Un agent patogen manifestă tropism pentru o anumită gazdă dacă poate interacționa cu celulele gazdei într-un mod care favorizează creșterea și infecția patogenă. Diferiți factori afectează capacitatea unui agent patogen de a infecta o anumită celulă, inclusiv: structura receptorilor de la suprafața celulei; disponibilitatea factorilor de transcripție care pot identifica ADN sau ARN patogen; capacitatea celulelor și a țesutului de a susține replicarea virală sau bacteriană; și prezența barierelor fizice sau chimice în interiorul celulelor și în tot țesutul înconjurător.
Receptorii de la suprafața celularăEdit
Patogenii intră sau aderă frecvent la celulele sau țesuturile gazdei înainte de a provoca infecția. Pentru ca această legătură să aibă loc, agentul patogen trebuie să recunoască suprafața celulei și apoi să se lege de ea. Virușii, de exemplu, trebuie adesea să se lege de receptori specifici ai suprafeței celulare pentru a intra într-o celulă. Multe membrane virale conțin proteine de suprafață ale virionilor care sunt specifice anumitor receptori de la suprafața celulei gazdă. Dacă o celulă gazdă exprimă receptorul de suprafață complementar pentru virus, atunci virusul se poate atașa și intra în celulă. Dacă o celulă nu exprimă acești receptori, atunci virusul nu o poate infecta în mod normal. Prin urmare, dacă virusul nu se poate lega de celulă, acesta nu prezintă tropism pentru acea gazdă.
Bacteriile infectează gazdele în mod diferit față de virusuri. Spre deosebire de virusuri, bacteriile se pot replica și diviza pe cont propriu fără a intra într-o celulă gazdă. Totuși, pentru a crește și a se diviza, bacteriile au nevoie de anumiți nutrienți din mediul lor. Acești nutrienți pot fi adesea furnizați de țesuturile gazdei, motiv pentru care unele bacterii au nevoie de o gazdă pentru a supraviețui. Odată ce o bacterie recunoaște receptorii celulei gazdă sau mediul înconjurător bogat în nutrienți, aceasta colonizează suprafața celulei. Bacteriile au diverse mecanisme de colonizare a țesuturilor gazdă. De exemplu, producția de biofilme permite bacteriilor să adere la suprafața țesutului gazdă și oferă un mediu protector ideal pentru creșterea bacteriilor. Unele bacterii, cum ar fi spirochetele, sunt capabile să prolifereze celula sau țesuturile gazdă. Acest lucru permite apoi bacteriei să se încercuiască într-un mediu bogat în nutrienți care o protejează de răspunsurile imune și de alți factori de stres.
Factori de transcripție, nutrienți și replicare patogenăEdit
Pentru ca virușii să se reproducă în interiorul unei celule gazdă și pentru ca bacteriile să efectueze procesele metabolice necesare pentru a crește și a se diviza, acestea trebuie mai întâi să preia nutrienții și factorii de transcripție necesari din mediul lor înconjurător. Chiar dacă un virus este capabil să se lege de o celulă gazdă și să-și transfere materialul genetic prin membrana celulară, este posibil ca celula să nu conțină polimerazele și enzimele necesare pentru ca replicarea virală să aibă loc și pentru ca patogeneza să continue.
Mulți agenți patogeni conțin, de asemenea, factori de virulență importanți în genomul lor. În special, bacteriile patogene sunt capabile să traducă genele de virulență localizate în plasmidele lor în diferiți factori de virulență pentru a ajuta bacteria în patogeneză. În cadrul agenților patogeni există multe tipuri diferite de factori de virulență, inclusiv: factori de aderență, factori de invazie, capsule, siderofori, endotoxine și exotoxine. Toți acești factori de virulență fie ajută direct la colonizarea gazdei, fie la deteriorarea celulelor și țesuturilor gazdei.
Mecanismele de apărare ale celulei gazdăEdit
Organismele gazdă sunt dotate cu o varietate de mecanisme de apărare diferite folosite pentru a proteja gazda de infecția patogenă. Oamenii, în special, posedă multiple linii de apărare care afectează patogeneza de la început până la sfârșit. Pentru ca un virus sau o bacterie să manifeste tropism pentru o anumită gazdă, trebuie mai întâi să dispună de mijloacele necesare pentru a străpunge linia de apărare a organismului gazdă. Prima linie de apărare, cunoscută sub numele de sistem imunitar înnăscut, este menită să împiedice intrarea și stabilirea inițială a agentului patogen. Sistemul imunitar înnăscut este doar în linii mari specific agenților patogeni și include: bariere anatomice, inflamație, fagocitoză și inhibitori nespecifici.
O barieră anatomică este orice barieră fizică sau chimică care ajută la prevenirea intrării microorganismelor în organism. Aceasta include pielea, transpirația, stratul de mucus, saliva, lacrimile, mucoasa endotelială și microbiota umană naturală. Epiderma pielii asigură o barieră fizică împotriva agenților patogeni, dar aceasta poate fi ușor compromisă de înțepăturile de insecte, mușcăturile de animale, zgârieturile sau alte traumatisme minore ale pielii. Transpirația, saliva și lacrimile sunt toate bariere chimice care conțin enzime, cum ar fi lizozimele, care pot distruge bacteriile și virușii. Stratul de mucus căptușește nazofaringele și servește ca o barieră fizică care înconjoară agenții patogeni străini și îi transportă înapoi în afara corpului prin muci și flegme. Microbiota unui om, celelalte microorganisme care trăiesc în interiorul și pe corp, concurează cu organismele patogene și joacă un rol important în controlul patogenității. În cele din urmă, o membrană semipermeabilă cunoscută sub numele de bariera hemato-encefalică este o căptușeală de celule endoteliale care separă sângele de țesuturi și organe. Fără această căptușeală, virușii și bacteriile ar putea infecta cu ușurință organe umane vitale, cum ar fi creierul, plămânii și placenta.
Inflamația este unul dintre primele răspunsuri imunitare la infecțiile patogene pe care le posedă multe organisme gazdă. Inflamația implică o temperatură ridicată în jurul locului de infecție, acumularea de CO2 și acizi organici și o scădere a tensiunii de oxigen a țesutului infectat ca răspuns la leziunile celulare induse de agentul patogen. Coagularea sângelui (coagularea) are loc, de asemenea, într-o zonă inflamată, oferind o barieră fizică împotriva infecției patogene. Aceste modificări creează, în cele din urmă, condiții de viață nefavorabile pentru agentul patogen (de exemplu, modificări ale pH-ului, scăderea ATP și modificări ale metabolismului celular) și împiedică replicarea și creșterea ulterioară.
După ce o bacterie sau un virus învinge sistemul imunitar înnăscut al organismului, sistemul imunitar dobândit al organismului gazdă preia controlul. Acest răspuns imunitar este foarte specific pentru agenții patogeni și oferă gazdei o imunitate de lungă durată împotriva unei viitoare infecții cu acel agent patogen specific. Atunci când limfocitele recunosc antigenii de pe suprafața unui agent patogen, ele secretă anticorpi care se leagă de agentul patogen și alertează macrofagele și celulele ucigașe naturale. Aceste celule țintesc agentul patogen însuși, omorându-l sau făcându-l inactiv. Acest proces produce în continuare celule B de memorie și celule T de memorie care permit apariția unei imunități de lungă durată.
În concluzie, dacă un agent patogen este capabil să depășească diversele apărări ale gazdei, să recunoască o celulă gazdă pentru a se infecta și să se reproducă cu succes în interiorul unui țesut gazdă, atunci este probabil ca agentul patogen să posede tropism pentru acea gazdă specifică.
.