6.1. Establecimiento bacteriano y resultado de la interacción
La presencia de bacterias en una mucosa no implica, por sí misma, enfermedad. Una población puede establecerse sin lesión clínicamente manifiesta y participar en una relación estable con el hospedador. La alteración de una barrera, el acceso a otro territorio o un cambio en las condiciones locales puede modificar esa relación y favorecer infección y daño.
- La colonización describe el establecimiento de una población en un territorio.
- La infección implica la presencia y actividad de un agente infeccioso en el hospedador y puede ser asintomática.
- La enfermedad infecciosa incorpora alteraciones funcionales o lesiones con expresión clínica.
Las fronteras conceptuales entre colonización e infección dependen del agente y del contexto; no se resuelven únicamente por la presencia aislada de una respuesta inmunitaria.
Patogenicidad es la capacidad de causar enfermedad en un hospedador susceptible.
Virulencia expresa el grado de esa capacidad en condiciones definidas. Es una propiedad de la interacción entre agente y hospedador, no una característica absoluta que pueda trasladarse sin cambios entre contextos.
La comparación requiere precisar cepa, hospedador, vía, territorio y desenlace. Una bacteria no se clasifica de forma completa mediante una etiqueta permanente de «patógena» o «inofensiva» que ignore esas condiciones.
Patogenicidad: capacidad de causar enfermedad en un hospedador susceptible.
Virulencia: grado de la capacidad patogénica de un agente en condiciones definidas.
Los patógenos oportunistas producen enfermedad cuando condiciones como alteraciones de barrera, dispositivos o cambios inmunitarios favorecen su actividad. La oportunidad no se reduce a inmunodepresión. Una bacteria de la microbiota intestinal puede causar una infección urinaria al alcanzar un territorio diferente, sin necesitar una adquisición genética nueva y sin necesidad de inmunodepresión del hospedador.
6.2. Barreras, exposición y acceso al nicho
Piel y mucosas combinan integridad estructural, secreciones, sustancias antimicrobianas y mecanismos de eliminación. La descamación cutánea, el aclaramiento mucociliar, el peristaltismo intestinal y el flujo urinario limitan la permanencia de bacterias en las mucosas. Su acción combina el impedimento de una entrada inicial y la posibilidad de mantener una población activa en el tejido.
La microbiota residente contribuye a la resistencia a la colonización mediante ocupación de nichos ecológicos, competencia por recursos y producción de metabolitos. Además, influye en propiedades de las barreras y respuestas del hospedador. Una alteración la microbiota puede facilitar expansión de poblaciones bacterianas que antes estaban limitadas.
La exposición está condicionada por reservorio, transmisión y puerta de entrada. La cantidad de bacterias que alcanza el hospedador influye en el resultado clínico, pero no existe una dosis infecciosa única e invariable para cada especie, independiente de vía de transmisión, entrada y susceptibilidad del hospedador. La colonización posterior exige que las propiedades bacterianas sean compatibles con las condiciones del territorio ocupado.
Un dispositivo puede ofrecer una superficie de adhesión y modificar una barrera anatómica. La infección asociada no se explica exclusivamente por el estado inmunitario del paciente: también importan el acceso a tejidos, los materiales y la posibilidad de mantener una comunidad adherida.
6.3. Adhesión y especificidad de territorio
La llegada de una bacteria a un territorio no implica, por sí misma, que se establezca ni que produzca una infección. Para colonizar una mucosa, debe permanecer en ella frente a los mecanismos que favorecen su eliminación. La adhesión constituye uno de los mecanismos que permiten esa permanencia.
La adhesión establece interacciones entre componentes bacterianos y ligandos de una superficie. Las adhesinas pueden situarse en fimbrias, otras proteínas superficiales o componentes de la envoltura. Algunas reconocen moléculas de las células del hospedador y otras se unen a matriz extracelular o a proteínas depositadas sobre materiales.
La distribución y accesibilidad de ligandos contribuyen al tropismo (la afinidad por un tejido o dispositivo determinados). El flujo, el moco, la exposición de matriz tras una lesión y la expresión de adhesinas determinan qué interacciones son posibles entre la bacteria y el medio.
La motilidad puede favorecer acceso a una superficie y la adhesión puede mantener el contacto una vez alcanzada. Son funciones complementarias, pero diferentes. Tampoco toda adhesina necesita un apéndice visible: existen adhesinas no fimbriales con relevancia para establecimiento y persistencia.
Adherirse a una célula no equivale a penetrarla o lesionarla.
Colonización de superficie, entrada intracelular e invasión de un tejido requieren propiedades y condiciones distintas. La detección de una adhesina no demuestra por sí sola el resto de capacidades.
