Infección

Infección
Micrografía electrónica en falso color que muestra un esporozoito de malaria migrando a través de la célula epitelial del intestino medio del mosquito.
Especialidad	Enfermedades infecciosas
Causas	Bacteriano , viral , parasitario , fúngico , priónico

Una infección es la invasión de tejidos por patógenos , su multiplicación y la reacción de los tejidos del huésped al agente infeccioso y las toxinas que produce. ^[1] Una enfermedad infecciosa , también conocida como enfermedad transmisible o enfermedad contagiosa , es una enfermedad resultante de una infección.

Las infecciones pueden ser causadas por una amplia gama de patógenos , principalmente bacterias y virus . ^[2] Los huéspedes pueden combatir las infecciones utilizando sus sistemas inmunológicos . Los huéspedes mamíferos reaccionan a las infecciones con una respuesta innata , que a menudo implica inflamación , seguida de una respuesta adaptativa .

Los medicamentos específicos que se utilizan para tratar las infecciones incluyen antibióticos , antivirales , antifúngicos , antiprotozoarios ^[3] y antihelmínticos . Las enfermedades infecciosas provocaron 9,2 millones de muertes en 2013 (alrededor del 17 % de todas las muertes). ^[4] La rama de la medicina que se centra en las infecciones se conoce como enfermedades infecciosas . ^[5]

Las infecciones son causadas por agentes infecciosos ( patógenos ) que incluyen:

• Bacterias (por ejemplo, Mycobacterium tuberculosis , Staphylococcus aureus , Escherichia coli , Clostridium botulinum y Salmonella spp.)
• Virus y agentes relacionados, como viroides (por ejemplo , VIH , rinovirus , lyssavirus como el virus de la rabia , el ébolavirus y el coronavirus 2 del síndrome respiratorio agudo severo ).
• Hongos , que además se subclasifican en:
  • Ascomycota , que incluye levaduras como Candida (la infección fúngica más común ); hongos filamentosos como Aspergillus ; especies de Pneumocystis ; y dermatofitos , un grupo de organismos que causan infecciones de la piel y otras estructuras superficiales en humanos. ^[6]
  • Basidiomycota , incluido el género patógeno humano Cryptococcus . ^[7]
• Parásitos , que generalmente se dividen en: ^[8]
  • Organismos unicelulares (por ejemplo, malaria , Toxoplasma , Babesia )
  • Macroparásitos ^[9] ( gusanos o helmintos ) que incluyen nematodos como lombrices intestinales y oxiuros parásitos , tenias (cestodos) y trematodos ( trematodos , como los esquistosomas ). Las enfermedades causadas por helmintos a veces se denominan infestaciones, pero a veces se las llama infecciones.
  • Los artrópodos como garrapatas , ácaros , pulgas y piojos también pueden causar enfermedades humanas, que conceptualmente son similares a las infecciones, pero la invasión de un cuerpo humano o animal por estos macroparásitos generalmente se denomina infestación .
• Priones (aunque no secretan toxinas)

Los signos y síntomas de una infección dependen del tipo de enfermedad. Algunos signos de infección afectan a todo el cuerpo en general, como fatiga , pérdida de apetito, pérdida de peso, fiebre , sudores nocturnos, escalofríos, dolores y molestias. Otros son específicos de partes individuales del cuerpo, como erupciones cutáneas , tos o secreción nasal . ^[10]

En ciertos casos, las enfermedades infecciosas pueden ser asintomáticas durante gran parte o incluso durante toda su evolución en un huésped determinado. En este último caso, la enfermedad sólo puede definirse como una "enfermedad" (que por definición significa una dolencia) en huéspedes que enferman secundariamente después del contacto con un portador asintomático . Una infección no es sinónimo de una enfermedad infecciosa, ya que algunas infecciones no causan enfermedad en un huésped. ^[11]

Como las infecciones bacterianas y virales pueden causar los mismos tipos de síntomas, puede ser difícil distinguir cuál es la causa de una infección específica. ^[12] Es importante distinguir entre ambas, ya que las infecciones virales no se pueden curar con antibióticos, mientras que las bacterianas sí. ^[13]

Existe una cadena general de eventos que se aplica a las infecciones, a veces llamada cadena de infección ^[15] o cadena de transmisión . La cadena de eventos involucra varios pasos, que incluyen el agente infeccioso, el reservorio, la entrada a un huésped susceptible, la salida y la transmisión a nuevos huéspedes. Cada uno de los eslabones debe estar presente en un orden cronológico para que se desarrolle una infección. Comprender estos pasos ayuda a los trabajadores de la salud a atacar la infección y prevenir que ocurra en primer lugar. ^[16]

La infección comienza cuando un organismo ingresa con éxito al cuerpo, crece y se multiplica. Esto se conoce como colonización. La mayoría de los humanos no se infectan fácilmente. Aquellos con sistemas inmunológicos comprometidos o debilitados tienen una mayor susceptibilidad a infecciones crónicas o persistentes. Las personas que tienen un sistema inmunológico suprimido son particularmente susceptibles a infecciones oportunistas . La entrada al huésped en la interfaz huésped-patógeno , generalmente ocurre a través de la mucosa en orificios como la cavidad oral , la nariz, los ojos, los genitales, el ano, o el microbio puede ingresar a través de heridas abiertas. Si bien algunos organismos pueden crecer en el sitio inicial de entrada, muchos migran y causan una infección sistémica en diferentes órganos. Algunos patógenos crecen dentro de las células del huésped (intracelulares), mientras que otros crecen libremente en los fluidos corporales. ^[17]

La colonización de heridas se refiere a microorganismos no replicantes dentro de la herida, mientras que en las heridas infectadas, existen organismos replicantes y el tejido se lesiona. ^[18] Todos los organismos multicelulares son colonizados en algún grado por organismos extrínsecos, y la gran mayoría de estos existen en una relación mutualista o comensal con el huésped. Un ejemplo de los primeros son las especies de bacterias anaeróbicas , que colonizan el colon de los mamíferos , y un ejemplo de los últimos son las diversas especies de estafilococos que existen en la piel humana . Ninguna de estas colonizaciones se considera una infección. La diferencia entre una infección y una colonización es a menudo solo una cuestión de circunstancias. Los organismos no patógenos pueden volverse patógenos dadas condiciones específicas, e incluso el organismo más virulento requiere ciertas circunstancias para causar una infección comprometedora. Algunas bacterias colonizadoras, como Corynebacteria sp. y estreptococos Viridans , previenen la adhesión y colonización de bacterias patógenas y, por lo tanto, tienen una relación simbiótica con el huésped, previniendo la infección y acelerando la cicatrización de heridas .

Las variables que intervienen en el resultado de que un huésped sea inoculado por un patógeno y el resultado final incluyen:

• La vía de entrada del patógeno y el acceso que obtiene a las regiones hospedadoras.
• La virulencia intrínseca del organismo particular.
• la cantidad o carga del inoculante inicial
• El estado inmunológico del huésped que está siendo colonizado.

Por ejemplo, varias especies de estafilococos permanecen inofensivas en la piel, pero, cuando están presentes en un espacio normalmente estéril , como en la cápsula de una articulación o el peritoneo , se multiplican sin resistencia y causan daños. ^[22]

Un hecho interesante que la cromatografía de gases-espectrometría de masas , el análisis del ARN ribosómico 16S , la ómica y otras tecnologías avanzadas han hecho más evidente para los humanos en las últimas décadas es que la colonización microbiana es muy común incluso en entornos que los humanos consideran casi estériles . Debido a que es normal tener colonización bacteriana, es difícil saber qué heridas crónicas pueden clasificarse como infectadas y cuánto riesgo de progresión existe. A pesar de la enorme cantidad de heridas observadas en la práctica clínica, existen datos de calidad limitados para los síntomas y signos evaluados. Una revisión de heridas crónicas en la "Serie de exámenes clínicos racionales" del Journal of the American Medical Association cuantificó la importancia del aumento del dolor como indicador de infección. ^[23] La revisión mostró que el hallazgo más útil es un aumento en el nivel de dolor [rango de razón de verosimilitud (LR), 11-20] que hace que la infección sea mucho más probable, pero la ausencia de dolor (rango de razón de verosimilitud negativa, 0,64-0,88) no descarta la infección (LR resumido 0,64-0,88).

