CURS INTRODUCTIV MICROBIOLOGIE MEDICAL Microbiologia medical este o ramur a Microbiologiei generale, care se ocup cu studiul microorganismelor patogene, care constituie doar o mic parte, cca. 550 de specii din totalitatea microorganismelor (care constituie cca. din biomasa Terrei i care se afl la nceputul i la sfritul lanurilor trofice). Microorganismele patogene sunt dotate cu capacitatea de a iniia un proces infecios cnd sunt ndeplinite anumite condiii: numr corespunztor de microorganisme; poart de intrare adecvat; receptivitatea organismului gazd; condiia fiziologic i imunologic a gazdei.

Bolile infecioase (definite astzi prin evoluie rapid, posibilitatea de propagare de la un organism la altul, indice mare de morbiditate i mortalitate) au fost cunoscute nc din Antichitate (pe un basorelief egiptean, apare un personaj masculin care prezint sechele de poliomelit). Istoricii medicinii afirm chiar c fiecare epoc este carcaterizat de o boal definitorie: lepra, pentru Antichitate, ciuma, n Evul Mediu, sifilisul n perioada Romantismului, bolile cronice n epoca actual. n ciuda progreselor extraordinare ale microbiologiei i medicinii, bolile infecioase i parazitare rmn la ora actual n topul cauzelor de mortalitate i morbiditate. La ora actual principalele boli infecioase care dein topul cauzelor de mortalitate i morbiditate la nivel global sunt boala diareic acut (3,3 mil. cazuri); bolile respiratorii acute (4,4 mil. decese anual); tuberculoza (1,7 mil. infecii i pn la 3 mil. decese anual); SIDA, hepatitele virale, rujeola ( 1 mil. decese anual). ........................... Secolul 21 marcheaz o nou er n zona bolilor infecioase; suntem confruntai att, ct i cu reemergena unora vechi boli infecioase ca TBC, holera i chiar ciuma. Pe lng agenii patogeni clasici, asistm la ora actual la emergena unor bacterii patogene noi sau nc nedetectate (de ex. E. coli enterohemoragic i H. pylori), selectai din rndul agenilor oportuniti, dar care au evoluat pe terenul favorabil al unor gazde imunodeprimate din multiple cauze i al fenomenului de rezisten la antibiotice.

Etiologia infecioas este atribuit n prezent la o serie de boli cronice: scleroza n plci, diabetul insulino-dependent, sindromul oboselii cronice, rectocolit hemoragic, encefalite, meningite, boala Wipple (Tropheryma whippelli), sindromul Guillain-Barr (Campylobacter jejuni). Schimbrile globale au afectat de asemenea arealul de rspndire al anumitor ageni patogeni, n timp ce patogenii animali i-au pierdut specificitatea de specie i au infectat omul, adaptndu-se la noua gazd i genernd astfel fenotipuri adaptate speciei umane. Ipotezele asupra originii infecioase a bolilor sunt foarte vechi exist dovezi conform crora pentru a alege locurile unde s se contruiasc spitalele, Avicenna, mare medic al antichitii atrna n diferite locuri buci de carne crud, ateptnd s vad unde se altereaz cel mai greu. Hypocrates (400 .Hr.) este cel care afirm c la geneza bolilor particip dou tipuri de factori: intrinseci (constituia bolnavului) i extrinseci (alte elemente de natur nociv), concepie care a stat la baza introducerii teoriei miasmelor ( 30 Kpb) care prezint mai multe gene de virulen, asociate cu gene pentru ARNt i/sau cu secvene de inserie. Insulele de patogenitate sunt prezente la tulpinile patogene i absente sau puin reprezentate la tulpinile nepatogene, sunt instabile i prezint gene mobile (SI, integrare, transpozaze, origini de replicare plasmidial). Insulele de patogenitate se integreaz pe cromozomul bacterian la nivelul genelor pentru ARNt. Evenimentele de recombinare specific de sit (deleii, inversii, amplificare genic, rearanjri ale ADN bacterian mediate de secvene de inserie) conduc la apariia fenomenului de variaie antigenic (sinteza pililor la Neisseria gonorrhoeae, capsulei la Streptococcus pneumoniae), sau la apariia de noi mecanisme de rezisten (rezistena la penicilin la Streptoccocus pneumoniae). Transferul orizontal de gene (plasmide, fagi, insule de patogenitate) asigur diseminarea genelor codificatoare pentru factori de virulen (adezine, toxine, capsul, invazine, rezistena la antibiotice).

