ªEd) In oducción a la
Mic obiología. Edi o ial Médica Paname icana.
W.J. SPICER (2009) Mic obiología Clínica y En e medades In ecciosas.
Else ie España, S.L.
Recu sos en In e ne :
h p://www.iqb.es/his o iamedicina/in eccion/h002.h m
h p://www.bac e iamuseum.o g/
h p://www.umsl.edu/~mic obes/
h p://www.mic obewo ld.o g/
h p://www.ge o .4 .com/
h p://www.mic obe.o g
h p://mic obiologiaclinica.com
h p://www.a cc.o g
h p://cdc.go
h p://seimc.es
h p://www. c .unl.edu.a /a chi os/g ado/ca ed as/bac e iologia/in o macion/
clases/FACTORESVIRULENCIA.pp
VICERREITORÍA DE EXTENSIÓN
UNIVERSITARIA, CULTURA E SOCIEDADE
Unha colección o ien ada a edi a ma e iais docen es de
calidade e pensada pa a apoia o aballo de p o eso es
e alumnos de odas as ma e ias e i ulacións da uni e sidade
G ao en Bioloxía
Mic obioloxía Clínica
Ángeles Muñoz C ego, Ysabel San os Rod íguez, Ra ael Seoane P ado
Depa amen o Mic obioloxía e Pa asi oloxía
Facul ade de Bioloxía
1
Mecanismos de Pa oxenicidade
Bac e iana