La enfermedad puede surgir si los mecanismos inmunológicos protectores del huésped se ven comprometidos y el organismo le inflige daño. Los microorganismos pueden causar daño tisular al liberar una variedad de toxinas o enzimas destructivas. Por ejemplo, Clostridium tetani libera una toxina que paraliza los músculos, y el estafilococo libera toxinas que producen shock y sepsis . No todos los agentes infecciosos causan enfermedad en todos los huéspedes. Por ejemplo, menos del 5% de las personas infectadas con polio desarrollan la enfermedad. ^[24] Por otro lado, algunos agentes infecciosos son altamente virulentos. El prión que causa la enfermedad de las vacas locas y la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob mata invariablemente a todos los animales y personas que están infectados. ^[25]

Las infecciones persistentes se producen porque el cuerpo no es capaz de eliminar el organismo después de la infección inicial. Las infecciones persistentes se caracterizan por la presencia continua del organismo infeccioso, a menudo como infección latente con recaídas recurrentes ocasionales de infección activa. Hay algunos virus que pueden mantener una infección persistente al infectar diferentes células del cuerpo. Algunos virus, una vez adquiridos, nunca abandonan el cuerpo. Un ejemplo típico es el virus del herpes, que tiende a ocultarse en los nervios y reactivarse cuando surgen circunstancias específicas. ^[26]

Las infecciones persistentes causan millones de muertes en todo el mundo cada año. ^[27] Las infecciones crónicas por parásitos son responsables de una alta morbilidad y mortalidad en muchos países subdesarrollados. ^{[28] [29]}

Para que los organismos infectantes sobrevivan y repitan el ciclo de infección en otros huéspedes, ellos (o su progenie) deben abandonar un reservorio existente y causar la infección en otro lugar. La transmisión de la infección puede tener lugar a través de muchas vías potenciales: ^[30]

• El contacto por gotitas , también conocido como vía respiratoria , y la infección resultante pueden denominarse enfermedades transmitidas por el aire . Si una persona infectada tose o estornuda sobre otra persona, los microorganismos, suspendidos en gotitas húmedas y cálidas, pueden ingresar al cuerpo a través de la nariz, la boca o las superficies de los ojos.
• Transmisión fecal-oral , en la que los alimentos o el agua se contaminan (porque las personas no se lavan las manos antes de preparar los alimentos o porque se vierten aguas residuales sin tratar en un suministro de agua potable) y las personas que los comen y beben se infectan. Los patógenos comunes de transmisión fecal-oral incluyen Vibrio cholerae , especies de Giardia , rotavirus , Entamoeba histolytica , Escherichia coli y tenias . ^[31] La mayoría de estos patógenos causan gastroenteritis .
• Transmisión sexual , cuyo resultado se denomina infección de transmisión sexual .
• Transmisión oral : las enfermedades que se transmiten principalmente por vía oral pueden contraerse mediante contacto oral directo, como un beso , o mediante contacto indirecto, como compartir un vaso o un cigarrillo.
• Transmisión por contacto directo : Algunas enfermedades que son transmisibles por contacto directo incluyen el pie de atleta , el impétigo y las verrugas .
• Transmisión por vehículo , transmisión por un reservorio inanimado (alimento, agua, suelo). ^[32]
• Transmisión vertical , directamente de la madre al embrión , feto o bebé durante el embarazo o el parto . Puede producirse como resultado de una infección preexistente o adquirida durante el embarazo.
• Transmisión iatrogénica , debido a procedimientos médicos como inyección o trasplante de material infectado.
• Transmisión por vector , transmitida por un vector , que es un organismo que no causa enfermedad por sí mismo, pero que transmite la infección al transportar patógenos de un huésped a otro. ^[33]

La relación entre virulencia y transmisibilidad es compleja; los estudios han demostrado que no existe una relación clara entre ambas. ^{[34] [35]} Todavía hay una pequeña cantidad de evidencia que sugiere parcialmente un vínculo entre virulencia y transmisibilidad. ^{[36] [37] [38]}

El diagnóstico de enfermedades infecciosas a veces implica la identificación de un agente infeccioso, ya sea directa o indirectamente. ^[39] En la práctica, la mayoría de las enfermedades infecciosas menores, como verrugas , abscesos cutáneos , infecciones del sistema respiratorio y enfermedades diarreicas, se diagnostican por su presentación clínica y se tratan sin conocimiento del agente causal específico. Las conclusiones sobre la causa de la enfermedad se basan en la probabilidad de que un paciente haya estado en contacto con un agente particular, la presencia de un microbio en una comunidad y otras consideraciones epidemiológicas. Si se hace el esfuerzo suficiente, se pueden identificar específicamente todos los agentes infecciosos conocidos. ^[40]

El diagnóstico de una enfermedad infecciosa casi siempre se inicia con la historia clínica y el examen físico. Las técnicas de identificación más detalladas implican el cultivo de agentes infecciosos aislados de un paciente. El cultivo permite la identificación de organismos infecciosos mediante el examen de sus características microscópicas, la detección de la presencia de sustancias producidas por patógenos y la identificación directa de un organismo por su genotipo. ^[40]

Muchos organismos infecciosos se identifican sin cultivo ni microscopía. Esto es especialmente cierto en el caso de los virus, que no pueden crecer en cultivos. En el caso de algunos patógenos sospechosos, los médicos pueden realizar pruebas que examinan la sangre u otros fluidos corporales del paciente en busca de antígenos o anticuerpos que indiquen la presencia de un patógeno específico que el médico sospecha. ^[40]

Se utilizan otras técnicas (como rayos X , tomografías computarizadas , tomografías por emisión de positrones o resonancia magnética nuclear ) para producir imágenes de anomalías internas resultantes del crecimiento de un agente infeccioso. Las imágenes son útiles para detectar, por ejemplo, un absceso óseo o una encefalopatía espongiforme producida por un prión . ^[41]

Sin embargo, los beneficios de la identificación a menudo se ven superados por el costo, ya que a menudo no existe un tratamiento específico, la causa es obvia o es probable que el resultado de una infección sea benigno . ^[42]

El diagnóstico se ve facilitado por los síntomas que se presentan en cualquier individuo con una enfermedad infecciosa, aunque por lo general se necesitan técnicas diagnósticas adicionales para confirmar la sospecha. Algunos signos son específicamente característicos e indicativos de una enfermedad y se denominan signos patognomónicos ; pero son poco frecuentes. No todas las infecciones son sintomáticas. ^[43]

En los niños, la presencia de cianosis , respiración rápida, mala perfusión periférica o erupción petequial aumenta el riesgo de una infección grave en más de 5 veces. ^[44] Otros indicadores importantes incluyen la preocupación de los padres, el instinto clínico y una temperatura superior a 40 °C. ^[44]

Muchos enfoques de diagnóstico dependen del cultivo microbiológico para aislar un patógeno de la muestra clínica apropiada. ^[45] En un cultivo microbiano, se proporciona un medio de crecimiento para un agente específico. Luego, se analiza una muestra tomada de tejido o fluido potencialmente enfermo para detectar la presencia de un agente infeccioso capaz de crecer dentro de ese medio. Muchas bacterias patógenas se cultivan fácilmente en agar nutritivo , una forma de medio sólido que proporciona carbohidratos y proteínas necesarios para el crecimiento, junto con grandes cantidades de agua. Una sola bacteria crecerá en un montículo visible en la superficie de la placa llamado colonia , que puede separarse de otras colonias o fusionarse en un "césped". El tamaño, el color, la forma y la forma de una colonia son característicos de la especie bacteriana, su composición genética específica (su cepa ) y el entorno que sustenta su crecimiento. A menudo se agregan otros ingredientes a la placa para ayudar en la identificación. Las placas pueden contener sustancias que permiten el crecimiento de algunas bacterias y no de otras, o que cambian de color en respuesta a ciertas bacterias y no a otras. Las placas bacteriológicas como estas se utilizan comúnmente en la identificación clínica de bacterias infecciosas. El cultivo microbiano también puede utilizarse para la identificación de virus : el medio, en este caso, son células cultivadas en cultivo que el virus puede infectar y luego alterar o matar. En el caso de la identificación viral, una región de células muertas resulta del crecimiento viral y se denomina "placa". Los parásitos eucariotas también pueden cultivarse en cultivo como un medio para identificar un agente particular. ^[46]