Caracterizarea genelor de patogenitate/virulen se poate realiza experimental prin: construcia de mutani (mutaii nonletale, mutaii monogenice, stabile); inserie de Tn care are drept consecin inactivarea genic i care permite localizarea caracterizarea caracterizarea funcionalitii in vitro i unei gene inactivate de SI prin hibridizare, blot, respectiv, in vivo); numrului prin southern

caracterizarea secvenelor flancate prin RFLP, secveniere; clonare i expresia genei ntr-un vector heterolog pentru identificarea unei posibile funcii ale respectivei gene; sonde intragenice; primeri de amplificare.

n paralel cu problemele grave ale microbiologiei medicale, asistm la descoperirea i dezvoltarea unor metode moleculare din ce n ce mai sofisticate care pot monitoriza expresia genic in vivo. NOI METODE DE INVESTIGARE N GENETICA BACTERIAN I PATOGENEZ Mutaiile induse experimental la bacterii, n care o gen este nlocuit printr-o alel modificat in vitro, reprezint o metod fundamental pentru nelegerea patogenitii la nivel molecular, definitivarea funciilor anumitor structuri, producerea de noi vaccinuri. Accesul la secvenele complete ale genomului bacterian a crescut foarte mult potenialul pentru realizarea experimentelor de mutagenez. Prin secvenierea genomului bacterian s-a identificat o serie de ORF (open reading frame) -uri fr omologie cu secvenele deja existente: investigarea funciei produilor acestor ORF se va deduce probabil prin predicii computerizate sau prin utilizarea de strategii genetice moderne cum sunt analiza serial a expresiei genice, tehnologia de expresie in vivo (EST in vivo expression technology, analiza diferenei reprezentaionale (representational

difference analysis), mutageneza semnat (signature tagged mutagenesis), analiza genetic invers (reverse genetic analysis). Alturi de aceste noi strategii este foarte important i identificarea fenotipului i deci a funciei unei secvene genice, n care gena de interes este supus mutaiei sau inactivat, studiindu-se efectele acestor modificri asupra microorganismelor. Schimbul alelic nu este ntotdeauna uor de realizat, rmnnd impracticabil pentru anumite bacterii. Metoda clasic, care utilizeaz un plasmid sinuciga incapabil s se replice n tulpina studiat, dar care introduce n cromozomul bacterian alela inactivat, este adesea ineficient datorit frecvenei reduse a evenimentelor de crossing-over dublu i apariiei fenomenelor de recombinare ilegitim. Utilizarea markerilor de contraselecie este o strategie utilizat n special pentru microorganismele pentru care schemele genetice sunt puin dezvoltate. n condiii corespunztoare, aceti markeri determin moartea celulelor n care este prezent. Deci bacteriile transformate n care s-a integrat un vector sinuciga ce prezint acest marker vor fi eliminate n prezena compusului de contraselecie. Aceti markeri pot fi utilizai i n selecia pozitiv a mutanilor care au suferit alterri genetice ce au condus la pierdereamarkerilor. Aceast metod se utilizeaz pentru construirea de mutani, izolarea i sau curing-ul plasmidial. Markerii mai mult utilizai sunt cei care confer sensibilitatea la zaharoz, streptomicin i acid fusaric, fiind utilizai pentru obinerea mutanilor sau tulpinilor vaccinale la Mycobacterium pertussis. Sistemul acidului fusaric primul marker de constraselecie a fost gena tet AR ce codific pentru rezistena la Tetraciclin, prin alterarea membranei celulelor gazd care devine impermeabil pentru Tetraciclina, ce nu mai poate realiza concentraiiile intracitoplasmatice corespunztoare. Aceste modificri ale membranei induc ns o hipersensibilitate la agenii chelatori lipofilici (acid fusaric sau quinalic), deci n prezena acestui compus, bacteriile ce prezint tet AR vor fi eliminate. Sistemul streptomicin markerul de contraselecie este gena rpsL modificat care induce rezistena la streptomicin. Aceast rezisten este ns recesiv la tulpinile merodiploide. Deci dac ambele tipuri, slbatic i mutant rpsL se exprim n aceeai tulpin, aceasta rmne sensibil la streptomicin, probabil datorit inhibiiei generale a tuberculosis, Helicobacter pylori, Bordetella

