Bibliotecă NCBI. Un serviciu al Bibliotecii Naționale de Medicină, Institutele Naționale de Sănătate.

trebuie

Drexler M; Institutul de Medicină (SUA). Ce trebuie să știți despre bolile infecțioase. Washington (DC): National Academies Press (SUA); 2010.

Ce trebuie să știți despre bolile infecțioase.

Există o închidere conexiune între microbi și oameni. Experții cred că aproximativ jumătate din tot ADN-ul uman provenit din viruși care au infectat și încorporat acidul lor nucleic în strămoșii noștri ovulul și spermatozoizii.

Microbii ocupă toate suprafețele corpului nostru, inclusiv pielea, intestinul și membranele mucoase. De fapt, corpurile noastre conțin cel puțin 10 ori mai multe celule bacteriene decât cele umane, estompând linia dintre locul în care se termină microbii și începe omul. Numai microbii din tractul gastrointestinal uman cuprind cel puțin 10 trilioane de organisme, reprezentând mai mult de 1.000 de specii, despre care se crede că împiedică colonizarea intestinului de către organismele cauzatoare de boli. Printre celelalte roluri benefice ale acestora, microbii sintetizează vitaminele, descompun alimentele în substanțe nutritive absorbabile și stimulează sistemul nostru imunitar.

Marea majoritate a microbilor se stabilesc ca „coloniști” persistenți, prosperând în comunități complexe din interiorul și din corpurile noastre. În multe cazuri, microbii obțin beneficii fără a ne afecta; în alte cazuri, beneficiază atât gazda, cât și microbul.

Figura

Din momentul în care ne naștem, microbii încep să ne colonizeze corpurile. Fiecare dintre noi are un set unic de comunități microbiene, despre care se crede să joace un rol important în digestie și în protecția împotriva bolilor.

Figura

Lactobacillus bacterii, care produc acid lactic pentru a ajuta la digestie.

Și, deși unii microbi ne îmbolnăvesc și chiar ne omoară, pe termen lung au un interes comun în supraviețuirea noastră. Pentru acești mici invadatori, o gazdă moartă este o fundătură.

Succesul microorganismelor se datorează adaptabilității lor remarcabile. Prin selecția naturală, organismele care se potrivesc genetic mai bine mediului înconjurător au mai mulți descendenți și transmit trăsăturile lor dorite generațiilor viitoare. Acest proces funcționează mult mai eficient în lumea microbiană decât la oameni. Oamenii produc o nouă generație la fiecare 20 de ani sau cam așa; bacteriile o fac la fiecare 20-30 de minute, iar virușii chiar mai repede. Deoarece se reproduc atât de repede, microorganismele se pot aduna într-un număr enorm cu o mare varietate în comunitățile lor. Dacă mediul lor se schimbă brusc, variațiile genetice ale comunității fac mai probabil ca unele să supraviețuiască. Acest lucru oferă microbilor un avantaj imens față de oameni atunci când vine vorba de adaptare pentru supraviețuire.

Tipuri de microbi

Există cinci mari categorii de agenți infecțioși: viruși, bacterii, ciuperci, protozoare și helminti.

Viruși

Virușii sunt mici, având o dimensiune cuprinsă între 20 și 400 nanometri în diametru (vezi pagina 9). Miliardele pot sta pe capul unui știft. Unele sunt în formă de tijă; altele sunt rotunde și 20 laterale; și totuși alții au forme fanteziste, cu „capete” multisidale și „cozi” cilindrice.

Virușii sunt pur și simplu pachete de acid nucleic, fie ADN, fie ARN, înconjurat de o coajă proteică și uneori materiale grase numite lipide. În afara unei celule vii, un virus este o particulă latentă, lipsită de materiile prime pentru reproducere. Doar atunci când intră într-o celulă gazdă intră în acțiune, deturnând mașinile metabolice ale celulei pentru a produce copii ale sale care pot izbucni din celulele infectate sau pur și simplu să iasă din membrana celulei. Această lipsă de autosuficiență înseamnă că virușii nu pot fi cultivați în medii artificiale pentru cercetarea științifică sau dezvoltarea vaccinului; pot fi cultivate numai în celule vii, ovule fertilizate, culturi de țesuturi sau bacterii.