En ausencia de técnicas adecuadas de cultivo en placa, algunos microbios requieren cultivo en animales vivos. Bacterias como Mycobacterium leprae y Treponema pallidum pueden cultivarse en animales, aunque las técnicas serológicas y microscópicas hacen innecesario el uso de animales vivos. Los virus también se identifican habitualmente utilizando alternativas al crecimiento en cultivo o animales. Algunos virus pueden cultivarse en huevos embrionados . Otro método de identificación útil es el xenodiagnóstico, o el uso de un vector para apoyar el crecimiento de un agente infeccioso. La enfermedad de Chagas es el ejemplo más significativo, porque es difícil demostrar directamente la presencia del agente causal, Trypanosoma cruzi en un paciente, lo que por lo tanto dificulta hacer un diagnóstico definitivo. En este caso, el xenodiagnóstico implica el uso del vector del agente de Chagas T. cruzi , un insecto triatomino no infectado , que se alimenta de sangre de una persona sospechosa de haber sido infectada. El insecto se inspecciona posteriormente para detectar el crecimiento de T. cruzi dentro de su intestino. ^[47]

Otra herramienta principal en el diagnóstico de enfermedades infecciosas es la microscopía . ^[48] Prácticamente todas las técnicas de cultivo analizadas anteriormente dependen, en algún momento, del examen microscópico para la identificación definitiva del agente infeccioso. La microscopía puede llevarse a cabo con instrumentos simples, como el microscopio óptico compuesto , o con instrumentos tan complejos como un microscopio electrónico . Las muestras obtenidas de pacientes pueden verse directamente bajo el microscopio óptico y, a menudo, pueden conducir rápidamente a la identificación. La microscopía también se utiliza a menudo junto con técnicas de tinción bioquímica y puede volverse exquisitamente específica cuando se utiliza en combinación con técnicas basadas en anticuerpos . Por ejemplo, el uso de anticuerpos hechos artificialmente fluorescentes (anticuerpos marcados con fluorescencia) puede dirigirse a unirse e identificar antígenos específicos presentes en un patógeno. Luego se utiliza un microscopio de fluorescencia para detectar anticuerpos marcados con fluorescencia unidos a antígenos internalizados dentro de muestras clínicas o células cultivadas. Esta técnica es especialmente útil en el diagnóstico de enfermedades virales, donde el microscopio óptico es incapaz de identificar un virus directamente. ^[49]

Otros procedimientos microscópicos también pueden ayudar a identificar agentes infecciosos. Casi todas las células se tiñen fácilmente con una serie de colorantes básicos debido a la atracción electrostática entre las moléculas celulares cargadas negativamente y la carga positiva del colorante. Una célula normalmente es transparente bajo un microscopio, y el uso de un colorante aumenta el contraste de una célula con su fondo. La tinción de una célula con un colorante como la tinción de Giemsa o violeta de cristal permite a un microscopista describir su tamaño, forma, componentes internos y externos y sus asociaciones con otras células. La respuesta de las bacterias a diferentes procedimientos de tinción también se utiliza en la clasificación taxonómica de los microbios. Dos métodos, la tinción de Gram y la tinción acidorresistente , son los enfoques estándar utilizados para clasificar las bacterias y diagnosticar enfermedades. La tinción de Gram identifica los grupos bacterianos Bacillota y Actinomycetota , ambos contienen muchos patógenos humanos importantes. El procedimiento de tinción acidorresistente identifica los géneros Actinomycetota Mycobacterium y Nocardia . ^[50]

Las pruebas bioquímicas utilizadas en la identificación de agentes infecciosos incluyen la detección de productos metabólicos o enzimáticos característicos de un agente infeccioso en particular. Dado que las bacterias fermentan carbohidratos en patrones característicos de su género y especie , la detección de productos de fermentación se utiliza comúnmente en la identificación bacteriana. Los ácidos , alcoholes y gases generalmente se detectan en estas pruebas cuando las bacterias se cultivan en medios líquidos o sólidos selectivos . ^[51]

El aislamiento de enzimas del tejido infectado también puede proporcionar la base de un diagnóstico bioquímico de una enfermedad infecciosa. Por ejemplo, los seres humanos no pueden producir replicasas de ARN ni transcriptasa inversa , y la presencia de estas enzimas es característica de tipos específicos de infecciones virales. La capacidad de la proteína viral hemaglutinina para unir glóbulos rojos en una matriz detectable también puede caracterizarse como una prueba bioquímica para la infección viral, aunque estrictamente hablando la hemaglutinina no es una enzima y no tiene función metabólica. ^[52]

Los métodos serológicos son pruebas muy sensibles, específicas y a menudo extremadamente rápidas que se utilizan para identificar microorganismos. Estas pruebas se basan en la capacidad de un anticuerpo para unirse específicamente a un antígeno. El antígeno, generalmente una proteína o un carbohidrato producido por un agente infeccioso, se une al anticuerpo. Esta unión desencadena una cadena de eventos que pueden ser visiblemente obvios de varias maneras, según la prueba. Por ejemplo, la " faringitis estreptocócica " a menudo se diagnostica en cuestión de minutos y se basa en la aparición de antígenos producidos por el agente causal, S. pyogenes , que se recupera de la garganta de un paciente con un hisopo de algodón. Las pruebas serológicas, si están disponibles, suelen ser la vía preferida de identificación, sin embargo, las pruebas son costosas de desarrollar y los reactivos utilizados en la prueba a menudo requieren refrigeración . Algunos métodos serológicos son extremadamente costosos, aunque cuando se utilizan comúnmente, como con la "prueba de estreptococos", pueden ser económicos. ^[11]

Se han desarrollado técnicas serológicas complejas que se conocen como inmunoensayos . Los inmunoensayos pueden utilizar la unión básica anticuerpo-antígeno como base para producir una señal de radiación electromagnética o de partículas, que puede detectarse mediante algún tipo de instrumentación. La señal de los desconocidos se puede comparar con la de los estándares, lo que permite la cuantificación del antígeno objetivo. Para ayudar en el diagnóstico de enfermedades infecciosas, los inmunoensayos pueden detectar o medir antígenos de agentes infecciosos o proteínas generadas por un organismo infectado en respuesta a un agente extraño. Por ejemplo, el inmunoensayo A puede detectar la presencia de una proteína de superficie de una partícula de virus. El inmunoensayo B, por otro lado, puede detectar o medir anticuerpos producidos por el sistema inmunológico de un organismo que están hechos para neutralizar y permitir la destrucción del virus.

La instrumentación se puede utilizar para leer señales extremadamente pequeñas creadas por reacciones secundarias vinculadas a la unión entre el anticuerpo y el antígeno. La instrumentación puede controlar el muestreo, el uso de reactivos, los tiempos de reacción, la detección de señales, el cálculo de resultados y la gestión de datos para generar un proceso automatizado rentable para el diagnóstico de enfermedades infecciosas.

