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Infección por protozoos

Giardia lamblia, un protozoo infeccioso Las infecciones protozoarias son enfermedades parasitarias causadas por organismos que antes se clasificaban en el reino Protozoa . Estos...

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Giardia lamblia, un protozoo infeccioso

Las infecciones protozoarias son enfermedades parasitarias causadas por organismos que antes se clasificaban en el reino Protozoa . Estos organismos ahora se clasifican en los supergrupos Excavata , Amoebozoa , Harosa (supergrupo SAR) y Archaeplastida . Generalmente se contraen por la picadura de un insecto vector o por contacto con una sustancia o superficie infectada. [ 1 ]

Las infecciones por protozoos son responsables de enfermedades que afectan a muchos tipos diferentes de organismos, incluyendo plantas, animales y algunas especies marinas. Muchas de las enfermedades humanas más prevalentes y mortales son causadas por una infección por protozoos, como la tripanosomiasis africana , la disentería amebiana y la malaria .

Las especies originalmente denominadas "protozoos" no están estrechamente relacionadas entre sí y solo presentan similitudes superficiales ( eucariotas , unicelulares , móviles , aunque con excepciones). En las biociencias modernas, generalmente se desaconseja el uso de los términos "protozoos" y " protistas " . Sin embargo, esta terminología aún se encuentra en medicina . Esto se debe, en parte, al carácter conservador de la clasificación médica y, en parte, a la necesidad de identificar organismos basándose en su morfología.

Dentro de la clasificación taxonómica, los cuatro supergrupos de protistas (Amoebozoa, Excavata, SAR y Archaeplastida) se encuentran dentro del dominio Eukarya. Los protistas son una agrupación artificial de más de 64.000 formas de vida unicelulares diferentes. Esto significa que es difícil definir a los protistas debido a sus extremas diferencias y singularidad. Los protistas son un grupo polifilético [(de un grupo de organismos) derivado de más de un ancestro evolutivo común o grupo ancestral y, por lo tanto, no apto para ser colocado en el mismo taxón] [ 2 ] una colección de organismos y son unicelulares, lo que significa que carecen del nivel de organización tisular que está presente en los eucariotas más complejos. Los protistas crecen en una amplia variedad de hábitats húmedos y la mayoría de ellos son organismos de vida libre. En estos ambientes húmedos, también se pueden encontrar plancton y formas terrestres. Los protistas son quimioorganótrofos [organismos que oxidan los enlaces químicos en compuestos orgánicos como fuente de energía] [ 3 ] y son responsables del reciclaje de nitrógeno y fósforo. Los parásitos también son responsables de causar enfermedades en humanos y animales domésticos.

Los protozoos son protistas quimioorganótrofos y poseen tres formas diferentes de adquirir nutrientes. El primer método es la nutrición saprotrófica, en la que los nutrientes se obtienen de materia orgánica muerta mediante degradación enzimática. El segundo método es la nutrición osmotrófica, en la que los nutrientes se obtienen absorbiendo productos solubles. El tercer método es la nutrición holozoica, en la que los nutrientes sólidos se absorben mediante fagocitosis. [ 1 ]

Algunos protozoos son protistas fotoautótrofos . Estos protistas incluyen aerobios estrictos y utilizan los fotosistemas I y II para llevar a cabo la fotosíntesis, que produce oxígeno. [ 1 ]

Diagrama de la estructura del Plasmodium

Los protistas mixotróficos obtienen nutrientes a través de compuestos de carbono orgánicos e inorgánicos simultáneamente. [ 1 ]

Todas las células poseen una membrana plasmática. En los protistas, la membrana plasmática también se conoce como plasmalema. Justo debajo de la membrana plasmática, en la región interna fluida, se encuentra el citoplasma. La película de los protistas es una fina capa de proteína que proporciona soporte y protección a la célula. Además de la membrana plasmática, los protistas contienen dos tipos de vacuolas. Las vacuolas contráctiles ayudan a mantener la osmorregulación, y las vacuolas fagocíticas permiten a ciertos protistas ingerir alimento. Algunos protistas presentan flagelos o cilios que facilitan la motilidad y la absorción de nutrientes. Los flagelos o cilios generan corrientes de agua que ayudan en la alimentación y la respiración. La ingesta de energía es esencial para la supervivencia de los protistas. Los protistas quimioorganótrofos aerobios producen energía mediante sus mitocondrias. Estas mitocondrias generan la energía necesaria para que el protista mantenga sus funciones vitales celulares. Los protistas fotosintéticos producen energía mediante el uso de sus mitocondrias y cloroplastos. Finalmente, los quimioorganótrofos anaeróbicos producen energía mediante el uso de hidrogenosomas, que son orgánulos rodeados de membrana que liberan hidrógeno molecular (H₂ ) . [ 1 ]

