22.4: Enfermedades Bacterianas en Humanos
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- Identificar enfermedades bacterianas que causaron plagas y epidemias históricamente importantes
- Describir el vínculo entre las biopelículas y las enfermedades transmitidas por los alimentos
- Explicar cómo el uso excesivo de antibióticos puede estar creando “súper bichos”
- Explicar la importancia del SARM con respecto a los problemas de resistencia a antibióticos
Las devastadoras enfermedades y plagas transmitidas por patógenos, tanto virales como bacterianas, han afectado a los humanos desde el inicio de la historia humana. La verdadera causa de estas enfermedades no se entendía en su momento, y algunas personas pensaban que las enfermedades eran un castigo espiritual. Con el tiempo, la gente llegó a darse cuenta de que mantenerse alejada de las personas afligidas, y deshacerse de los cadáveres y pertenencias personales de las víctimas de enfermedades, redujo sus propias posibilidades de enfermarse.
Los epidemiólogos estudian cómo las enfermedades afectan a una población. Una epidemia es una enfermedad que se presenta en un número inusualmente alto de individuos en una población al mismo tiempo. Una pandemia es una epidemia generalizada, generalmente mundial. Una enfermedad endémica es una enfermedad que está constantemente presente, generalmente con baja incidencia, en una población.
Larga Historia de Enfermedad Bacteriana
Existen registros de enfermedades infecciosas ya en el año 3000 a.C. Se han documentado varias pandemias significativas causadas por bacterias a lo largo de varios cientos de años. Algunas de las pandemias más memorables llevaron al declive de ciudades y naciones.
En el siglo XXI, las enfermedades infecciosas se mantienen entre las principales causas de muerte a nivel mundial, a pesar de los avances en investigación y tratamientos médicos en las últimas décadas. Una enfermedad se propaga cuando el patógeno que la causa pasa de una persona a otra. Para que un patógeno cause enfermedad, debe ser capaz de reproducirse en el cuerpo del huésped y dañar al huésped de alguna manera.
La plaga de Atenas
En 430 a.C., la Plaga de Atenas mató a una cuarta parte de las tropas atenienses que luchaban en la gran Guerra del Peloponeso y debilitó el dominio y el poder de Atenas. La plaga afectó a las personas que vivían en la atestada Atenas así como a las tropas a bordo de barcos que tuvieron que regresar a Atenas. La fuente de la peste pudo haber sido identificada recientemente cuando investigadores de la Universidad de Atenas pudieron utilizar ADN de dientes recuperados de una fosa común. Los científicos identificaron secuencias de nucleótidos de una bacteria patógena, Salmonella enterica serovar Typhi (Figura\(\PageIndex{1}\)), la cual causa fiebre tifoidea. 1 Esta enfermedad se observa comúnmente en áreas superpobladas y ha causado epidemias a lo largo de la historia registrada.
Plagas Bubónicas
De 541 a 750, un brote de lo que probablemente era una peste bubónica (la Plaga de Justiniano), eliminó de una cuarta parte a la mitad de la población humana en la región del Mediterráneo oriental. La población en Europa bajó un 50 por ciento durante este brote. La peste bubónica golpearía a Europa más de una vez.
Una de las pandemias más devastadoras fue la Peste Negra (1346 a 1361) que se cree que fue otro brote de peste bubónica causada por la bacteria Yersinia pestis. Se cree que se originó inicialmente en China y se extendió a lo largo de la Ruta de la Seda, una red de rutas comerciales terrestres y marítimas, hacia la región mediterránea y Europa, transportada por pulgas de rata que vivían en ratas negras que siempre estuvieron presentes en los barcos. La Peste Negra redujo la población mundial de unos 450 millones estimados a unos 350 a 375 millones. La peste bubónica volvió a golpear duramente a Londres a mediados del 1600 (Figura\(\PageIndex{2}\)). En los tiempos modernos, aproximadamente 1,000 a 3,000 casos de peste surgen a nivel mundial cada año. Aunque contraer la peste bubónica antes de los antibióticos significó una muerte casi segura, la bacteria responde a varios tipos de antibióticos modernos, y las tasas de mortalidad por peste son ahora muy bajas.