Las tecnologías basadas en el método de reacción en cadena de la polimerasa (PCR) se convertirán en los estándares de oro casi omnipresentes de los diagnósticos del futuro cercano, por varias razones. En primer lugar, el catálogo de agentes infecciosos ha crecido hasta el punto de que prácticamente todos los agentes infecciosos significativos de la población humana han sido identificados. En segundo lugar, un agente infeccioso debe crecer dentro del cuerpo humano para causar una enfermedad; esencialmente debe amplificar sus propios ácidos nucleicos para causar una enfermedad. Esta amplificación de ácido nucleico en el tejido infectado ofrece una oportunidad para detectar el agente infeccioso mediante PCR. En tercer lugar, las herramientas esenciales para dirigir la PCR, los cebadores , se derivan de los genomas de los agentes infecciosos, y con el tiempo esos genomas se conocerán si no lo son ya. ^[53]

Por lo tanto, la capacidad tecnológica para detectar cualquier agente infeccioso de forma rápida y específica está disponible actualmente. Los únicos bloqueos restantes para el uso de la PCR como una herramienta estándar de diagnóstico están en su costo y aplicación, ninguno de los cuales es insuperable. El diagnóstico de unas pocas enfermedades no se beneficiará del desarrollo de los métodos de PCR, como algunas de las enfermedades clostridiales ( tétanos y botulismo ). Estas enfermedades son fundamentalmente envenenamientos biológicos por un número relativamente pequeño de bacterias infecciosas que producen neurotoxinas extremadamente potentes . No se produce una proliferación significativa del agente infeccioso, lo que limita la capacidad de la PCR para detectar la presencia de cualquier bacteria. ^[53]

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Dada la amplia gama de patógenos bacterianos, virales, fúngicos, protozoarios y helmínticos que causan enfermedades debilitantes y potencialmente mortales, la capacidad de identificar rápidamente la causa de la infección es importante pero a menudo desafiante. Por ejemplo, más de la mitad de los casos de encefalitis , una enfermedad grave que afecta al cerebro, permanecen sin diagnosticar, a pesar de las pruebas exhaustivas utilizando el estándar de atención ( cultivo microbiológico ) y métodos de laboratorio clínico de última generación. Actualmente, se están desarrollando pruebas de diagnóstico basadas en secuenciación metagenómica para uso clínico y muestran promesa como una forma sensible, específica y rápida de diagnosticar la infección utilizando una única prueba integral. ^[54] Esta prueba es similar a las pruebas de PCR actuales; sin embargo, se utiliza una amplificación de todo el genoma no dirigida en lugar de cebadores para un agente infeccioso específico. Este paso de amplificación es seguido por la secuenciación de próxima generación o secuenciación de tercera generación , comparaciones de alineamiento y clasificación taxonómica utilizando grandes bases de datos de miles de genomas de referencia de patógenos y comensales . Simultáneamente, los genes de resistencia a los antimicrobianos dentro de los genomas de patógenos y plásmidos se secuencian y se alinean con los genomas de patógenos clasificados taxonómicamente para generar un perfil de resistencia a los antimicrobianos (análogo a las pruebas de sensibilidad a los antibióticos ) para facilitar el uso de antimicrobianos y permitir la optimización del tratamiento utilizando los medicamentos más eficaces para la infección de un paciente.

La secuenciación metagenómica podría resultar especialmente útil para el diagnóstico cuando el paciente está inmunodeprimido . Una gama cada vez más amplia de agentes infecciosos puede causar daños graves a las personas inmunodeprimidas, por lo que el cribado clínico a menudo debe ser más amplio. Además, la expresión de los síntomas suele ser atípica, lo que dificulta el diagnóstico clínico basado en la presentación. En tercer lugar, los métodos de diagnóstico que se basan en la detección de anticuerpos tienen más probabilidades de fallar. Por lo tanto, es muy deseable una prueba rápida, sensible, específica y no dirigida para todos los patógenos humanos conocidos que detecte la presencia del ADN del organismo en lugar de anticuerpos.

Generalmente, sólo se considera que es necesaria la identificación específica de un agente infeccioso cuando dicha identificación puede ayudar al tratamiento o la prevención de la enfermedad, o a avanzar en el conocimiento de la evolución de una enfermedad antes de desarrollar medidas terapéuticas o preventivas eficaces. Por ejemplo, a principios de los años 1980, antes de la aparición del AZT para el tratamiento del SIDA , se seguía de cerca la evolución de la enfermedad mediante el control de la composición de las muestras de sangre de los pacientes, aunque el resultado no ofreciera al paciente más opciones de tratamiento. En parte, estos estudios sobre la aparición del VIH en comunidades específicas permitieron plantear hipótesis sobre la vía de transmisión del virus. Al comprender cómo se transmitía la enfermedad, se podían destinar recursos a las comunidades de mayor riesgo en campañas destinadas a reducir el número de nuevas infecciones. La identificación diagnóstica serológica específica, y más tarde la identificación genotípica o molecular, del VIH también permitió desarrollar hipótesis sobre los orígenes temporales y geográficos del virus, así como una miríada de otras hipótesis. ^[11] El desarrollo de herramientas de diagnóstico molecular ha permitido a los médicos e investigadores controlar la eficacia del tratamiento con fármacos antirretrovirales . En la actualidad, los diagnósticos moleculares se utilizan habitualmente para identificar el VIH en personas sanas mucho antes de que aparezca la enfermedad y se han utilizado para demostrar la existencia de personas genéticamente resistentes a la infección por VIH. Por tanto, aunque todavía no existe una cura para el SIDA, la identificación del virus y el control de los niveles de virus en la sangre de las personas infectadas tienen un gran beneficio terapéutico y predictivo, tanto para el paciente como para la comunidad en general.

Las infecciones sintomáticas son aparentes y clínicas , mientras que una infección que está activa pero no produce síntomas notables puede denominarse inaparente, silenciosa, subclínica u oculta. Una infección que está inactiva o latente se denomina infección latente . ^[55] Un ejemplo de una infección bacteriana latente es la tuberculosis latente . Algunas infecciones virales también pueden ser latentes; ejemplos de infecciones virales latentes son cualquiera de las de la familia Herpesviridae ^{. [56]}

La palabra infección puede denotar cualquier presencia de un patógeno en particular (no importa cuán pequeña sea), pero también se usa a menudo en un sentido que implica una infección clínicamente aparente (en otras palabras, un caso de enfermedad infecciosa). Este hecho a veces crea cierta ambigüedad o da lugar a alguna discusión sobre su uso ; para evitar esto, es común que los profesionales de la salud hablen de colonización (en lugar de infección ) cuando quieren decir que algunos de los patógenos están presentes pero que no hay una infección clínicamente aparente (ninguna enfermedad). ^[57]

Se utilizan diferentes términos para describir cómo y dónde se presentan las infecciones a lo largo del tiempo. En una infección aguda , los síntomas se desarrollan rápidamente; su curso puede ser rápido o prolongado. En una infección crónica , los síntomas suelen desarrollarse gradualmente a lo largo de semanas o meses y tardan en resolverse. ^[58] En las infecciones subagudas , los síntomas tardan más en desarrollarse que en las infecciones agudas, pero surgen más rápidamente que los de las infecciones crónicas. Una infección focal es un sitio inicial de infección desde el cual los organismos viajan a través del torrente sanguíneo a otra área del cuerpo. ^[59]

Entre las muchas variedades de microorganismos , relativamente pocos causan enfermedades en individuos por lo demás sanos. ^[60] La enfermedad infecciosa resulta de la interacción entre esos pocos patógenos y las defensas de los huéspedes que infectan. La aparición y la gravedad de la enfermedad resultante de cualquier patógeno dependen de la capacidad de ese patógeno para dañar al huésped, así como de la capacidad del huésped para resistir al patógeno. Sin embargo, el sistema inmunológico de un huésped también puede causar daño al propio huésped en un intento de controlar la infección. Por lo tanto, los médicos clasifican los microorganismos o microbios infecciosos según el estado de las defensas del huésped, ya sea como patógenos primarios o como patógenos oportunistas . ^[61]

Los patógenos primarios causan enfermedades como resultado de su presencia o actividad dentro del huésped normal y sano, y su virulencia intrínseca (la gravedad de la enfermedad que causan) es, en parte, una consecuencia necesaria de su necesidad de reproducirse y propagarse. Muchos de los patógenos primarios más comunes de los humanos sólo infectan a los humanos, sin embargo, muchas enfermedades graves son causadas por organismos adquiridos del medio ambiente o que infectan a huéspedes no humanos. ^[62]