Figura

O micrografie electronică a unui particula virusului gripal, arătând detalii despre structura sa.

Virușii sunt responsabili pentru o gamă largă de boli, inclusiv răceala obișnuită, rujeola, varicela, herpesul genital și gripa. Multe dintre bolile infecțioase emergente, cum ar fi SIDA și SARS, sunt cauzate de viruși.

Bacterii

Bacteriile sunt de 10 până la 100 de ori mai mari decât virusurile și sunt mai autosuficiente. Aceste organisme unicelulare, vizibile în general la un microscop cu putere redusă, se prezintă în trei forme: sferice (coccus), asemănătoare cu tije (bacil) și curbate (vibrio, spirillum sau spirochete).

Majoritatea bacteriilor poartă o singură moleculă circulară de ADN, care codifică (sau programează) genele esențiale pentru reproducere și alte funcții celulare. Uneori, ele poartă inele accesorii mici de ADN, cunoscute sub numele de plasmide, care codifică pentru funcții specializate, cum ar fi rezistența la antibiotice. Spre deosebire de formele de viață mai complexe, bacteriile poartă doar un set de cromozomi în loc de doi. Se reproduc prin împărțirea în două celule, un proces numit fisiune binară. Urmașii lor sunt identici, în esență cloni cu exact același material genetic. Când se fac greșeli în timpul replicării și apare o mutație, aceasta creează o varietate în cadrul populației care ar putea - în circumstanțele potrivite - să ducă la o capacitate sporită de adaptare la un mediu în schimbare. Bacteriile pot dobândi, de asemenea, un nou material genetic de la alte bacterii, viruși, plante și chiar drojdii. Această abilitate înseamnă că pot evolua brusc și rapid, în loc să se adapteze încet.

Figura

E coli bacteriile transferă direct materialul genetic printr-un pilus (subțire șuviță care leagă cele două).

Bacteriile sunt organisme antice. Dovezi pentru acestea există în înregistrările fosile de acum mai bine de 3 miliarde de ani. Au evoluat multe comportamente diferite pe o gamă largă de habitate, învățând să adere la celule, să producă otrăvuri paralizante și alte toxine, să se sustragă sau să suprime apărarea corpului nostru și să reziste medicamentelor și anticorpilor sistemului imunitar. Infecțiile bacteriene sunt asociate cu boli cum ar fi streptococul gâtului, tuberculoza, infecțiile cutanate stafilococice și infecțiile tractului urinar și ale fluxului sanguin.

Alți agenți infecțioși

Celelalte trei tipuri majore de agenți infecțioși includ ciuperci (organisme care formează spori care variază de la mucegaiul pâinii la vierme până la histoplasmoza mortală), protozoarele (cum ar fi agenții din spatele malariei și dizenteriei) și helmintii (viermi paraziți precum cei care cauzează trihinoza, hookworm, și schistosomiasis).

O clasă recent recunoscută de agenți infecțioși - prionii sau particulele infecțioase proteice - constă doar din proteine. Se consideră că prionii provoacă varianta bolii Creutzfeldt-Jakob la om și „boala vacii nebune” la bovine. Aceste proteine ​​sunt pliate anormal și, atunci când vin în contact cu proteine ​​normale similare, le transformă în prioni ca ei înșiși, declanșând o reacție în lanț care în cele din urmă creează creierul cu găuri. Prionii nu evocă niciun răspuns imun și rezistă la căldură, lumină ultravioletă, radiații și sterilizare, ceea ce le face dificil de controlat.

