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Diagnóstico de las enfermedades infecciosas

Por

Kevin C. Hazen

, PhD, Duke University Health System

Última revisión completa jul. 2018
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Las enfermedades infecciosas están causadas por microorganismos, tales como bacterias, virus, hongos y parásitos causan.

El médico sospecha una infección basándose en los síntomas, los resultados de la exploración física y los factores de riesgo de la persona afectada. En primer lugar, se confirma que el paciente tiene una infección en lugar de otro tipo de enfermedad. Por ejemplo, un paciente con tos y dificultad para respirar puede tener una neumonía (infección del pulmón). Sin embargo, en lugar de ello, puede sufrir asma o insuficiencia cardíaca, que no están causadas por una infección. En este paciente, una radiografía de tórax puede ayudar a distinguir la neumonía de los otros posibles diagnósticos.

Una vez que el médico confirma que el paciente tiene una infección, por lo general necesita saber qué microorganismo concreto está causándola. Muchos tipos diferentes de microorganismos pueden producir una infección dada. Por ejemplo, una neumonía puede ser causada por virus, bacterias, o rara vez, hongos. El tratamiento es diferente para cada uno de ellos.

Diferentes pruebas de laboratorio permiten identificar los microorganismos. Se utilizan una muestra de sangre, orina, esputo, o de otro tejido o fluido corporal. Estas muestras se pueden

  • Teñir y examinar al microscopio

  • Cultivar (someter a condiciones que estimulan el crecimiento de microorganismos)

  • Analizar para comprobar si existen anticuerpos (moléculas producidas por el sistema inmunológico de la persona en respuesta al microorganismo)

  • Analizar para detectar la presencia de antígenos de un microorganismo (moléculas del microorganismo que son capaces de desencadenar una respuesta inmunitaria en el cuerpo)

  • Detectar material genético (como ADN o ARN) del microorganismo

Ninguna prueba puede identificar todos los microorganismos, y las que son útiles para uno a menudo no son eficientes para otro. El médico elige la prueba en función del microorganismo que considera que es más probable que cause el trastorno en cuestión.

A veces se realizan varias diferentes, generalmente en un orden concreto, según los resultados obtenidos en la prueba anteriormente realizada. Cada una delimita aún más las posibilidades. Si no se realiza la prueba adecuada, no se puede identificar la causa de la infección.

Una vez identificado un microorganismo, el médico puede hacer pruebas para determinar qué fármacos son más eficaces (pruebas de sensibilidad), con lo que se puede iniciar antes el tratamiento que parece más eficaz.

Muestras para la prueba

Se toma una muestra de una zona del cuerpo de la persona que pueda contener el microorganismo sospechoso de causar la infección. Las muestras pueden incluir

  • Sangre

  • Esputo

  • Orina

  • Heces

  • Tejido

  • Líquido cerebroespinal

  • Moco de la nariz, la garganta o el área genital

Algunas muestras que se envían para análisis, como el esputo, las heces y la mucosidad de la nariz o la garganta, contienen de forma habitual muchos tipos de bacterias que no son las responsables de la enfermedad. El médico necesita distinguir entre estas bacterias y las que sí que podrían causar la enfermedad del paciente.

Otras muestras proceden de localizaciones que, en condiciones normales, no contienen microorganismos (que son estériles), como la orina, la sangre o el líquido cefalorraquídeo (el líquido que rodea el cerebro y la médula espinal). Encontrar bacterias en dichas muestras es anormal, siempre y cuando el área de donde se toma la muestra se haya limpiado primero con un antiséptico para evitar la contaminación.

Tinción y examen al microscopio

A veces, el médico puede identificar un microorganismo simplemente examinando la muestra con el microscopio.

La mayoría de las muestras se procesan utilizando tinciones. Las tinciones son productos químicos especiales que dan color a los microorganismos, haciendo que destaquen sobre el fondo. Algunos microorganismos tienen un tamaño, una forma o un color diferentes que permiten reconocerlos.

Sin embargo, muchos son muy parecidos y no se pueden distinguir usando un microscopio. Además, debe haber el suficiente número de microorganismos y deben ser lo suficientemente grandes como para poderse ver con el microscopio. Por ejemplo, los virus no pueden ser identificados utilizando el microscopio, dado que son demasiado pequeños.