El enquistamiento es cuando un protista se convierte en un quiste latente con pared celular; durante el enquistamiento, el quiste presenta una complejidad y actividad metabólica reducidas en relación con el protista. El enquistamiento protege al protista de los cambios ambientales, el quiste puede ser un sitio para la reorganización nuclear y la división celular, y puede actuar como célula huésped para la transferencia de especies parásitas. El desenquistamiento es cuando el retorno a condiciones favorables puede provocar que un quiste vuelva a su estado original. En protistas parásitos, el desenquistamiento puede ocurrir cuando el quiste es ingerido por un nuevo huésped. [ 1 ]

Los protistas se reproducen asexual o sexualmente. Si se reproducen asexualmente, lo hacen mediante fisión binaria, fisión múltiple, gemación y fragmentación. Si se reproducen sexualmente, lo hacen mediante singamia, un proceso en el que se produce la fusión de los gametos. Si esto ocurre en un individuo, se denomina autogamia. Si ocurre entre individuos, se conoce como conjugación. [ 1 ]

Supergrupo Excavata

Los excavados se consideran eucariotas primitivos. Se caracterizan por un surco de alimentación con flagelos posteriores, que les permite crear una corriente para capturar pequeñas partículas de alimento.El citostoma es la estructura especializada que permite a estos protistas realizar esta función. El supergrupo Excavata incluye los subgrupos Diplomonads (Fornicata) , Parabasalids y Euglenozoans .

Diplomónadas

Los diplomónadas solían definirse como Fornicata , pero sus características se mantienen a pesar del cambio de nombre. Son protistas microaerófilos. Anteriormente, los diplomónadas se definían por la ausencia de mitocondria, pero estudios recientes han descubierto que poseen un orgánulo mitocondrial remanente no funcional llamado mitosoma. La mayoría son inofensivos, excepto Giardia , Hexamita salmonis e Histomonas meleagridis . Giardia causa diarrea, Hexamita salmonis es un parásito de peces e Histomonas meleagridis es un patógeno de pavos.

Giardia intestinalis es un patógeno humano que se transmite por agua contaminada con quistes. Causa diarrea epidémica por el consumo de agua contaminada. Se puede detectar una posible infección observando quistes o trofozoítos en las heces y mediante la prueba ELISA (ensayo inmunoenzimático). Para prevenir la contaminación, evite el agua potencialmente contaminada y, si el agua contaminada es la única disponible para beber, utilice un filtro de arena lento. Un estudio reveló que la cloración del agua y las intervenciones nutricionales no tuvieron efecto sobre la infección por giardia en niños. Solo el lavado de manos y las medidas de higiene y saneamiento redujeron las tasas de infección en los niños. [ 4 ]

Hexamita salmonis es un patógeno común de peces flagelados. Los peces infectados están débiles y demacrados, y suelen nadar de costado. [ 5 ]

Histomonas meleagridis es un patógeno común en las aves que causa histomoniasis. Los signos de histomoniasis incluyen disminución del apetito, alas caídas, plumaje descuidado y heces amarillas. [ 6 ]

Parabasilia

La mayoría de los parabasalia son endosimbiontes flagelados de animales. Carecen de un citostoma diferenciado, lo que significa que deben usar la fagocitosis para ingerir alimento. Existen dos subgrupos: Trichonympha y Trichomonadida . Los Trichonympha son mutualistas obligados de insectos xilófagos como las termitas. Secretan celulasa, que se utiliza para digerir la madera. El siguiente subgrupo, Trichomonadida , no requiere oxígeno y posee hidrogenosomas. Se reproducen únicamente por reproducción asexual y algunas cepas son patógenas para los humanos. Existen tres tipos de parabasalia patógena: Trichomonas foetus, Dientamoeba fragilis y Trichomonas vaginalis . Trichomonas foetus causa abortos espontáneos en el ganado, Dientamoeba fragilis causa diarrea en humanos y Trichomonas vaginalis es una enfermedad de transmisión sexual. [ 1 ]

Imagen de un feto de Tritrichomonas cultivado.