6.4. Biopelículas y organización comunitaria
Una biopelícula es una comunidad asociada a una superficie y organizada en una matriz extracelular. Puede desarrollarse sobre tejidos o materiales y contener una o varias especies bacterianas. La matriz incluye proporciones variables de polisacáridos, proteínas y ADN extracelular; no es una sustancia universal idéntica en todas las comunidades.
El establecimiento comprende contacto y adhesión, organización de la comunidad y cambios que favorecen mantenimiento o dispersión. Las señales celulares y las condiciones locales influyen en la expresión de funciones, pero no todas las biopelículas utilizan el mismo sistema de comunicación.
Los gradientes de oxígeno, nutrientes y productos generan microambientes dentro de la matriz. Las células de una misma comunidad pueden presentar velocidades de crecimiento y respuestas distintas. La matriz puede modificar difusión y retener compuestos, mientras que los estados celulares condicionan la vulnerabilidad o resistencia a defensas y antibacterianos.
La persistencia de una biopelícula no se atribuye correctamente a una cápsula gigantesca que impide por completo cualquier acceso al interior. La penetración de agentes es variable y la actividad reducida o las subpoblaciones tolerantes pueden contribuir a la supervivencia y persistencia de la colonia. Entre las bacterias que componente la matriz, pueden coexistir fenómenos de resistencia genética y tolerancia comunitaria, pero no son equivalentes.
La unidad funcional de una biopelícula incluye células, matriz y microambientes. Explicar solo la composición del material extracelular deja fuera la heterogeneidad fisiológica, que es esencial para comprender persistencia y dispersión de las bacterias que componen el biofilm.
6.5. Invasión y localización
La invasión tisular supone alcanzar o extenderse por tejidos más allá de la superficie inicial. La entrada intracelular describe el acceso al interior de células. Una bacteria puede invadir tejidos y multiplicarse extracelularmente, mientras que otra ocupa un compartimento intracelular sin producir inicialmente una extensa destrucción local.
La alteración de barreras puede resultar de lesiones previas, inflamación o actividades bacterianas. Algunas proteínas y enzimas modifican componentes del tejido o interacciones celulares. Su efecto depende del contexto. No obstante, la presencia de una enzima con capacidad de degradar una molécula no demuestra por sí sola diseminación en el organismo; depende del contexto y de la interacción con el hospedador.
La extensión puede ser por contigüidad, por vía linfática o por vía sanguínea. La bacteriemia es un término que hace referencia a la presencia de bacterias en sangre, pero no es sinónimo de sepsis. La sepsis es una disfunción orgánica que pone en peligro la vida, provocada por una respuesta del sistema inmunitario desregulada y anómala frente a una infección.
Una población puede permanecer localizada y generar efectos a distancia mediante productos liberados (toxinas). Por tanto, el lugar de localización de la bacteria y el lugar del establecimiento de la lesión pueden diferir.
La gravedad no exige siempre invasión extensa. Una bacteria localizada puede producir un compuesto que actúe a distancia; una bacteriemia, por su parte, puede acompañarse o no de disfunción orgánica (sepsis). Es importante distinguir entre la distribución del agente y el mecanismo del daño.
6.6. Adquisición de nutrientes en el hospedador
El hospedador limita el acceso a nutrientes como parte de la defensa, proceso denominado inmunidad nutricional. El hierro se encuentra unido a proteínas y otros componentes que reducen su disponibilidad libre. También otros metales son regulados y pueden resultar restrictivos o tóxicos según su localización y concentración.
Sin embargo, las bacterias poseen capacidades diversas de captación. Los sideróforos son moléculas que se unen a hierro y pueden facilitar su adquisición mediante sistemas de reconocimiento compatibles, compitiendo con los del hospedador. Otras vías aprovechan compuestos del hospedador que contienen hierro. La existencia de estas estrategias no elimina la competencia ni garantiza que cualquier especie utilice cualquier fuente disponible de hierro u otros elementos.
La captación se coordina con la regulación metabólica: un exceso de hierro también puede causar daño. Una respuesta adaptativa equilibra necesidad, disponibilidad y riesgo. El estado nutricional del nicho puede modificar expresión de otras funciones y contribuir a la especialización por territorio de la comunidad.
La inmunidad nutricional reduce el acceso a un recurso; las funciones de captación permiten aprovechar determinadas formas disponibles.
El resultado depende de la interacción entre ambos sistemas. «Necesitar hierro» no equivale a disponer de hierro libre en el tejido.