Los patógenos oportunistas pueden causar una enfermedad infecciosa en un huésped con resistencia deprimida ( inmunodeficiencia ) o si tienen acceso inusual al interior del cuerpo (por ejemplo, a través de un traumatismo ). La infección oportunista puede ser causada por microbios que normalmente están en contacto con el huésped, como bacterias patógenas u hongos en el tracto gastrointestinal o respiratorio superior , y también pueden resultar de microbios (de otro modo inocuos) adquiridos de otros huéspedes (como en la colitis por Clostridioides difficile ) o del medio ambiente como resultado de la introducción traumática (como en infecciones de heridas quirúrgicas o fracturas expuestas ). Una enfermedad oportunista requiere un deterioro de las defensas del huésped, que puede ocurrir como resultado de defectos genéticos (como la enfermedad granulomatosa crónica ), la exposición a medicamentos antimicrobianos o sustancias químicas inmunosupresoras (como podría ocurrir después de un envenenamiento o quimioterapia contra el cáncer ), la exposición a la radiación ionizante o como resultado de una enfermedad infecciosa con actividad inmunosupresora (como el sarampión , la malaria o la enfermedad por VIH ). Los patógenos primarios también pueden causar una enfermedad más grave en un huésped con resistencia deprimida de lo que normalmente ocurriría en un huésped inmunosuficiente. ^[11]

Si bien una infección primaria puede considerarse prácticamente la causa raíz del problema de salud actual de una persona, una infección secundaria es una secuela o complicación de esa causa raíz. Por ejemplo, una infección debida a una quemadura o un traumatismo penetrante (la causa raíz) es una infección secundaria. Los patógenos primarios suelen causar una infección primaria y, a menudo, una infección secundaria. Por lo general, las infecciones oportunistas se consideran infecciones secundarias (porque la inmunodeficiencia o una lesión fue el factor predisponente). ^[61]

Otros tipos de infección son la infección mixta, la iatrogénica , la nosocomial y la adquirida en la comunidad. Una infección mixta es una infección causada por dos o más patógenos. Un ejemplo de esto es la apendicitis , que es causada por Bacteroides fragilis y Escherichia coli . La segunda es una infección iatrogénica. Este tipo de infección es la que se transmite de un trabajador de la salud a un paciente. Una infección nosocomial también es la que ocurre en un entorno de atención médica. Las infecciones nosocomiales son las que se adquieren durante una estancia hospitalaria. Por último, una infección adquirida en la comunidad es aquella en la que la infección se adquiere de toda una comunidad. ^[59]

Una manera de demostrar que una enfermedad dada es infecciosa es satisfacer los postulados de Koch (propuestos por primera vez por Robert Koch ), que requieren que, en primer lugar, el agente infeccioso sea identificable solo en pacientes que padecen la enfermedad, y no en controles sanos, y, en segundo lugar, que los pacientes que contraen el agente infeccioso también desarrollen la enfermedad. Estos postulados se utilizaron por primera vez en el descubrimiento de que las especies de Mycobacteria causan tuberculosis . ^[63]

Sin embargo, los postulados de Koch no pueden ser probados en la práctica moderna por razones éticas. Para probarlos se requeriría la infección experimental de un individuo sano con un patógeno producido como cultivo puro. Por el contrario, incluso las enfermedades claramente infecciosas no siempre cumplen los criterios infecciosos; por ejemplo, Treponema pallidum , la espiroqueta causante de la sífilis , no puede cultivarse in vitro ; sin embargo, el organismo puede cultivarse en testículos de conejo . Es menos claro que un cultivo puro provenga de una fuente animal que sirva como huésped que cuando se deriva de microbios derivados de un cultivo en placa. ^[64]

La epidemiología , o el estudio y análisis de quién, por qué y dónde se produce la enfermedad, y qué determina si varias poblaciones tienen una enfermedad, es otra herramienta importante utilizada para comprender las enfermedades infecciosas. Los epidemiólogos pueden determinar las diferencias entre los grupos dentro de una población, como si ciertos grupos de edad tienen una mayor o menor tasa de infección; si los grupos que viven en diferentes vecindarios tienen más probabilidades de infectarse; y por otros factores, como el género y la raza. Los investigadores también pueden evaluar si un brote de enfermedad es esporádico o simplemente una ocurrencia ocasional; endémico , con un nivel constante de casos regulares que ocurren en una región; epidemia , con un surgimiento rápido y un número inusualmente alto de casos en una región; o pandemia , que es una epidemia mundial. Si se desconoce la causa de la enfermedad infecciosa, se puede utilizar la epidemiología para ayudar a rastrear las fuentes de infección. ^[65]

Las enfermedades infecciosas a veces se denominan enfermedades contagiosas cuando se transmiten fácilmente por contacto con una persona enferma o sus secreciones (p. ej., influenza ). Por lo tanto, una enfermedad contagiosa es un subconjunto de enfermedad infecciosa que es especialmente infecciosa o de fácil transmisión. Otros tipos de enfermedades infecciosas, transmisibles o transmisibles con vías de infección más especializadas, como la transmisión vectorial o la transmisión sexual, generalmente no se consideran "contagiosas" y, a menudo, no requieren aislamiento médico (a veces llamado vagamente cuarentena ) de los afectados. Sin embargo, esta connotación especializada de la palabra "contagioso" y "enfermedad contagiosa" (fácil transmisibilidad) no siempre se respeta en el uso popular. Las enfermedades infecciosas se transmiten comúnmente de persona a persona a través del contacto directo. Los tipos de contacto son a través de persona a persona y propagación por gotitas. El contacto indirecto, como la transmisión aérea, objetos contaminados, alimentos y agua potable, contacto entre animales y personas, reservorios animales, picaduras de insectos y reservorios ambientales son otra forma de transmisión de enfermedades infecciosas. ^[66]

Las infecciones se pueden clasificar según la ubicación anatómica o el sistema orgánico infectado, incluyendo: ^{[ cita requerida ]}

• Infección del tracto urinario
• Infección de la piel
• Infección del tracto respiratorio
• Infección odontogénica (una infección que se origina dentro de un diente o en los tejidos circundantes)
• Infecciones vaginales
• Infección intraamniótica

Además, las localizaciones de inflamación donde la infección es la causa más común incluyen neumonía , meningitis y salpingitis . ^{[ cita requerida ]}

Técnicas como lavarse las manos, usar batas y usar mascarillas pueden ayudar a prevenir la transmisión de infecciones de una persona a otra. La técnica aséptica se introdujo en medicina y cirugía a fines del siglo XIX y redujo en gran medida la incidencia de infecciones causadas por cirugía. El lavado frecuente de manos sigue siendo la defensa más importante contra la propagación de organismos no deseados. ^[68] Existen otras formas de prevención, como evitar el uso de drogas ilícitas, usar condón , usar guantes y tener un estilo de vida saludable con una dieta equilibrada y ejercicio regular. También es importante cocinar bien los alimentos y evitar los alimentos que han estado afuera durante mucho tiempo. ^{[ cita requerida ]}

Las sustancias antimicrobianas utilizadas para prevenir la transmisión de infecciones incluyen: ^{[ cita requerida ]}

• antisépticos , que se aplican al tejido vivo / piel
• desinfectantes , que destruyen los microorganismos que se encuentran en los objetos no vivos.
• Antibióticos , llamados profilácticos cuando se administran como prevención en lugar de como tratamiento de una infección. Sin embargo, el uso prolongado de antibióticos genera resistencia bacteriana. Si bien los humanos no se vuelven inmunes a los antibióticos, las bacterias sí lo hacen. Por lo tanto, evitar el uso de antibióticos durante más tiempo del necesario ayuda a prevenir que las bacterias formen mutaciones que contribuyan a la resistencia a los antibióticos.