Trichomonas foetus es un parásito que reside en el tracto urogenital del ganado bovino y causa tricomoniasis bovina. La tricomoniasis es una enfermedad de transmisión sexual que causa infertilidad en las novillas. La mayoría de los casos de infertilidad se deben a la muerte súbita del embrión. [ 7 ] Se han utilizado varios imidazoles para tratar a los toros infectados, pero ninguno es seguro ni eficaz. El ipronidazol es probablemente el más eficaz, pero con frecuencia causa abscesos estériles en los sitios de inyección. [ 8 ]

Dientamoeba fragilis es un parásito que vive en el intestino grueso de los humanos. Se desconoce cómo se transmite; una posibilidad es por la ingestión de agua o alimentos contaminados. Muchas personas infectadas con este parásito no presentan síntomas. En ocasiones, la infección puede observarse; los síntomas más comunes incluyen diarrea, dolor de estómago, pérdida de apetito, náuseas y fatiga. [ 9 ]

La tricomoniasis vaginal es una enfermedad de transmisión sexual. Los hombres infectados rara vez presentan síntomas (son asintomáticos). Las mujeres infectadas suelen presentar dolor, inflamación y enrojecimiento alrededor de la vagina, así como posibles cambios en el flujo vaginal. La tricomoniasis vaginal se trata con antibióticos. [ 10 ]

Euglenozoos

La mayoría de los euglenozoos son fotoautótrofos , pero algunos son quimioorganótrofos (saprófitos). Se encuentran comúnmente en agua dulce. Los miembros del filo Euglenozoa poseen una película protectora, un estigma rojo que orienta la célula hacia la luz, clorofila a y b para la fotosíntesis, vacuolas contráctiles y flagelos.

Lesión de leishmaniasis en el antebrazo de un adulto.

Uno de los principales patógenos del filo Euglenozoa es Leishmania. Leishmania causa leishmaniasis. Los síntomas de la leishmaniasis incluyen daño sistémico y de la piel/membranas. Los parásitos Leishmania se propagan por flebótomos en los trópicos, subtrópicos y el sur de Europa. [ 11 ] Pueden manifestarse cutáneamente (leishmaniasis cutánea) como llagas en la piel con una costra unas semanas después de la picadura o internamente (leishmaniasis visceral), afectando los órganos, lo que puede ser potencialmente mortal. La leishmaniasis cutánea puede propagarse a las membranas mucosas y causar leishmaniasis mucosa incluso años después de la infección inicial. [ 12 ] La leishmaniasis cutánea se cura por sí sola y deja cicatrices importantes. [ 13 ] El único medicamento aprobado por la FDA para la leishmaniasis visceral es la anfotericina B y la miltefosina oral para el diagnóstico de la leishmaniasis cutánea y mucosa: muestra de tejido, médula ósea, análisis de sangre detectan anticuerpos contra el parásito para la leishmaniasis visceral. [ 14 ] [ 15 ]

Error de Reduviid

El segundo patógeno de este filo es Trypanosoma cruzi . Trypanosoma cruzi causa la enfermedad de Chagas y se transmite por la chinche reduvíida, también conocida como "chinche besucona". La enfermedad de Chagas se diagnostica mediante un examen físico y un análisis de sangre. [ 16 ] El único tratamiento incluye antiparasitarios únicamente del CDC, que no están aprobados por la FDA. [ 17 ] La enfermedad de Chagas aguda tiene un inicio rápido, los tripanosomas entran en el torrente sanguíneo, se convierten en amastigotes y se replican. La enfermedad de Chagas aguda se puede tratar con benznidazol o nifurtimox. La enfermedad de Chagas crónica es asintomática y causa afectación de las células cardíacas y gastrointestinales. Actualmente, solo existen tratamientos en fase de investigación para esta enfermedad. Desafortunadamente, las vacunas no son efectivas contra la enfermedad de Chagas debido a la variación antigénica . Este patógeno causa daño al sistema nervioso.

La tripanosomiasis africana es causada por Trypanosoma brucei rhodensiense y Trypanosoma brucei gambiense , y se transmite por la mosca tsetsé. Se diagnostica mediante un examen físico y un análisis de sangre. La tripanosomiasis africana causa inflamación intersticial, letargo, inflamación cerebral y la muerte en un plazo de uno a tres años. El tratamiento farmacológico, con eflornitina y melarsoprol pentamidina para T. gambiense y suramina (Antrypol) para Trypanosoma brucei rhodensiense y Trypanosoma brucei gambiense , o combinaciones de estos medicamentos, puede ayudar a tratar esta enfermedad, pero no se pueden usar vacunas debido a la variación antigénica.