6.7. Evasión del complemento y de la fagocitosis
La opsonización facilita el reconocimiento por fagocitos mediante moléculas depositadas sobre la superficie, como componentes del complemento y anticuerpos. Las cápsulas y otras estructuras pueden modificar el depósito o la accesibilidad de estas señales. La eficacia depende de composición de superficie, anticuerpos presentes y estado del hospedador.
El complemento interviene en opsonización, inflamación y, en ciertos microorganismos, daño directo de membrana. Sus vías convergen en funciones efectoras compartidas. La resistencia a una de esas funciones no implica ausencia de toda activación del sistema. Tampoco todos los microorganismos son igualmente susceptibles al complejo de ataque a membrana.
Algunas bacterias interaccionan con reguladores del complemento del hospedador o presentan modificaciones superficiales que reducen un reconocimiento eficaz, disminuyendo el efecto de la respuesta inmune. La explicación general debe distinguir regulación del sistema, protección frente a su acción y simple ocultación de un epítopo. No existe un mecanismo capsular único que describa todas las especies.
La fagocitosis comprende reconocimiento, ingestión y procesamiento en compartimentos celulares. Tras la incorporación, acidificación, enzimas, especies reactivas y otros mecanismos contribuyen a eliminar microorganismos. La acción de neutrófilos y macrófagos combina funciones que no se reducen a una sola sustancia oxidante.
Ser fagocitado no equivale necesariamente a ser destruido, y evitar la ingestión no es lo mismo que sobrevivir después de ella. La cápsula actúa sobre interacciones de superficie; la supervivencia intracelular plantea un problema de localización y fisiología diferente.
6.8. Supervivencia intracelular
Algunas bacterias permanecen en compartimentos vacuolares y otras alcanzan el citosol. La localización determina qué nutrientes, defensas y señales encuentran. Por eso, «intracelular» no describe un medio uniforme ni una estrategia única de persistencia.
Las posibilidades generales incluyen:
- Modificación de la maduración del compartimento.
- Tolerancia a condiciones que aparecen durante su evolución.
- Acceso al citosol.
Cada grupo bacteriano utiliza combinaciones particulares. Estas categorías describen resultados de la interacción y no implican que todas las bacterias intracelulares compartan un mecanismo molecular común.
La respuesta celular del hospedador, incluida la activación de macrófagos y la coordinación por linfocitos, puede ser decisiva para controlar determinadas infecciones. Los anticuerpos siguen siendo relevantes en etapas extracelulares o frente a productos liberados, pero su acceso directo al interior de la célula es limitado. La eficacia de una defensa depende de la localización del agente durante su ciclo.
La alteración de una función inmunitaria predispone a grupos de infecciones según la defensa que falte. La asociación requiere relacionar localización del microorganismo y mecanismo efector; no se explica con una pérdida inespecífica de «todas las defensas».
6.9. Anticuerpos, variación y persistencia
Los anticuerpos pueden bloquear adhesión, neutralizar productos y favorecer opsonización. Determinadas bacterias producen proteasas de inmunoglobulinas o presentan proteínas que alteran la orientación y accesibilidad de anticuerpos en la superficie. Los efectos son específicos de las interacciones implicadas y no equivalen a destruir toda inmunidad humoral.
La variación antigénica modifica estructuras reconocidas por la respuesta adaptativa. La variación de fase puede alternar expresión de un componente. Estos cambios pueden dificultar el reconocimiento de una población ya expuesta, pero no son procesos obligatorios que ocurran de la misma manera en todas las reinfecciones.
El parecido con componentes del hospedador y la asociación a moléculas propias pueden modificar reconocimiento y respuesta. El mimetismo no significa invisibilidad absoluta. Un mismo componente puede reducir una interacción y ser relevante para otra, por lo que las explicaciones requieren precisar qué defensa se modifica.
Persistencia describe el mantenimiento de una infección o población a lo largo del tiempo; no debe confundirse automáticamente con células persistentes en el sentido específico de tolerancia a antibacterianos. La permanencia puede depender de localización, reservorios anatómicos, estado celular o respuestas del hospedador, sin un único mecanismo común.
6.10. Integración de la interacción
El establecimiento y la progresión de una infección dependen de exposición, acceso al nicho, adhesión, disponibilidad de nutrientes y relación con las defensas. No todas las bacterias recorren una secuencia idéntica ni necesitan todas las funciones descritas. El predominio de una estrategia debe comprobarse para cada grupo y contexto.
Las mismas respuestas que limitan una infección pueden contribuir al daño si alteran tejidos o funciones del hospedador. La descripción de colonización e invasión explica cómo se mantiene y distribuye el agente; el análisis de toxinas y respuesta lesiva explica por qué aparecen las manifestaciones. Mantener ambos niveles separados permite relacionarlos sin reducir toda la microbiología a una lista de factores de virulencia.