Enlace al aprendizaje
Vea un video sobre la comprensión moderna de la Muerte Negra, la peste bubónica en Europa durante el siglo XIV.
Migración de Enfermedades a Nuevas Poblaciones
A lo largo de los siglos, los europeos tendían a desarrollar inmunidad genética a las enfermedades infecciosas endémicas, pero cuando los conquistadores europeos llegaron al hemisferio occidental, trajeron consigo bacterias y virus causantes de enfermedades, lo que desencadenó epidemias que devastaron por completo a poblaciones de nativos americanos, quienes tenían sin resistencia natural a muchas enfermedades europeas. Se ha estimado que hasta el 90 por ciento de los nativos americanos murieron de enfermedades infecciosas tras la llegada de los europeos, haciendo de la conquista del Nuevo Mundo una conclusión insuperable.
Enfermedades Emergentes y Reemergentes
La distribución de una enfermedad en particular es dinámica. Por lo tanto, los cambios en el ambiente, el patógeno o la población hospedadora pueden impactar dramáticamente la propagación de una enfermedad. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS) una enfermedad emergente (Figura\(\PageIndex{3}\)) es aquella que ha aparecido en una población por primera vez, o que puede haber existido anteriormente pero está aumentando rápidamente en incidencia o rango geográfico. Esta definición también incluye enfermedades reemergentes que anteriormente estaban bajo control. Aproximadamente el 75 por ciento de las enfermedades infecciosas recientemente emergentes que afectan a los humanos son enfermedades zoonóticas, zoonosis, enfermedades que infectan principalmente a los animales y se transmiten a los humanos; algunas son de origen viral y otras son de origen bacteriano. La brucelosis es un ejemplo de una zoonosis procariota que está reemergiendo en algunas regiones, y la fascitis necrotizante (comúnmente conocida como bacteria carnívora) ha ido aumentando en virulencia durante los últimos 80 años por razones desconocidas.
Algunas de las enfermedades emergentes actuales no son realmente nuevas, sino que son enfermedades catastróficas en el pasado (Figura\(\PageIndex{4}\)). Devastaron poblaciones y quedaron latentes por un tiempo, solo para regresar, a veces más virulentas que antes, como fue el caso de la peste bubónica. Otras enfermedades, como la tuberculosis, nunca fueron erradicadas sino que estuvieron bajo control en algunas regiones del mundo hasta su regreso, principalmente en centros urbanos con altas concentraciones de personas inmunodeprimidas. La OMS ha identificado ciertas enfermedades cuya reemergencia mundial debe ser monitoreada. Entre estas se encuentran dos enfermedades virales (dengue y fiebre amarilla), y tres enfermedades bacterianas (difteria, cólera y peste bubónica). La guerra contra las enfermedades infecciosas no tiene fin previsible.
Biofilms y Enfermedades
Recordemos que las biopelículas son comunidades microbianas que son muy difíciles de destruir. Son responsables de enfermedades como infecciones en pacientes con fibrosis quística, enfermedad del legionario y otitis media. Producen placa dental y colonizan catéteres, prótesis, dispositivos transcutáneos y ortopédicos, lentes de contacto y dispositivos internos como marcapasos. También se forman en heridas abiertas y tejido quemado. En entornos de atención médica, las biopelículas crecen en máquinas de hemodiálisis, ventiladores mecánicos, derivaciones y otros equipos médicos. De hecho, el 65 por ciento de todas las infecciones adquiridas en el hospital (infecciones nosocomiales) se atribuyen a biopelículas. Las biopelículas también están relacionadas con enfermedades contraídas por los alimentos porque colonizan las superficies de hojas vegetales y carne, así como equipos de procesamiento de alimentos que no se limpian adecuadamente.