Supergrupo Amoebozoa

Radiografía de colon infectado con E. histolytica

Los amebozoos se caracterizan por el uso de pseudópodos para el movimiento y la alimentación. Estos protistas se reproducen por fisión binaria o múltiple.

Entamoebida

Entamoebida carece de mitocondrias y posee mitosomas. Entamoeba histolytica es un parásito patógeno conocido por causar amebiasis , que es la tercera causa principal de muertes parasitarias. [ 18 ] Se diagnostica mediante el análisis de muestras de heces. [ 19 ] La amebiasis es causada por la ingestión de alimentos o agua contaminados con heces u otros desechos corporales de una persona infectada, que contienen quistes, la forma latente del microbio. Estos quistes al llegar a la región del íleon terminal del tracto gastrointestinal dan lugar a una masa de células proliferantes, la forma trofozoíta del parásito, mediante el proceso de exquistación. [ 20 ] Los síntomas de esta infección incluyen diarrea con sangre y moco, y pueden alternar entre estreñimiento y remisión, dolor abdominal y fiebre. Los síntomas pueden progresar a ameboma, colitis fulminante, megacolon tóxico, úlceras colónicas, que llevan a perforación, y abscesos en órganos vitales como el hígado, los pulmones y el cerebro. La amebiasis se puede tratar con la administración de compuestos antiamebianos, que a menudo incluyen el uso de metronidazol , ornidazol , cloroquina , secnidazol , nitazoxanida y tinidazol . El tinidazol puede ser eficaz para curar a los niños. [ 21 ]  El uso de terapias convencionales para tratar la amebiasis a menudo está asociado con efectos secundarios sustanciales, una amenaza para la eficacia de estas terapias, empeorado aún más por el desarrollo de resistencia a los medicamentos en el parásito. [ 18 ] La meningoencefalitis y queratitis amebiana es una ameba come-cerebro causada por Naeglaria y Acanthomoeba de vida libre . Una forma en que se puede adquirir este patógeno es al remojar lentes de contacto en agua en lugar de solución para lentes de contacto. Esto provocará una ulceración progresiva de la córnea. [ 22 ] Este patógeno se puede diagnosticar mediante la detección de amebas en muestras clínicas. Actualmente no existe ningún tratamiento farmacológico disponible para la meningoencefalitis y la queratitis amebianas.

Supergrupo SAR

El supergrupo SAR incluye a los estramenópilos, alveolados y rizarios, y se distingue por sus finos pseudópodos, que pueden ser ramificados, simples o conectados.

Stramenopila

Algunos miembros de Stramenopila son las algas pardas, las diatomeas y los mohos acuáticos. Un ejemplo de Stramenopila son los Peronosporomycetes . El ejemplo más conocido de Peronosporomycetes es Phytophthora infestans . Este organismo causó la Gran Hambruna de Irlanda en la década de 1850. [ 23 ]

Alveola

Alveolata es un grupo grande, que incluye Dinoflagellata , Ciliados ( Ciliophora y Apicomplexa . [ 24 ]