traducerii de ctre tipul slbatic. Cu ajutorul acestui sistem se pot selecta mutante care au pierdut alela slbatic ce codific pentru sensibilitatea la Streptomicin. Sistemul zaharoza gena sac B este gena marker ce codific pentru L-zaharoz. Aceasta este inofensiv la Gram-pozitivi, dar clonarea lor n bacterii Gram-negative conduce la generarea de mutani cromozomali. Genele bacteriene implicate ntr-un proces fiziologic sunt de obicei grupate n clusteri sau operoni. Astfel mutaiile de inserie cu dispunerea sens sau antisens a unui operon ntr-un operon modific activitatea genelor din amonte sau aval de gena int, provocnd aa numitul efect polar, care poate duce la atribuirea fals a unui fenotip mutant genei int modificat. Pentru diminuarea efectului polar, Link & colab. au propus o metod de mutagenez pop-out prin deleie n gene de interes. i aici se constat ns efecte polare, cnd se deleteaz elemente cis-activatoare. O gen poate fi studiat pe subregiuni, pentru a identifica funcia unui anumit domeniu proteic. Adugarea unui marker de constraselecie un marker de selecie (rezistena la un antibiotic) i realizarea unei selecii duble este mai eficient, reducnd munca laborioas de screening al zecilor de mii de colonii pentru sensibilitatea la antibiotice. Markerii de contraselecie reprezint unelte importante n genetica uman, pentru studiul patogenezei i analiza genomic. Aceast metodologie simpl poate fi ulilizat n selecia de vectori recombinani, izolarea secvenelor de inserie, selecia pozitiv a tulpinilor fr plasmide, studiul mutantelor alelice ale genelor eseniale, descoperirea de regiuni de reglaj pozitiv, construcia de vectori de traspozoni. n plus, ei sunt folosii n obinerea mutantelor nemarcate utilizate n investigarea posibilelor funcii ale ORF-urilor identificate prin secvenierea genomului bacteriilor, investigarea patogenezei i producerea de tulpini vaccinale (Reyrat, 98). Utilizarea markerilor de contraselecie n studiul alelelor genelor eseniale. Uneori nu se obin alele nule prin mutagenez. Acestea pot fi ns obinute dac se utilizeaz 2 markeri de constraselecie care delimiteaz gena de interes. Dac n prezena compusului de constraselecie acestea sunt eliminate, nseamn c ele au pierdut aceti markeri, deci i gena intercalat.

Transpozonii cu markeri de contraselecie pot fi utilizai n studiul stabilitii genomului prin propagarea tulpinii mutante n mediu lichid i investigarea ratei de deleie (reflectare a stabilitii genetice) a plasmidului n prezentarea markerului de contraselecie. Metoda cu acid fusaric dezvoltat iniial pentru Shigella, dar i pentru investigarea insulelor de patogenitate n general. O alt utilizare important a markerilor de constraselecie este investigarea mecanismelor de patogenitate i construirea de noi vaccinuri: n cazul Bordetella pertussis, a fost selectat o tulpin utilizat pentru producerea unui vaccin acelular, lipsit de toxicitate ce conine o gen ce codific pentru o toxin ce i-a pierdut n totalitate activitatea toxic, dar care induce o excelent protecie fa de boal. Aceast tulpin s-a obinut n dou etape: I. nlocuirea genei fenotipului slbatic AB printr-o caset ce codific rezistena la Kanamicin, utiliznd un vector sinuciga incapabil de a se replica n Bordetella pertussis care coninea un marker de selecie (gena de rezisten la gentamicin) i unul de constraselecie (rpsL). Plasmidul a fost eliminat prin cultivare n prezena streptomicinei i selectarea tulpinilor StrR Genta S. II. Ulterior, aceast caset de rezisten la kanamicin a fost nlocuit cu o alel ce codific o molecul lipsit de toxicitate, ce conine dou mutaii. H. pylori este o bacterie microaerofil implicat n geneza gastritelor acute, ulcerelor peptice i adenocarcinoamelor gastrice la om, posednd o serie de factori de virulen reprezentai de adezine, citotoxine vacuolizante (vac A), regiunea cag, piline, proteine delatoare de Fe, LPS, variaie antigenic. Sistemul de schimb alelic utiliznd zaharoza ca marker de constraselecie, a fost utilizat pentru obinerea de mutaii nermarcate folosite n identificarea factorilor de virulen la H. pylori. Astfel, prin dubl selecie, s-a introdus mai nti n gena de interes (vac A) caseta KanR Sac S, ulterior prin cultivare n prezena compusului de contraselecie (zaharoz) s-au obinut mutante care au pierdut caseta integrnd printr-un fenomen de crossing-over legitim alela modificat.