Las infecciones por biopelículas se desarrollan gradualmente; en ocasiones, no causan síntomas de inmediato. Rara vez se resuelven mediante mecanismos de defensa del anfitrión. Una vez que se establece una infección por una biopelícula, es muy difícil de erradicar, ya que las biopelículas tienden a ser resistentes a la mayoría de los métodos utilizados para controlar el crecimiento microbiano, incluidos los antibióticos. Las biopelículas responden mal o solo temporalmente a los antibióticos; se ha dicho que pueden resistir hasta 1,000 veces las concentraciones de antibióticos que se utilizan para matar a las mismas bacterias cuando son de vida libre o planctónicas. Una dosis de antibiótico tan grande dañaría al paciente; por lo tanto, los científicos están trabajando en nuevas formas de deshacerse de las biopelículas.
Antibióticos: ¿Enfrentamos una Crisis?
La palabra antibiótico proviene del griego anti que significa “contra” y bios que significa “vida”. Un antibiótico es un químico, producido ya sea por microbios o sintéticamente, que es hostil al crecimiento de otros organismos. Las noticias y los medios de comunicación actuales suelen abordar las preocupaciones sobre una crisis de antibióticos. ¿Se están volviendo obsoletos los antibióticos que trataban fácilmente las infecciones bacterianas en el pasado? ¿Hay nuevas “superbacterias”, bacterias que han evolucionado para volverse más resistentes a nuestro arsenal de antibióticos? ¿Es este el principio del fin de los antibióticos? Todas estas preguntas desafían a la comunidad asistencial.
Una de las principales causas de bacterias resistentes es el abuso de antibióticos. El uso imprudente y excesivo de antibióticos ha dado como resultado la selección natural de formas resistentes de bacterias. El antibiótico mata a la mayoría de las bacterias infectantes, y por lo tanto solo quedan las formas resistentes. Estas formas resistentes se reproducen, resultando en un incremento en la proporción de formas resistentes sobre las no resistentes. Otro uso indebido importante de los antibióticos es en pacientes con resfriados o gripe, para lo cual los antibióticos son inútiles. Otro problema es el uso excesivo de antibióticos en el ganado. El uso rutinario de antibióticos en la alimentación animal también promueve la resistencia bacteriana. En Estados Unidos, el 70 por ciento de los antibióticos producidos son alimentados a animales. Estos antibióticos se administran al ganado en dosis bajas, lo que maximiza la probabilidad de que se desarrolle resistencia, y estas bacterias resistentes se transfieren fácilmente a los humanos.
Enlace al aprendizaje
Vea un reporte de noticias reciente sobre el problema de la administración rutinaria de antibióticos al ganado y bacterias resistentes a antibióticos.
Una de las Superbichos: MRSA
El uso imprudente de antibióticos ha allanado el camino para que las bacterias expandan poblaciones de formas resistentes. Por ejemplo, Staphylococcus aureu s, a menudo llamado “estafilococo”, es una bacteria común que puede vivir en el cuerpo humano y generalmente se trata fácilmente con antibióticos. Una cepa muy peligrosa, sin embargo, Staphylococcus aureus resistente a meticilina (MRSA) ha sido noticia en los últimos años (Figura\(\PageIndex{5}\)). Esta cepa es resistente a muchos antibióticos de uso común, incluyendo meticilina, amoxicilina, penicilina y oxacilina. El SARM puede causar infecciones de la piel, pero también puede infectar el torrente sanguíneo, los pulmones, las vías urinarias o los sitios de lesión. Si bien las infecciones por SARM son comunes entre las personas que se encuentran en centros de salud, también han aparecido en personas sanas que no han sido hospitalizadas pero que viven o trabajan en poblaciones apretadas (como militares y presos). Los investigadores han expresado su preocupación por la forma en que esta última fuente de SARM se dirige a una población mucho más joven que las que residen en centros de atención. El Journal of the American Medical Association informó que, entre las personas afectadas por SARM en centros de salud, la edad promedio es de 68 años, mientras que las personas con “SARM asociado a la comunidad” (CA-MRSA) tienen una edad promedio de 23 años. 2
En resumen, la comunidad médica enfrenta una crisis antibiótica. Algunos científicos creen que después de años de estar protegidos de infecciones bacterianas por antibióticos, podemos estar volviendo a una época en la que una simple infección bacteriana podría volver a devastar a la población humana. Los investigadores están desarrollando nuevos antibióticos, pero lleva muchos años de investigación y ensayos clínicos, además de inversiones financieras en millones de dólares, para generar un medicamento efectivo y aprobado.