Ciclo de vida de la toxoplasmosis entre humanos y animales

Balantidium coli ( balantidiasis ) es un ejemplo de un miembro del filo Ciliophora. La balantidiasis es el único ciliado conocido capaz de infectar a los humanos, y los cerdos son el principal reservorio. [ 25 ] La balantidiasis es oportunista y rara en los países occidentales. [ 26 ] Los apicomplejos son parásitos de animales y contienen una disposición de orgánulos llamada complejo apical. Un ejemplo de apicomplejo es la malaria. Cinco especies de Plasmodium causan malaria en animales. La malaria se transmite por la picadura de un mosquito hembra infectado. Los síntomas de la malaria incluyen: escalofríos y fiebre periódicos, anemia e hipertrofia del hígado y el bazo. La malaria cerebral puede ocurrir en niños. Para diagnosticar la malaria, los médicos buscarán parásitos englóbulos rojos teñidos con Wright o Giemsa y realizarán pruebas serológicas . El tratamiento incluye medicamentos antipalúdicos ; sin embargo, se ha observado resistencia. Actualmente se están descubriendo nuevas vacunas. Las medidas preventivas que se pueden tomar incluyen dormir con mosquitero y usar insecticida para prevenir los mosquitos. Eimeria es otro ejemplo de un patógeno apicomplejo. Este patógeno causa coccidiosis cecal en pollos. La coccidiosis es una enfermedad parasitaria del tracto intestinal. [ 27 ] Esta enfermedad se trata colocando anticoccidiales en el alimento de los pollos. También causa malabsorción, diarrea y, a veces, diarrea sanguinolenta en los animales. Theileria parva y T. annulata son parásitos transmitidos por garrapatas que causan fiebre de la costa este mortal en el ganado. La fiebre de la costa este se transmite por la picadura de la garrapata de tres huéspedes Phipicephalus appendiculatus y produce insuficiencia respiratoria y muerte en el ganado africano. La mayoría de los huéspedes de P. appendiculatus sucumben al edema pulmonar y mueren dentro de las tres semanas de la infección. La gravedad de la infección se puede disminuir con el tratamiento conmedicamentos antiprotozoarios como buparvaquona. Toxoplasma causa toxoplasmosis y puede adquirirse a través de carne poco cocida o heces de gato que contengan Toxoplasma gondii . La mayoría de los 60 millones de estadounidenses infectados con T. gondii son asintomáticos. El grupo más vulnerable a este patógeno son los fetos de madres que se infectan con el parásito por primera vez durante el embarazo. Esto puede provocar daños en el cerebro, los ojos y otros órganos del feto. Existe tratamiento disponible para mujeres embarazadas y personas inmunodeprimidas. [ 28 ]La criptosporidiosis se puede contraer por contacto con agua, alimentos, tierra o superficies contaminadas con heces que contienen Cryptosporidium. Las personas inmunocomprometidas son las más susceptibles. La criptosporidiosis causa diarrea acuosa y puede resolverse espontáneamente sin intervención médica. Se diagnostica mediante el análisis de muestras de heces y la diarrea se puede tratar con nitazoxanida . [ 29 ]

Rhizaria

Los plasmodiofóridos y los halosporidios son dos ejemplos de rizarios parásitos. Los plasmodiofóridos causan infecciones en cultivos como Spongospora subterranea . Provocan costras polvorientas y agallas, e interrumpen el crecimiento. Los halosporidios causan infecciones en invertebrados marinos, como Mikrocytos mackini en las ostras del Pacífico. Mikrocytos mackini son abscesos o pústulas verdes en los palpos y mantos de ciertos moluscos. [ 30 ]

Arqueoplastos

El supergrupo Archaeplastida incluye algas rojas, algas verdes y plantas terrestres. Cada uno de estos tres grupos tiene especies multicelulares, y las algas verdes y rojas tienen muchas especies unicelulares. Las plantas terrestres no se consideran protistas. [ 31 ]

Las algas rojas son principalmente multicelulares, carecen de flagelos y su tamaño varía desde formas microscópicas unicelulares hasta grandes formas multicelulares. Algunas especies de algas rojas contienen ficoeritrinas, pigmentos accesorios fotosintéticos de color rojo que compiten con el tono verde de la clorofila, lo que hace que estas especies presenten diferentes tonalidades de rojo. Este grupo no incluye muchos patógenos.

Las algas verdes presentan características similares a las de las plantas terrestres, especialmente en lo que respecta a la estructura de los cloroplastos. Se subdividen en clorofitas y carofitas. Es muy raro que las algas verdes se vuelvan parásitas.

Prototheca moriformis pertenece a la subdivisión Chloroplastida. P. moriformis es un alga verde que carece de clorofila y se ha convertido en parasitista. Se encuentra en aguas residuales y en el suelo. P. moriformis causa una enfermedad llamada prototecosis. Esta enfermedad infecta principalmente a bovinos y perros. Los bovinos pueden verse afectados por enteritis y mastitis por prototeca. [ 32 ] La prototecosis se observa comúnmente en perros; ingresa al cuerpo por la boca o la nariz y causa infección en los intestinos. Se ha informado del tratamiento con anfotericina B. [ 33 ]

Tratamiento futuro

Los científicos han estado investigando nuevas formas de combatir las infecciones por protozoos, incluyendo la focalización en canales y transportadores involucrados en las enfermedades [ 34 ] y la búsqueda del vínculo entre el microbioma de una persona y su capacidad para resistir una infección por protozoos [ 35 ].

Véase también

Referencias

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