Aceast tehnologie poate fi utilizat pentru crearea de mutaii nonpolare, deleii n genele potenial codificatoare pentru factori de virulen sau pentru a introduce markeri cu nalt afinitate pentru Ac, facilitnd purificarea proteinelor i analiza imuno-histochimic. n cazul M. tuberculosis, cele mai mult de 3 milioane de mori de tuberculoz au drept cauz i lipsa de eficacitate a vaccinurilor. Prin utilizarea markerilor de contraselecie, sac B i rpsL, au fost selecionate evenimente de schimb alelic, mutante cu virulen diminuat, care pot deveni candidai poteniali la vaccinuri. Markerii de contraselecie au condus la obinerea unor mutani nemarcai utilizai la obinerea de vaccinuri vii, atenuate ( anti- Shigella, anti-Mycobacterium) care prezint avantajul unei mai bune imunizri, chiar i n cazul bacteriilor ai cror markeri de virulen i antigenitate nu sunt bine cunoscui, ceea ce mpiedic obinerea unor vaccinuri subunitare eficiente, ele putnd fi utilizate ca vaccinuri multivalente. Aceast tehnologie va nlocui pasajele seriale n urma crora rezult mutante a cror virulen este greu de monitorizat. Genele supuse dublei selecii sunt n general cele care codific enzime ce intervin n calea metabolic de sintez a purinelor. Auxotrofia pentru purine s-a artat c determin o scdere a virulenei n cazul bacteriilor intracelulare ca Salmonella, Listeria, Shigella i Mycobacterium. Un astfel de candidat este Shigella flexnerii cu mutaie n gena ICSA necesar pentru diseminarea bacteriilor de la o celul la alta, fenomen mediat de filamentele de actin, i care induce imunitate protectoare la om. Markerii de contraselecie au fost de asemenea utilizai n obinerea de tulpini ce exprim Ag heterologe ce prezint avantajul imunitii de lung durat datorat prezenei adjuvantului. De exemplu, gena codificatoare pentru subunitatea B a toxinei Shiga-like I a fost introdus ntr-o tulpin atenuat de Vibrio cholerae, prin schimb alelic utiliznd un plasmid sinuciga marcat cu sac B. S-a observat c producerea toxinei stxB este reglat de Fe; aceeai metod poate fi utilizat pentru procesarea altor Ag de interes la Vibrio cholerae, aflate sub controlul genei irgA. n prezent, majoritatea genelor active n faza de cretere intracelular a unor bacterii este necunoscut. Probabil creterea intracelular conduce la transcrierea unui