Figura

Marele izvor prismatic, izvor fierbinte geotermal din Yellowstone și acasă la microbi care s-au adaptat la acest mediu extrem.

Întâlnirea microbilor

Microbii au locuit pe pământ de miliarde de ani și pot fi primele forme de viață de pe planetă. Ei trăiesc în orice nișă ecologică concepută - sol, apă, aer, plante, roci și animale. Ei trăiesc chiar și în medii extreme, cum ar fi izvoarele termale, gurile termice adânci ale oceanului și gheața din Antarctica. Într-adevăr, microbii, prin masă pură, sunt cea mai abundentă formă de viață a pământului și sunt foarte adaptabili la forțele externe.

Locuri noi de întâlnire

Orice schimbare care creează noi intersecții între microbi și oameni deschide calea către agenții care cauzează boli pentru a intra în specia noastră. O astfel de schimbare care ne-a pus în pericol este explozia globală a populației umane - de la aproximativ 1,6 miliarde de oameni în 1900 la aproape 7 miliarde astăzi. Oamenii au defrișat pădurile pentru agricultură și suburbanizare, ducând la un contact mai strâns cu mediile care pot adăposti agenți patogeni noi (sau nou introduși). Prin majoritatea regiunilor tropicale din lume, extinderea masivă a drumurilor și așezărilor umane a creat, de asemenea, zone de tranziție pline de oportunități de contact cu potențiali agenți cauzatori de boli.

Călătoriile și comerțul uman au adus alte riscuri. Aproape 2 milioane de pasageri, fiecare un potențial purtător de infecție, călătoresc zilnic cu avionul către destinații internaționale. Comerțul internațional, în special produsele alimentare, se adaugă la traficul global de microbi cauzatori de boli. Deoarece timpul de tranzit al persoanelor și al mărfurilor este adesea mai scurt decât perioadele de incubație a infecției, purtătorii bolii pot ajunge la destinație înainte ca infecția pe care o dețin să fie detectabilă. Comerțul internațional și călătoriile sunt asociate cu apariția unor agenți infecțioși precum coronavirusul SARS și virusul West Nile.

Modificările demografice și comportamentale ale omului sunt legate de apariția infecțiilor precum SIDA și hepatita C, prin activitatea sexuală și consumul de droguri intravenoase. Modificările la scară mai largă care cresc riscul bolilor infecțioase includ defalcarea sistemelor de sănătate publică, sărăcia, războiul și foametea.

Intrarea în gazda umană

Microorganismele capabile să provoace boli - agenți patogeni - pătrund de obicei în corpul nostru prin gură, ochi, nas sau deschideri urogenitale sau prin răni sau mușcături care încalcă bariera pielii. Organismele se pot răspândi - sau pot fi transmise - pe mai multe căi.

A lua legatura: Unele boli se răspândesc prin contactul direct cu pielea infectată, membranele mucoase sau fluidele corporale. Bolile transmise în acest fel includ herpesul (virusul herpes simplex tip 1) și bolile cu transmitere sexuală, cum ar fi SIDA. Agenții patogeni pot fi, de asemenea, răspândiți prin contact indirect atunci când o persoană infectată atinge o suprafață, cum ar fi un clan, un blat sau un mâner pentru robinet, lăsând în urmă microbi care sunt apoi transferați către o altă persoană care atinge suprafața respectivă și apoi îi atinge ochiul, gura, sau nas. Picăturile răspândite prin strănut, tuse sau pur și simplu vorbind pot transmite boli dacă intră în contact cu membranele mucoase ale ochiului, gurii sau nasului unei alte persoane. SARS, tuberculoza și gripa sunt exemple de boli răspândite prin transmiterea picăturilor în aer.

Figura

Dovezi pentru care este important să vă acoperiți gura când strănutați.

Vehicule comune: Alimentele contaminate, apa, sângele sau alte vehicule pot răspândi agenți patogeni. Microorganisme precum E coli și Salmonella pătrunde în sistemul digestiv în acest mod.