Para las bacterias, a menudo se utiliza en primer lugar la tinción de Gram (una tinción de color violeta). Las bacterias se clasifican de la forma siguiente:

  • Gram-positivas (que se ven azules porque retienen la tinción de Gram)

  • Gram-negativas (se ven de color rojo porque no captan la tinción)

Esto permite tomar algunas decisiones con respecto al tratamiento, en función de que la bacteria responsable sea gram-positiva o gram-negativa.

Además de la tinción de Gram, se pueden utilizar otras tinciones dependiendo de los microorganismos que se considere que podrían estar presentes.

Cultivo de los microorganismos

Muchas muestras contienen un número insuficiente de microorganismos para que se puedan visualizar al microscopio o se puedan identificar usando otras pruebas. Por lo tanto, habitualmente se intenta aumentar el número de microorganismos (cultivo) en el laboratorio hasta que son suficientes como para poder identificarlos.

La muestra se deposita en una placa estéril o en un tubo de ensayo para cultivo que contiene nutrientes específicos que favorecen el crecimiento de los microorganismos. Se utilizan diferentes nutrientes dependiendo del microorganismo que el equipo médico sospeche como causante de la infección. A menudo, se añaden determinadas sustancias químicas a la placa o al tubo de ensayo para detener el crecimiento de aquellos microorganismos que no causan la enfermedad que se sospecha que sufre el paciente.

Muchos microorganismos, como por ejemplo las bacterias que causan infecciones de las vías urinarias o en el caso de la faringoamigdalitis estreptocócica, se pueden cultivar con facilidad. Algunas bacterias, tales como las bacterias que causan la sífilis, no se pueden cultivar. Otras bacterias, como las que causan la tuberculosis, aunque se pueden cultivar, tardan varias semanas en crecer. Algunos virus se pueden cultivar, pero muchos no.

Después de cultivar los microorganismos, se realizan pruebas para identificarlos y determinar la susceptibilidad y sensibilidad a los medicamentos antimicrobianos.

Pruebas de la sensibilidad y la respuesta de un microorganismo a los fármacos antimicrobianos

Aunque el médico sabe, en general, cuáles son los fármacos antimicrobianos eficaces contra los diferentes microorganismos, éstos están desarrollando continuamente resistencias a los fármacos que antes eran eficaces. Por lo tanto, es necesario realizar pruebas de sensibilidad para determinar la eficacia de diferentes fármacos antimicrobianos contra el microorganismo concreto que está ocasionando la infección en el paciente. Esta prueba ayuda a decidir qué medicamento se debe utilizar para combatir dicha infección (ver Introducción a los antibióticos : Elección de un antibiótico).

Las pruebas de sensibilidad se llevan a cabo sobre los cultivos. Una vez que el microorganismo crece en un cultivo, se añaden diferentes antimicrobianos para ver cuáles consiguen destruir a los microorganismos. Los médicos también determinan la sensibilidad del microorganismo a un fármaco concreto, es decir, si se necesita una dosis pequeña o grande del antimicrobiano para matar al microorganismo (prueba de sensibilidad). En general, no se emplea un fármaco si en las prueba de laboratorio son necesarias dosis muy grandes de este para destruir al microorganismo.

A veces se utilizan pruebas genéticas para detectar qué genes del microorganismo son los que causan resistencia a ciertos fármacos antimicrobianos. Por ejemplo, se puede identificar Staphylococcus aureus resistente a meticilina (SARM) mediante pruebas que detectan el gen mecA.