spectru de gene necesare pentru adaptarea acestora la micromediul vacuolar, protejarea fa de mecanismele de aprare ale celulei gazd etc. Pentru investigarea acesteor gene se poate utiliza o nou metod de identificare a ARNm transcris n diferite faze ale infeciei in vivo. ARNm izolat din bacterii n faza intracelular este revers transcris la ADNc i comparat cu ARNm din celule crescute n alte condiii. Astfel, au fost identificate gene care se exprim doar n condiiile creterii intracelulalre la Legionella pneumophila sau n timpul aderenei la E. coli uropatogen. O alt metod pentru investigarea genelor importante pentru patogenitate este IVET. Prin aceast tehnologie se detecteaz exprimarea crescut a unor gene la microorganismele prezente n esutul gazd fa de exprimarea lor pe medii de laborator. Astfel de gene ivi (in vivo induced) au fost identificate de exemplu la Salmonella, probabil induse datorit limitrilor nutritive in vivo. O nou metod, STM, a fost de asemenea utilizat pentru identificarea genelor de virulen exprimate in vivo la Salmonella, Legionella, Candida glaubrata, Helicobacter pylori. Acest sistem se bazeaz pe identificarea tulpinilor avirulente create prin mutagenez mediat de transpozoni. Tehnologia de fa eticheteaz fiecare transpozon cu o secven oligonucleotidic mic flancat de un primer ARN ce permite identificarea clonelor prin amplificarea prin PCR a etichetelor transpozonilor. Absena markerilor indic clone ce au pierdut trasnpozonul i o dat cu acesta o gen cu potenial patogenic. DFI (identificarea fluorescenei difereniale) este o alt metod utilizat pentru identificarea interrelaiilor dintre bacteriile patogene i gazd, n special a genelor activate n procesul aderenei i internalizrii bacteriilor patogene. Astfel, este utilizat ca marker o protein de fluorescen verde (GFP), produs de o specie de meduz. Promotorii genelor de virulen sunt inserai n amonte de gena g f p fr promotor i se urmrete n aceleai condiii activarea acestor gene prin selectarea bacteriilor fluorescente prin analiza de citometrie n flux (FACS). Astfel au fost identificate cteva gene activate doar n macrofage (mig macrophage-induced-genes), unele reglate de pH, altele de [Mg25] intracelular. Aceast tehnologie a fost aplicat att pentru bacterii, ct i pentru protozoare, pentru studiul reglajului genic complex n cadrul populaiilor microbiene.

Detectarea fotonic a patogenilor bacterieni n gazdele vii prin identificarea microscopic i macroscopic a exprimrii luciferazei n celulele mamaliene n cultur se poate detecta activitatea promotorilor n celulele bacteriene. Luciferazele bacteriene reprezint oxidaze dimerice cu funcii mixte care emit fotoni n timpul catalizei energetice a substratului i reprezint o surs de bioluminiscen util pentru stabilirea localizrii intracelulare a bacteriilor patogene n celulele gazd (ex. Salmonella). IVET, STM, DFI reprezint o nou generaie de metode utilizat n identificarea factorilor de virulen i a unor etape ale interaciunilor microb/gazd. Dezavantaje ale tehnicii STM nu ntotdeauna un factor de virulen este esenial pentru viaa celulei, deci identificabil prin STM (ex. toxina holeric). Fiind vorba despre un studiu in vivo, trebuie s inem seama c fiecare patogen are nevoie de un model animal caracteristic (Desen Fig. 1, Perry, 1999). Unele modele pot eluda anumite etape ale bolii. Factorii de virulen necesari n faza extracelular pot s nu fie detectai prin STM. Sintetiznd, etapele procesului infecios si interaciunea cu mecanismele de aprare ale gazdei pot fi rezumate n urmatoarea schem: Etapele procesului infecios A. SUPRAVIEUIRE DUP INTERACIUNEA INIIAL CU PRIMA LINIE DE APRARE A GAZDEI 1. evitarea mecanismelor de aprare al gazdei: evitarea fagocitozei (capsule, LPS), variaie antigenic, mimetism molecular, mascarea antigenelor; Mijloace de evitare a fagocitozei: a. capsula i structuri similare; Capsula polizaharidic prezent la agenii patogeni respiratori (Streptococcus penumoniae de grup B, Haemophilus influenzae, N. meningitidis, K. pneumoniae) inhib opsonizarea de ctre complement, este puin imunogen, variabil antigenic. inhibarea fuziunii fagolizozomale persistena latena;

-

expresia

neo-antigenelor

rezistena

la

substane

bactericide; evadarea din fagozom citoplasm citotoxicitate laten; Prot. de nveli: a. b. c. proteina M Streptococii de grup A inhib opsonizarea Fraciune 1- Yersinia pestis; Pilli K88, K99 - EPEC; de ctre complement, fixnd fibrina;