Una de las formas de prevenir o ralentizar la transmisión de enfermedades infecciosas es reconocer las diferentes características de varias enfermedades. ^[69] Algunas características críticas de la enfermedad que deben evaluarse incluyen la virulencia , la distancia recorrida por los afectados y el nivel de contagiosidad. Las cepas humanas del virus del Ébola , por ejemplo, incapacitan a los infectados extremadamente rápido y los matan poco después. Como resultado, los afectados por esta enfermedad no tienen la oportunidad de viajar muy lejos de la zona de infección inicial. ^[70] Además, este virus debe propagarse a través de lesiones cutáneas o membranas permeables como el ojo. Por lo tanto, la etapa inicial del Ébola no es muy contagiosa ya que sus víctimas solo experimentan hemorragias internas. Como resultado de las características anteriores, la propagación del Ébola es muy rápida y generalmente se mantiene dentro de un área geográfica relativamente confinada. En contraste, el virus de la inmunodeficiencia humana ( VIH ) mata a sus víctimas muy lentamente al atacar su sistema inmunológico. ^[11] Como resultado, muchas de sus víctimas transmiten el virus a otros individuos antes incluso de darse cuenta de que son portadores de la enfermedad. Además, su virulencia relativamente baja permite a sus víctimas viajar largas distancias, lo que aumenta la probabilidad de una epidemia . ^{[ cita requerida ]}

Otra forma eficaz de reducir la tasa de transmisión de enfermedades infecciosas es reconocer los efectos de las redes de mundo pequeño . ^[69] En las epidemias, a menudo hay interacciones extensas dentro de núcleos o grupos de individuos infectados y otras interacciones dentro de núcleos discretos de individuos susceptibles. A pesar de la baja interacción entre núcleos discretos, la enfermedad puede saltar y propagarse en un núcleo susceptible a través de una o pocas interacciones con un núcleo infectado. Por lo tanto, las tasas de infección en redes de mundo pequeño se pueden reducir un poco si se eliminan las interacciones entre individuos dentro de núcleos infectados (Figura 1). Sin embargo, las tasas de infección se pueden reducir drásticamente si el enfoque principal está en la prevención de saltos de transmisión entre núcleos. El uso de programas de intercambio de agujas en áreas con una alta densidad de usuarios de drogas con VIH es un ejemplo de la implementación exitosa de este método de tratamiento. ^[71] Otro ejemplo es el uso del sacrificio en anillo o la vacunación de ganado potencialmente susceptible en granjas adyacentes para prevenir la propagación del virus de la fiebre aftosa en 2001. ^[72]

Un método general para prevenir la transmisión de patógenos transmitidos por vectores es el control de plagas .

En los casos en que solo se sospeche la infección, las personas pueden ser puestas en cuarentena hasta que haya pasado el período de incubación y la enfermedad se manifieste o la persona permanezca sana. Los grupos pueden ser sometidos a cuarentena o, en el caso de las comunidades, se puede imponer un cordón sanitario para evitar que la infección se propague más allá de la comunidad o, en el caso del secuestro protector , a una comunidad. Las autoridades de salud pública pueden implementar otras formas de distanciamiento social , como el cierre de escuelas, confinamientos o restricciones temporales (por ejemplo, disyuntores ) ^[73] para controlar una epidemia.

La infección con la mayoría de los patógenos no produce la muerte del huésped y el organismo agresor se elimina finalmente una vez que los síntomas de la enfermedad han remitido. ^[60] Este proceso requiere mecanismos inmunitarios para matar o inactivar el inóculo del patógeno. La inmunidad adquirida específica contra las enfermedades infecciosas puede estar mediada por anticuerpos y/o linfocitos T. La inmunidad mediada por estos dos factores puede manifestarse por:

• un efecto directo sobre un patógeno, como la bacteriólisis dependiente del complemento iniciada por anticuerpos , la opsonoización , la fagocitosis y la muerte, como ocurre con algunas bacterias,
• Neutralización de los virus para que estos organismos no puedan entrar en las células,
• o por los linfocitos T, que matarán una célula parasitada por un microorganismo.

La respuesta del sistema inmunológico a un microorganismo a menudo causa síntomas como fiebre alta e inflamación , y tiene el potencial de ser más devastadora que el daño directo causado por un microbio. ^[11]

La resistencia a la infección ( inmunidad ) puede adquirirse después de una enfermedad, por ser portador asintomático del patógeno, por albergar un organismo con una estructura similar (reacción cruzada) o por vacunación . El conocimiento de los antígenos protectores y los factores inmunitarios específicos adquiridos por el huésped es más completo para los patógenos primarios que para los patógenos oportunistas . También existe el fenómeno de la inmunidad de grupo , que ofrece una medida de protección a aquellas personas que de otro modo serían vulnerables cuando una proporción suficientemente grande de la población ha adquirido inmunidad contra ciertas infecciones. ^[74]

La resistencia inmunitaria a una enfermedad infecciosa requiere un nivel crítico de anticuerpos específicos contra el antígeno y/o de células T cuando el huésped entra en contacto con el patógeno. Algunas personas desarrollan anticuerpos séricos naturales contra los polisacáridos de superficie de algunos agentes aunque hayan tenido poco o ningún contacto con el agente; estos anticuerpos naturales confieren protección específica a los adultos y se transmiten pasivamente a los recién nacidos.

El organismo que es el objetivo de una acción infecciosa de un agente infeccioso específico se llama huésped. El huésped que alberga un agente que está en una fase madura o sexualmente activa se llama huésped definitivo. El huésped intermediario entra en contacto durante la etapa larvaria. Un huésped puede ser cualquier ser vivo y puede alcanzar la reproducción asexual y sexual. ^[75] La eliminación de los patógenos, ya sea inducida por el tratamiento o espontánea, puede verse influenciada por las variantes genéticas que portan los pacientes individuales. Por ejemplo, para la hepatitis C de genotipo 1 tratada con interferón-alfa-2a pegilado o interferón-alfa-2b pegilado (nombres comerciales Pegasys o PEG-Intron) combinados con ribavirina , se ha demostrado que los polimorfismos genéticos cerca del gen humano IL28B, que codifica el interferón lambda 3, están asociados con diferencias significativas en la eliminación del virus inducida por el tratamiento. Este hallazgo , publicado originalmente en Nature ^[76], demostró que los pacientes con hepatitis C de genotipo 1 que portan ciertos alelos de variantes genéticas cerca del gen IL28B tienen más posibilidades de lograr una respuesta virológica sostenida después del tratamiento que otros. Un informe posterior de Nature ^[77] demostró que las mismas variantes genéticas también están asociadas con la eliminación natural del virus de la hepatitis C de genotipo 1.

Cuando una infección ataca al cuerpo, los medicamentos antiinfecciosos pueden suprimir la infección. Existen varios tipos amplios de medicamentos antiinfecciosos, dependiendo del tipo de organismo al que se dirigen; incluyen agentes antibacterianos ( antibióticos ; incluidos los antituberculosos ), antivirales , antifúngicos y antiparasitarios (incluidos los antiprotozoarios y antihelmínticos ). Dependiendo de la gravedad y el tipo de infección, el antibiótico puede administrarse por vía oral o por inyección, o puede aplicarse tópicamente . Las infecciones graves del cerebro generalmente se tratan con antibióticos intravenosos . A veces, se utilizan múltiples antibióticos en caso de que haya resistencia a un antibiótico. Los antibióticos solo funcionan para las bacterias y no afectan a los virus. Los antibióticos funcionan ralentizando la multiplicación de las bacterias o matando a las bacterias. Las clases más comunes de antibióticos utilizados en medicina incluyen penicilina , cefalosporinas , aminoglucósidos , macrólidos , quinolonas y tetraciclinas . ^{[78] [79]}

No todas las infecciones requieren tratamiento y, en el caso de muchas infecciones que se resuelven por sí solas, el tratamiento puede causar más efectos secundarios que beneficios. La administración de antimicrobianos es el concepto de que los proveedores de atención médica deben tratar una infección con un antimicrobiano que funcione específicamente bien para el patógeno objetivo durante el menor tiempo posible y solo tratar cuando se sepa o se sospeche que un patógeno responderá al medicamento. ^[80]