Enfermedades Transmitidas por Alimentos
Los procariotas están en todas partes: Colonizan fácilmente la superficie de cualquier tipo de material, y la comida no es una excepción. La mayoría de las veces, los procariotas colonizan alimentos y equipos de procesamiento de alimentos en forma de biopelícula. Los brotes de infección bacteriana relacionados con el consumo de alimentos son comunes. Una enfermedad transmitida por los alimentos (coloquialmente llamada “intoxicación alimentaria”) es una enfermedad resultante del consumo de bacterias patógenas, virus u otros parásitos que contaminan los alimentos. Si bien Estados Unidos tiene uno de los suministros de alimentos más seguros del mundo, los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) de Estados Unidos han reportado que “76 millones de personas se enferman, más de 300,000 están hospitalizadas y 5,000 estadounidenses mueren cada año por enfermedades transmitidas por los alimentos”.
Las características de las enfermedades transmitidas por los alimentos han cambiado con el tiempo. En el pasado, era relativamente común escuchar sobre casos esporádicos de botulismo, la enfermedad potencialmente mortal producida por una toxina de la bacteria anaerobia Clostridium botulinum. Algunas de las fuentes más comunes de esta bacteria fueron los alimentos enlatados no ácidos, los encurtidos caseros y la carne procesada y los embutidos. La lata, el frasco o el paquete crearon un ambiente anaeróbico adecuado donde Clostridium podría crecer. Los procedimientos adecuados de esterilización y enlatado han reducido la incidencia de esta enfermedad.
Si bien las personas tienden a pensar que las enfermedades transmitidas por los alimentos están asociadas con los alimentos de origen animal, la mayoría de los casos ahora están vinculados a los productos. Ha habido brotes graves relacionados con el producto asociados a espinacas crudas en Estados Unidos y con brotes de vegetales en Alemania, y este tipo de brotes se han vuelto más comunes. El brote de espinacas crudas en 2006 fue producido por la bacteria E. coli serotipo O157:H7. Un serotipo es una cepa de bacterias que porta un conjunto de antígenos similares en su superficie celular, y a menudo hay muchos serotipos diferentes de una especie bacteriana. La mayoría de E. coli no son particularmente peligrosas para los humanos, pero el serotipo O157:H7 puede causar diarrea sanguinolenta y es potencialmente mortal.
Todo tipo de alimentos pueden estar potencialmente contaminados con bacterias. Los brotes recientes de Salmonella reportados por los CDC ocurrieron en alimentos tan diversos como la mantequilla de maní, los brotes de alfalfa y los huevos. Un brote mortal en Alemania en 2010 fue causado por la contaminación por E. coli de brotes vegetales (Figura\(\PageIndex{6}\)). Se encontró que la cepa que causó el brote es un nuevo serotipo no involucrado previamente en otros brotes, lo que indica que E. coli está evolucionando continuamente.
Conexión de carrera: Epidemiólogo
La epidemiología es el estudio de la ocurrencia, distribución y determinantes de salud y enfermedad en una población. Es, por tanto, parte de la salud pública. Un epidemiólogo estudia la frecuencia y distribución de enfermedades dentro de las poblaciones y ambientes humanos.
Los epidemiólogos recopilan datos sobre una enfermedad en particular y rastrean su propagación para identificar el modo original de transmisión. A veces trabajan en estrecha colaboración con historiadores para tratar de comprender la forma en que una enfermedad evolucionó geográficamente y a lo largo del tiempo, rastreando la historia natural de los patógenos. Recopian información de historias clínicas, entrevistas a pacientes, vigilancia y cualquier otro medio disponible. Esa información se utiliza para desarrollar estrategias, como las vacunas (Figura\(\PageIndex{7}\)), y diseñar políticas de salud pública para reducir la incidencia de una enfermedad o para prevenir su propagación. Los epidemiólogos también realizan investigaciones rápidas en caso de un brote para recomendar medidas inmediatas para controlarlo.