Proteina A Staphylococcus aureus. 2. modularea activ a RI prin alterarea componentelor RI degradarea complementului, prot. A stafilococic, siderofori, legarea transferinei, Lf; IgA poteaze 3. Inducerea/inhibarea apoptozei: Salmonella, Shigella: induc apoptoza macrofagelor, iniiaz procesul inflamator; Corynebacterium, Actinobacillus, Bordetella apoptoz macrofagelor, mecanisme de evitare a fagocitozei; Staphyloccocus induce apoptoza limfocitelor T; Listeria induce apoptoza celulelor dendritice. Mecanisme genetice implicate n supravieuire: I. n gazda infectat: 1. inversie ADN: a. flageli (Salmonella); b. piline (Moraxella); 2. transpoziie: a. variaii de pili (Neisseria gonorrhoeae); b. variaii de opacitate (Neisseria gonorrhoeae); c. variaii de Borellia hermsii. II. n populaia expus polimorfism alelic: 1. MOM P C. trachomachis;

2. porine Neisseria gonorrhoeae; 3. prot. M S. pyogenes B. COLONIZAREA SUPRAFEELOR MUCOASE competie cu microbiota normal; traversarea stratului mucos: mobilitate (flageli): petritrichi (mediu lichid); polari (mediu cu vscozitate ridicat); hiperflagelare (B, pertussis asociat cu exprimarea altor factori de virulen, Bordetella pertussis devine mobil n condiii de privare de nutrieni). C. ADERENA: o La moleculele matricii extracelulare; o La celulele gazd (interaciune dinamic adezine, invazive/ receptori, activarea cilor de semnalizare ale celulelor gazd, distrugerea celulelor gazd i intrarea direct n citoplasm) invazia (supravieuirea i multiplicarea n macrofage supravieuirea n vacuole (Salmonella enzime ce degradeaz proteinele lizozomale ale gazdei); prevenirea acidifierii (Legionella, Mycobacterium); evadarea din vacuole (Salmonella, Ricketsia, Shigella, Listeria, prin producerea de listeriolizin, fosfolipaze); supravieuirea n lizozomi prin intermediul unor structuri de tipul capsulei, LPS). D. MULTIPLICAREA LA POARTA DE INTRARE i SECREIA DE EXOTOXINE, EXOENZIME, MOLECULE NRUDITE Efecte citotoxice: I. enzime extracelulare: 1. denaturarea mecanismelor de aprare nespecifice (lg proteaze); distrugerea stratului de mucus/creterea secreiei de mucus secreia de substane care inhib motilitatea ciliar.

2. hialuronidaz, leucocidine, fosfolipaze, coagulaze, fibrinolizina; 3. alterarea metabolismului celular (adenilat ciclaza la Bacillus anthracis, Bordetella pertussis). II. Exotoxine gene cu localizare: 1. cromozomal (Vibrio cholerae, Bacillus pertussis); 2. plasmidial E. coli (LT, ST), Cl. botulinum, C. tetani, S. aureus (enterotoxine, exfoliatine); 3. bacteriofagi lizogeni (C. difteriae, S. pyrogenes, toxina eritrogen a scarlatinei). III. Endotoxine: a. LPS toxicitate nespecific; b. lipid A (glicolipid): O: responsabil 1,6-DKDO de glicoaminodiozid; c. polizaharid polizaharidic 1. efecte biologice: a. inflamaia febra oc septic; b. activarea complementului; c. degranularea polinuclearelor; d. stimularea celulelor mieloide: i. endoteliale; ii. macrofagelor secreia de IL-1, TNF. F. INVAZIA Evitarea proprietilor antimicrobiene ale secreiilor i plasmei (proteaze, lizozim, trasnferin, lactoferin). Dup adeziune, are loc internalizarea (pasiv receptorii sunt reciclai/activ fixarea de filamentele citoscheletului). (ketodezoxioctonat) sau lan lung specificitatea de serotip O.

Supravieuirea i multiplicarea intracelular sunt urmate de evadarea din fagolizosomi sau din citoplasm (ex. Listeria supravieuiete n citoplasma macrofagelor, Yersinia este internalizat n macrofagele din plcile Payer n fagosom; Salmonella este internalizat la nivelul enterocitelor si macrofagelor din plcile Payer fagosom; Shigella epiteliu intestinal citoplasm). Imunitate i imunopatologie post-infecioas R.I. protector Imunitate strict adaptativ: Ac protectori: neutralizani; opsonizani (C, FcR); Citotoxici - T4 TH1(

Rspuns imun exagerat alogenic tranzitorie Alergii Autoantigene (HLA) Ac facilitatori, autoanticorpi