Vectori: Creaturi precum puricii, acarienii, căpușele, șobolanii, melcii și câinii - numiți vectori - pot transmite, de asemenea, boli. Cel mai frecvent vector pentru infecția umană este țânțarul, care transmite malaria, virusul West Nile și febra galbenă.

Transmisie aeriană: Agenții patogeni se pot răspândi și atunci când reziduurile din picăturile evaporate sau particulele de praf care conțin microorganisme sunt suspendate în aer pentru perioade lungi de timp. Bolile răspândite prin transmisie aeriană includ rujeola și sindromul pulmonar hantavirus.

Cât de mici sunt microbii?

Bacteriile și virusurile sunt aproape inimaginabil de mici. Bacteriile sunt de obicei măsurate în microni (prescurtat „μm”, 1 micron este egal cu 1 milionime de metru), în timp ce virușii sunt măsurați în unitatea și mai minusculă de nanometri (prescurtat „nm”, 1 nanometru este egal cu 1 miliardime din un metru, sau 1 o miime dintr-un micron). Pentru a da un sens acestor măsuri, considerați că perioada de la sfârșitul acestei propoziții este de aproximativ 350 microni, sau 350.000 nanometri, în diametru. Dacă mărim perioada la o mie de ori dimensiunea sa reală (vezi extrema stângă), o apropiere Pseudomonas aeruginosa, bacteria care provoacă pneumonie dobândită în spital și infecții în sânge, devine vizibilă. Dacă, la rândul nostru, mărim Pseudomonas De 75 de ori mai mult, sau de 75.000 de ori dimensiunea sa reală, devine vizibilă și o particulă de virus gripal adiacentă.

Cum ne fac bolnavi agenții patogeni

Infecția nu duce neapărat la boli. Infecția apare atunci când viruși, bacterii sau alți microbi intră în corpul tău și încep să se înmulțească. Boala, care se întâmplă de obicei la o mică parte din persoanele infectate, apare atunci când celulele din corpul dumneavoastră sunt deteriorate ca urmare a infecției și apar semnele și simptomele unei boli.

Ca răspuns la infecție, sistemul imunitar începe să acționeze. Celulele albe din sânge, anticorpii și alte mecanisme merg să funcționeze pentru a vă scăpa corpul de invadatorul străin. Într-adevăr, multe dintre simptomele care determină o persoană să sufere în timpul unei infecții - febră, stare generală de rău, dureri de cap, erupții cutanate - rezultă din activitățile sistemului imunitar care încearcă să elimine infecția din organism.

Microbii patogeni provoacă sistemul imunitar în multe feluri. Virușii ne îmbolnăvesc prin uciderea celulelor sau întreruperea funcției celulelor. Corpurile noastre răspund adesea cu febră (căldura inactivează mulți viruși), secreția unei substanțe chimice numită interferon (care blochează reproducerea virușilor) sau prin orientarea anticorpilor sistemului imunitar și a altor celule pentru a viza invadatorul. Multe bacterii ne îmbolnăvesc la fel, dar au și alte strategii la dispoziție. Uneori bacteriile se înmulțesc atât de repede încât înghesuie țesuturile gazdei și perturbă funcționarea normală. Uneori ucid celulele și țesuturile direct. Uneori produc toxine care pot paraliza, distruge mașinile metabolice ale celulelor sau precipită o reacție imună masivă, care este ea însăși toxică.

Figura

Febra face adesea parte din răspunsul sistemului imunitar la infecție.

Alte clase de microbi atacă corpul în diferite moduri:

Aceste și multe alte căi ingenioase de a provoca boli demonstrează bogata moștenire evolutivă a agenților patogeni și inventivitatea lor continuă. În secțiunea următoare, ne uităm mai atent la modul în care unele dintre aceste organisme au învățat să prospere - adesea pe cheltuiala oamenilor.