Un epidemiólogo cuenta con una licenciatura, más una maestría en salud pública (MPH). Muchos epidemiólogos también son médicos (y tienen un M.D.), o tienen un doctorado en un campo asociado, como la biología o la microbiología.
Resumen
Enfermedades y plagas devastadoras han estado entre nosotros desde los primeros tiempos. Existen registros sobre enfermedades microbianas ya en el 3000 a.C. Las enfermedades infecciosas se mantienen entre las principales causas de muerte a nivel mundial. Las enfermedades emergentes son aquellas que aumentan rápidamente en incidencia o rango geográfico. Pueden ser enfermedades nuevas o reemergentes (previamente bajo control). Muchas enfermedades emergentes que afectan a los humanos, como la brucelosis, son zoonosis. La OMS ha identificado un grupo de enfermedades cuya reemergencia debe ser monitoreada: Las causadas por bacterias incluyen peste bubónica, difteria y cólera.
Las biopelículas son consideradas responsables de enfermedades como infecciones bacterianas en pacientes con fibrosis quística, enfermedad del legionario y otitis media. Producen placa dental; colonizan catéteres, prótesis, dispositivos transcutáneos y ortopédicos; e infectan lentes de contacto, heridas abiertas y tejido quemado. Las biopelículas también producen enfermedades transmitidas por los alimentos porque colonizan las superficies de los alimentos y los equipos de procesamiento de alimentos. Las biopelículas son resistentes a la mayoría de los métodos utilizados para controlar el crecimiento microbiano. El uso excesivo de antibióticos se ha traducido en un problema global importante, ya que a lo largo del tiempo se han seleccionado formas resistentes de bacterias. Una cepa muy peligrosa, Staphylococcus aureus resistente a meticilina (MRSA), ha causado estragos recientemente. Las enfermedades transmitidas por los alimentos son el resultado del consumo de alimentos contaminados, bacterias patógenas, virus o parásitos que contaminan los alimentos.
Notas al pie
- 1 Papagrigorakis MJ, Synodinos PN, y Yapijakis C. Antigua epidemia de tifoidea revela posible cepa ancestral de Salmonella enterica serovar Typhi. Infect Genet Evol 7 (2007): 126—7, Epub 2006 jun.
- 2 Naimi, TS, LeDell, KH, Como-Sabetti, K, et al. Comparación de la infección por Staphylococcus aureus resistente a meticilina asociada a la atención comunitaria y a la salud. JAMA 290 (2003): 2976—84, doi: 10.1001/jama.290.22.2976.
Glosario
- antibiótico
- sustancia biológica que, en baja concentración, es antagónica al crecimiento de procariotas
- Muerte Negra
- pandemia devastadora que se cree que fue un brote de peste bubónica causada por la bacteria Yersinia pestis
- botulismo
- enfermedad producida por la toxina de la bacteria anaerobia Clostridium botulinum
- CA-MRSA
- SARM adquirido en la comunidad y no en un entorno hospitalario
- enfermedad emergente
- enfermedad que tiene una aparición inicial en una población o que está aumentando en incidencia o rango geográfico
- enfermedad endémica
- enfermedad que está constantemente presente, generalmente con baja incidencia, en una población
- epidemia
- enfermedad que se presenta en un número inusualmente alto de individuos en una población al mismo tiempo
- enfermedades transmitidas por los alimentos
- cualquier enfermedad resultante del consumo de alimentos contaminados, o de las bacterias patógenas, virus u otros parásitos que contaminan los alimentos
- MRSA
- (Staphylococcus aureus resistente a meticilina) cepa de Staphylococcus aureus muy peligrosa resistente a múltiples antibióticos
- pandemia
- enfermedad epidémica generalizada, generalmente mundial
- serotipo
- cepa de bacterias que porta un conjunto de antígenos similares en su superficie celular, a menudo muchos en una especie bacteriana
- zoonosis
- enfermedad que infecta principalmente a los animales que se transmite a los humanos