Pandemias como la de COVID-19 muestran que las personas difieren drásticamente en su susceptibilidad a la infección. Esto puede deberse a la salud general, la edad o su estado inmunológico, por ejemplo, si han sido infectados previamente. Sin embargo, también ha quedado claro que hay factores genéticos que determinan la susceptibilidad a la infección. Por ejemplo, hasta el 40% de las infecciones por SARS-CoV-2 pueden ser asintomáticas, lo que sugiere que muchas personas están naturalmente protegidas de la enfermedad. ^[81] Estudios genéticos a gran escala han definido factores de riesgo para infecciones graves por SARS-CoV-2, y las secuencias genómicas de 659 pacientes con COVID-19 grave revelaron variantes genéticas que parecen estar asociadas con una enfermedad potencialmente mortal. Un gen identificado en estos estudios es el interferón tipo I (IFN). Se encontraron autoanticuerpos contra los IFN tipo I en hasta el 13,7% de los pacientes con COVID-19 potencialmente mortal, lo que indica que una interacción compleja entre la genética y el sistema inmunológico es importante para la resistencia natural al Covid. ^[82]

De manera similar, las mutaciones en el gen ERAP2 , que codifica la aminopeptidasa 2 del retículo endoplasmático, parecen aumentar la susceptibilidad a la peste , la enfermedad causada por una infección con la bacteria Yersinia pestis . Las personas que heredaron dos copias de una variante completa del gen tenían el doble de probabilidades de haber sobrevivido a la peste que las que heredaron dos copias de una variante truncada. ^[83]

La susceptibilidad también determina la epidemiología de la infección, dado que diferentes poblaciones tienen diferentes condiciones genéticas y ambientales que afectan las infecciones.

Se estima que 1.680 millones de personas murieron por enfermedades infecciosas en el siglo XX ^[85] y alrededor de 10 millones en 2010. ^[86]

La Organización Mundial de la Salud recopila información sobre las muertes a nivel mundial por categorías de códigos de la Clasificación Internacional de Enfermedades (CIE) . En la siguiente tabla se enumeran las principales enfermedades infecciosas por número de muertes en 2002. Se incluyen datos de 1993 a modo de comparación.

Las tres principales enfermedades que provocan la muerte por un solo agente son el VIH / SIDA , la tuberculosis y la malaria . Si bien el número de muertes debidas a casi todas las enfermedades ha disminuido, las muertes debidas al VIH/SIDA se han cuadriplicado. Las enfermedades infantiles incluyen la tos ferina , la poliomielitis , la difteria , el sarampión y el tétanos . Los niños también representan un gran porcentaje de las muertes por enfermedades diarreicas y respiratorias inferiores. En 2012, aproximadamente 3,1 millones de personas murieron debido a infecciones de las vías respiratorias inferiores, lo que la convierte en la cuarta causa de muerte principal en el mundo. ^[92]

Las enfermedades infecciosas, con su potencial de generar impactos impredecibles y explosivos, han sido actores importantes en la historia de la humanidad . ^[93] Una pandemia (o epidemia global ) es una enfermedad que afecta a personas en una extensa área geográfica. Por ejemplo:

• La plaga de Justiniano , de 541 a 542, mató entre el 50% y el 60% de la población europea. ^[94]
• La peste negra , que se produjo entre 1347 y 1352, mató a 25 millones de personas en Europa en cinco años. La plaga redujo la población del Viejo Mundo de unos 450 millones a entre 350 y 375 millones en el siglo XIV.
• La introducción de la viruela , el sarampión y el tifus en las zonas de América Central y del Sur por parte de los exploradores europeos durante los siglos XV y XVI causó pandemias entre los habitantes nativos. Se dice que entre 1518 y 1568 las pandemias de enfermedades hicieron que la población de México cayera de 20 millones a 3 millones. ^[95]
• La primera epidemia de gripe europea se produjo entre 1556 y 1560, con una tasa de mortalidad estimada del 20%. ^[95]
• Se estima que la viruela mató a unos 60 millones de europeos durante el siglo XVIII ^[96] (aproximadamente 400.000 por año). ^[97] Hasta el 30% de los infectados, incluido el 80% de los niños menores de 5 años, murieron a causa de la enfermedad, y un tercio de los sobrevivientes quedaron ciegos. ^[98]
• Se estima que en el siglo XIX la tuberculosis mataba a una cuarta parte de la población adulta de Europa; ^[99] en 1918 una de cada seis muertes en Francia todavía era causada por la tuberculosis.
• La pandemia de gripe de 1918 (o gripe española ) mató entre 25 y 50 millones de personas (aproximadamente el 2% de la población mundial de 1.700 millones). ^[100] Hoy en día, la gripe mata entre 250.000 y 500.000 personas cada año en todo el mundo.

En la mayoría de los casos, los microorganismos viven en armonía con sus huéspedes mediante interacciones mutuas o comensales . Las enfermedades pueden surgir cuando los parásitos existentes se vuelven patógenos o cuando nuevos parásitos patógenos ingresan en un nuevo huésped.

1. La coevolución entre parásito y huésped puede provocar que los huéspedes se vuelvan resistentes a los parásitos o que los parásitos desarrollen una mayor virulencia , lo que conduce a una enfermedad inmunopatológica .
2. La actividad humana está relacionada con muchas enfermedades infecciosas emergentes , como el cambio ambiental que permite que un parásito ocupe nuevos nichos . Cuando eso sucede, un patógeno que había estado confinado a un hábitat remoto tiene una distribución más amplia y posiblemente un nuevo organismo huésped . Los parásitos que saltan de huéspedes no humanos a humanos se conocen como zoonosis . En el caso de una invasión de una enfermedad, cuando un parásito invade una nueva especie huésped, puede volverse patógeno en el nuevo huésped. ^[101]

Varias actividades humanas han provocado la aparición de patógenos humanos zoonóticos , incluidos virus, bacterias, protozoos y rickettsias, ^[102] y la propagación de enfermedades transmitidas por vectores , ^[101] véase también globalización y enfermedades y enfermedades de la vida silvestre :

• Invasión de los hábitats de la vida silvestre . La construcción de nuevas aldeas y complejos de viviendas en áreas rurales obliga a los animales a vivir en poblaciones densas, lo que crea oportunidades para que los microbios muten y surjan. ^[103]
• Cambios en la agricultura . La introducción de nuevos cultivos atrae nuevas plagas y los microbios que estas transmiten a las comunidades agrícolas, exponiendo a las personas a enfermedades desconocidas.
• La destrucción de las selvas tropicales . A medida que los países hacen uso de sus selvas tropicales, construyendo carreteras a través de los bosques y despejando áreas para asentamientos o emprendimientos comerciales, las personas se encuentran con insectos y otros animales que albergan microorganismos previamente desconocidos.
• Urbanización descontrolada . El rápido crecimiento de las ciudades en muchos países en desarrollo tiende a concentrar grandes cantidades de personas en zonas abarrotadas y con malas condiciones sanitarias. Estas condiciones favorecen la transmisión de enfermedades contagiosas.
• Transporte moderno . Los barcos y otros medios de transporte de carga suelen albergar "pasajeros" imprevistos que pueden propagar enfermedades a destinos lejanos. Mientras que en los viajes internacionales en avión, las personas infectadas con una enfermedad pueden llevarla a tierras lejanas o a sus hogares, antes de que aparezcan los primeros síntomas.