HSR

macrofage)/TH2 (Ac) - T8 - citotoxic Celule autoreactive TNF, IL-1 oc septic imediat de LPS

R.I.:

Citokine: IFN, TNF, IL-2

Posibiliti de evoluie a procesului infecios Infecia poate evolua n dou mdaliti: inaparent sau aparent, ca boala infecioas. Infecia inaparent caracterizeaz acele situaii n care, procesul infecios nu se exteriorizeaz prin simptomatologie clinic. De exemplu, infecia tuberculoas inaparent se detecteaz prin reactia de hipersensibilitate intarziata la tuberculina. Reactia este pozitiva la un procent mare de indivizi, dar maladia tuberculoasa clinica se manifesta la un procent mic din totalul persoanelor pozitive pentru testul tuberculinei. De cele mai multe ori, infectiile inaparente se detecteaza prin reactii serologice in vitro sau prin reactii de hipersensibilitate in vivo. Uneori, infecia asimptomatic poate fi mortal. Explicaia const n paralizia mecanismelor de aprare a gazdei. Infectia aparenta este cea care se manifesta printr-un ansamblu de semne clinice obiective si subiective, specifice si nespecifice, consecinte ale alterarilor produse de agentul infectios si de produsele activitatii sale. Maladia infectioasa prezinta urmatoarele caracteristici; a) este produsa de microorganisme vii sau de toxine ale microorganismelor; b)poate realiza o imunitate specifica de durata variabila; c)organismul bolnav poate deveni sursa de imbolnavire a indivizilor sanatosi; d)easte specifica, in sensul ca aceiasi maladie este produsa totdeauna de acelasi agent cauzal, desi sub forma clinica se poate prezenta sub aspecte variate. Etapele maladiei infecioase In evoluia sa, procesul infecios aparent parcurge mai multe etape distincte, separate in timp. Perioada de incubaie sau perioada iniial este intervalul de timp scurs ntre momentul ptrunderii agentului patogen n organism i acela al debutului maladiei. Perioada este lipsit de simptome clinice evidente. Durata ei este variabil, n funcie de natura agentului patogen, iar pentru acelasi agent, n raport cu doza infectant, cu virulena agentului

patogen i cu reactivitatea imunitara a gazdei si se masoara n zile, saptamani, luni sau este foarte scurta. Pentru infeciile exogene, durata incubaiei se poate determina relativ precis, prin infecia experimental a animalelor de laborator sau a voluntarilor. Pentru infeciile endogene, perioada de incubaie nu se poate determina. Din momentul contaminrii este posibil scurgerea unei perioade foarte lungi de timp pn cnd microorganismul poate s iniieze un proces infecios. n aceast perioad, agentul patogen se multiplic, se localizeaz la nivelul situsului receptiv i eventual elaboreaz substane toxice. Cel mai adesea, agenii infectioi manifest un organotropism evident, legat de faptul c, n general, fiecare specie i gsete condiiile optime de dezvoltare ntr-un anumit tesut. De exemplu, indiferent de calea de patrundere, vibrionul holeric se localizeaza in intestinul subtire, bacilul dizenteric in mucoasa intestinului gros, Brucella in placenta bovinelor si ovinelor, datorita concentratiei mari de eritrol (dar nu in placenta umana), Rickettsia prowazeki in celulele epiteliale ale capilarelor SNC, B. pertusis exclusiv in mucoasa bronsica. B. anthracis se multiplica in orice tesut, chiar si in sange. Debutul bolii este marcat de momentul in care numarul de agenti infectiosi si cantitatea de toxine acumulate au atins un nivel critic. Debutul poate fi brusc sau lent si este caracterizat din punct de vedere clinic, prin instalarea (brusca sau gradata) a semnelor bolii: febra, cefalee, frisoane, algii musculo-articulare. Debutul marcheaza inceputul perioadei de invazie a agentului infectios de la locul multiplicarii primare sau a eliberarii unei cantitati prag de toxina, spre noi zone sensibile, iar din punct de vedere cronologic si clinic semnifica inceputul perioadei de stare. Perioada de stare este intervalul de timp, in care maladiile infecto-contagioase isi desfasoara un tablou clinic cu simptome caracteristice, de amplitudine maxima, decisiva pentru evolutia ulterioara. In aceasta perioada poate sa survina decesul. La sfarsitul perioadei de stare, simptomele dispar brusc in crisis (de exemplu, in pneumonia bacteriana), insotita de