En la Antigüedad , el historiador griego Tucídides ( c.  460 - c.  400 a. C. ) fue la primera persona en escribir, en su relato de la plaga de Atenas , que las enfermedades podían propagarse de una persona infectada a otras. ^{[104] [105]} En su obra Sobre los diferentes tipos de fiebre ( c.  175 d. C. ), el médico grecorromano Galeno especuló que las plagas se propagaban por "ciertas semillas de plaga", que estaban presentes en el aire. ^[106] En el Sushruta Samhita , el antiguo médico indio Sushruta teorizó: "La lepra, la fiebre, el consumo, las enfermedades de los ojos y otras enfermedades infecciosas se propagan de una persona a otra por unión sexual, contacto físico, comer juntos, dormir juntos, sentarse juntos y el uso de las mismas ropas, guirnaldas y pastas". ^{[107] [108]} Este libro ha sido datado alrededor del siglo VI a. C. ^[109]

Una forma básica de la teoría del contagio fue propuesta por el médico persa Ibn Sina (conocido como Avicena en Europa) en El canon de la medicina (1025), que más tarde se convirtió en el libro de texto médico más autorizado en Europa hasta el siglo XVI. En el Libro IV del Canon , Ibn Sina discutió las epidemias , esbozando la teoría clásica del miasma e intentando mezclarla con su propia teoría temprana del contagio. Mencionó que las personas pueden transmitir enfermedades a otras por el aliento, señaló el contagio con tuberculosis y discutió la transmisión de enfermedades a través del agua y la suciedad. ^[110] El concepto de contagio invisible fue discutido más tarde por varios eruditos islámicos en el Sultanato ayubí, quienes se refirieron a ellos como najasat ("sustancias impuras"). El erudito del fiqh Ibn al-Haj al-Abdari ( c.  1250-1336 ), mientras discutía la dieta y la higiene islámicas , dio advertencias sobre cómo el contagio puede contaminar el agua, los alimentos y las prendas de vestir, y podría propagarse a través del suministro de agua, y puede haber dado a entender que el contagio son partículas invisibles. ^[111]

Cuando la peste bubónica llegó a Al-Ándalus en el siglo XIV, los médicos árabes Ibn Jatima ( c.  1369 ) e Ibn al-Jatib (1313-1374) plantearon la hipótesis de que las enfermedades infecciosas eran causadas por "cuerpos diminutos" y describieron cómo se pueden transmitir a través de prendas de vestir, vasos y pendientes. ^[112] Las ideas de contagio se hicieron más populares en Europa durante el Renacimiento , particularmente a través de los escritos del médico italiano Girolamo Fracastoro . ^[113] Anton van Leeuwenhoek (1632-1723) hizo avanzar la ciencia de la microscopía al ser el primero en observar microorganismos, lo que permitió una fácil visualización de las bacterias.

A mediados del siglo XIX, John Snow y William Budd realizaron un importante trabajo demostrando la contagiosidad de la fiebre tifoidea y el cólera a través del agua contaminada. A ambos se les atribuye la disminución de las epidemias de cólera en sus ciudades mediante la implementación de medidas para prevenir la contaminación del agua. ^[114] Louis Pasteur demostró más allá de toda duda que ciertas enfermedades son causadas por agentes infecciosos y desarrolló una vacuna contra la rabia . Robert Koch proporcionó al estudio de las enfermedades infecciosas una base científica conocida como los postulados de Koch . Edward Jenner , Jonas Salk y Albert Sabin desarrollaron vacunas efectivas para la viruela y la polio , que más tarde darían como resultado la erradicación y casi erradicación de estas enfermedades, respectivamente. Alexander Fleming descubrió el primer antibiótico del mundo , la penicilina , que luego desarrollaron Florey y Chain. Gerhard Domagk desarrolló las sulfonamidas , los primeros fármacos antibacterianos sintéticos de amplio espectro . ^{[ cita requerida ]}

El tratamiento médico de las enfermedades infecciosas cae dentro del campo médico de las Enfermedades Infecciosas y en algunos casos el estudio de la propagación pertenece al campo de la Epidemiología . Generalmente, las infecciones son diagnosticadas inicialmente por médicos de atención primaria o especialistas en medicina interna . Por ejemplo, una neumonía "sin complicaciones" generalmente será tratada por el internista o el neumólogo (médico de los pulmones). Por lo tanto, el trabajo del especialista en enfermedades infecciosas implica trabajar tanto con pacientes como con médicos generales, así como con científicos de laboratorio , inmunólogos , bacteriólogos y otros especialistas. ^[115]

Se puede alertar a un equipo de enfermedades infecciosas cuando: ^{[ cita requerida ]}

• La enfermedad no ha sido diagnosticada definitivamente después de una evaluación inicial.
• El paciente está inmunodeprimido (por ejemplo, en caso de SIDA o después de quimioterapia );
• El agente infeccioso es de naturaleza poco común (por ejemplo, enfermedades tropicales );
• La enfermedad no ha respondido a los antibióticos de primera línea ;
• La enfermedad podría ser peligrosa para otros pacientes y el paciente podría tener que ser aislado.

Varios estudios han informado de asociaciones entre la carga patógena en una zona y el comportamiento humano. Una carga patógena más alta se asocia con un menor tamaño de los grupos étnicos y religiosos en una zona. Esto puede deberse a que una carga patógena alta favorece la evitación de otros grupos, lo que puede reducir la transmisión de patógenos, o a que una carga patógena alta impide la creación de grandes asentamientos y ejércitos que imponen una cultura común. Una carga patógena más alta también se asocia con un comportamiento sexual más restringido, lo que puede reducir la transmisión de patógenos. También se asocia con mayores preferencias por la salud y el atractivo en las parejas. Las tasas de fertilidad más altas y el cuidado parental más corto o menor por hijo es otra asociación que puede ser una compensación por la mayor tasa de mortalidad. También existe una asociación con la poligamia que puede deberse a una mayor carga patógena, lo que hace que la selección de machos con una alta resistencia genética sea cada vez más importante. Una carga patógena más alta también se asocia con un mayor colectivismo y un menor individualismo, lo que puede limitar los contactos con grupos externos y las infecciones. Hay explicaciones alternativas para al menos algunas de las asociaciones, aunque algunas de estas explicaciones pueden, a su vez, deberse en última instancia a la carga patógena. Por lo tanto, la poligamia también puede deberse a una menor proporción de varones y mujeres en estas áreas, pero esto puede deberse en última instancia a que los niños varones tienen una mayor mortalidad por enfermedades infecciosas. Otro ejemplo es que los factores socioeconómicos pobres pueden deberse en última instancia, en parte, a una alta carga de patógenos que impide el desarrollo económico. ^[116]

La evidencia de infección en restos fósiles es un tema de interés para los paleopatólogos , científicos que estudian la aparición de lesiones y enfermedades en formas de vida extintas. Se han descubierto signos de infección en los huesos de dinosaurios carnívoros. Sin embargo, cuando están presentes, estas infecciones parecen tender a limitarse a solo pequeñas regiones del cuerpo. Un cráneo atribuido al dinosaurio carnívoro primitivo Herrerasaurus ischigualastensis exhibe heridas en forma de hoyos rodeadas de hueso hinchado y poroso. La textura inusual del hueso alrededor de las heridas sugiere que fueron afectadas por una infección no letal de corta duración. Los científicos que estudiaron el cráneo especularon que las marcas de mordedura se recibieron en una pelea con otro Herrerasaurus . Otros dinosaurios carnívoros con evidencia documentada de infección incluyen Acrocanthosaurus , Allosaurus , Tyrannosaurus y un tiranosaurio de la Formación Kirtland . Las infecciones de ambos tiranosaurios se recibieron al ser mordidos durante una pelea, como el espécimen de Herrerasaurus . ^[117]

Un experimento del transbordador espacial de 2006 descubrió que la Salmonella typhimurium , una bacteria que puede causar intoxicación alimentaria , se volvía más virulenta cuando se cultivaba en el espacio . ^[118] El 29 de abril de 2013, los científicos del Instituto Politécnico Rensselaer , financiado por la NASA , informaron que, durante los vuelos espaciales en la Estación Espacial Internacional , los microbios parecen adaptarse al entorno espacial de formas "no observadas en la Tierra" y de formas que "pueden conducir a aumentos en el crecimiento y la virulencia". ^[119] Más recientemente, en 2017, se descubrió que las bacterias eran más resistentes a los antibióticos y prosperaban en la casi ingravidez del espacio. ^[120] Se ha observado que los microorganismos sobreviven al vacío del espacio exterior. ^{[121] [122]}

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• Centro Europeo para la Prevención y el Control de Enfermedades
• Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de EE. UU.,
• Sociedad de Enfermedades Infecciosas de Estados Unidos (IDSA)
• Centro de Investigación de Vacunas Información sobre ensayos clínicos de investigación de vacunas para enfermedades infecciosas emergentes y reemergentes.
• Microbios e infecciones (revista)