sterilizarea bacteriologica sau lent in lysis (in cazul febrei tifoide). Organismul se poate steriliza sau poate sa ramana infectat pentru o perioada nedefinita de timp. In perioada de stare, organismul se imunizeaza abundent cu antigene ale agentului patogen si se sintetizeaza anticorpi. Imunizarea are ca rezultat, de regula, sterilizarea bacteriologica sau virologica a organismului. Uneori, organismul nu se sterilizeaza si in focarele de infectie greu accesibile efectorilor raspunsului imun, agentul persista, consecinta fiind o infectie cronica. Convalescenta este perioada de timp in care organismul isi reface potentialul de activitate, anterior imbolnavirii. Infectia cronica corespunde unei stari de echilibru intre agentul infectios si organismul gazda, caracterizata prin faptul ca vindecarea clinica (disparitia simptomelor) nu este insotita de sterilizarea organismului. Focarele de infectie cronica au localizari greu accesibile factorilor de aparare a organismului sau medicatiei: in SNC, in viscerele parechimatoase (ficat, rinichi, splina), in sinusurile osoase, in glandele bine incapsulate (prostata). Infectia cronica poate sa persiste fara simptome clinice (sifilisul latent) sau poate evolua cu reacutizari intermitente la diferite perioade (bruceloza, tuberculoza, sifilis tetiar). Starea de purtator este, fie consecinta unei infectii cronice, fie a persistentei pentru o perioada de timp, a unui focar de infectie, in organismele clinic sanatoase. Uneori, fostii bolnavi tolereaza la nivelul mucoaselor, agentul patogen pe care il elimina timp de cateva saptamani (Str. pyogenes, C. diphteriae, V. cholerae). Alteori, bacteriile si virusurile sunt eliminate pentru perioade indelungate (de ordinul anilor): S. typhimurium ramane localizata in vezica biliara, de unde se elimina intermitent, iar bolnavii de difterie pot ramane purtatori ai bacilului C. diphteriae. Purtatorii creeaza probleme dificile din punct de vedere epidemiologic, deoarece reprezinta izvoare de infectie greu de depistat. Purtatorii sunt foarte periculosi pentru sanatatea publica, mai ales daca vin in contact cu alimentele, ca manipulatori sau preparatori ai acestora. Tipuri de evoluie epidemiologic a infeciei

Din punct de vedere epidemiologic, maladia infecioas poate evolua pe mai multe nivele de extindere spatiotemporal i incidental: - evolutia sporadica semnifica aparitia cazurilor izolate de imbolnavire, atat in timp cat si in spatiu; - evolutia endemica este definita prin aparitia cazurilor relativ rare de infectie, care se mentin numeric constante intr-o colectivitate si apar cu relativa regularitate, de obicei sezonier, la intervale variabile de timp. Majoritatea indivizilor populatiei sunt imunizati si deci indemni fata de agentul infectios; - evolutia epidemica, caracterizeaza evolutia rapida a unedi infectii intr-un interval scurt de timp, cu un numar mare de cazuri clinice intr-o colectivitate (camin, cazarma, sat, regiune, tara). Se cunosc epidemiile de ciuma, gripa, rujeola, scarlatina; - evolutia pandemica este aceea in care maladia infectioasa se extinde foarte rapid pe un teritoriu foarte larg (tari, continente), cu un numar foarte mare de cazuri clinice. Este caracteristica infectiei gripale si este usurata de mijloacele de deplasare rapida, la distante foarte mari. Fata de un agent patogen, absent in mod obisnuit dintr-un areal, populatia poate fi foarte susceptibila. La primul contact cu populatia receptiva, agentul patogen declanseaza o epidemie exploziva, dar odata cu instalarea starii de imunitate specifica, incidenta maladiei scade. Daca agentul patogen isi modifica specificitatea antigenica, epidemia evolueaza si intr-o populatie imunizata, deoarece, fata de noile variante antigenice, populatia nu poseda anticorpi specifici. Epidemiile sunt conditionate de standardul de viata al comunitatii. Maladia tuberculoasa este o reflectare a acestei conditii, in timp ce bolile venerice sunt favorizate de promiscuitatea sexual.