Las pruebas de sensibilidad se realizan en el laboratorio, por tanto su resultado no siempre reproduce lo que ocurre en el organismo de la persona cuando se le administra un fármaco. Diversos factores relacionados con el paciente pueden influir en la eficacia del fármaco (Ver también Introducción a la respuesta a los fármacos). Se incluyen los siguientes:

  • El buen funcionamiento del sistema inmunitario de la persona afectada

  • La edad de la persona

  • Si se sufren otros trastornos

  • Cómo absorbe y procesa el fármaco el organismo de la persona

Pruebas que detectan anticuerpos o antígenos contra microorganismos

Algunos microorganismos, como la bacteria que causa la sífilis, no pueden cultivarse. Para diagnosticar dichas infecciones se pueden utilizar diversas pruebas denominadas pruebas inmunológicas. Estas pruebas detectan uno de los elementos siguientes:

  • Anticuerpos, producidos por el sistema inmunitario de la persona en respuesta a los microorganismos

  • Antígenos de un microorganismo (las moléculas de dicho microorganismo que desencadenan una respuesta inmunitaria en el organismo)

Pruebas de anticuerpos

Estas se realizan generalmente sobre una muestra de sangre del paciente. También se pueden hacer en muestras de líquido cefalorraquídeo o en otros fluidos corporales.

Los anticuerpos son sustancias producidas por el sistema inmunitario del paciente como defensa contra la infección. Son elaborados por ciertos tipos de glóbulos blancos (leucocitos) cuando estos glóbulos blancos encuentran una sustancia o célula extraña. En condiciones normales se necesitan varios días para que el organismo pueda producir el anticuerpo.

Un anticuerpo reconoce y va dirigido a la sustancia extraña específica (antígeno) que desencadenó su producción, por lo que cada anticuerpo es único, se forma frente a un tipo específico (especie) de microorganismo. Si un paciente posee anticuerpos frente a un microorganismo particular, significa que ha estado expuesto a ese microorganismo y ha producido una respuesta inmunitaria. Sin embargo, debido a que muchos anticuerpos permanecen en el torrente sanguíneo mucho tiempo después de que se haya resuelto una infección, el hallazgo de anticuerpos contra un microorganismo no significa necesariamente que el sujeto todavía esté infectado. Los anticuerpos pueden permanecer de una infección previa.

¿Sabías que...?

  • El hecho de encontrar anticuerpos contra un microorganismo en la sangre de una persona no significa necesariamente que la persona todavía esté infectada, ya que los anticuerpos pueden permanecer en el organismo a partir de una infección previa.

El médico puede realizar pruebas para detectar varios anticuerpos, dependiendo de qué infecciones considere que son probables. A veces, simplemente realiza una prueba para ver si un anticuerpo está presente o no. Pero por lo general se trata de determinar la cantidad de anticuerpos presentes. Esto se hace mediante la dilución repetida de la muestra en un medio hasta que ya no sea positiva para el anticuerpo. Cuanto más hay que diluir la muestra para que la prueba sea negativa, mayor cantidad de anticuerpo está presente en la muestra de la persona infectada.

Debido a que son necesarios entre varios días y algunas semanas para que el sistema inmunitario produzca suficientes anticuerpos para ser detectados, el diagnóstico de una infección puede demorarse. Las pruebas de anticuerpos realizadas inmediatamente después de que el paciente contraiga la infección a menudo son negativas. De esta manera, se puede obtener una muestra de inmediato y, varias semanas más tarde, otra para ver si han aumentado los niveles de anticuerpos. Si los niveles de un anticuerpo son bajos en la primera prueba realizada después de que el paciente contraiga la enfermedad, el aumento de estos niveles varias semanas más tarde sugiere que se trata de una infección activa actual (en lugar de previa).

Pruebas de detección de antígenos

Los antígenos son sustancias que pueden desencadenar una respuesta inmunitaria en el cuerpo. Los microorganismos presentan antígenos en su superficie y en su interior. Las pruebas de detección de antígenos permiten detectar directamente la presencia de un microorganismo, de modo que los médicos pueden diagnosticar una infección rápidamente, sin esperar a que una persona produzca anticuerpos en respuesta al microorganismo. Además, estas pruebas pueden utilizarse en personas cuyo sistema inmunitario no es capaz de producir muchos anticuerpos, como ocurre en el caso de las personas a las que se ha practicado recientemente un transplante de médula ósea o las que sufren SIDA.

Para realizar las pruebas de antígenos, los médicos toman una muestra de una persona y la mezclan con un anticuerpo testado del microorganismo que se sospecha. Si en la muestra obtenida de la persona existen antígenos del microorganismo, estos antígenos se unen al anticuerpo de la prueba de detección. Se pueden usar diferentes métodos para detectar la combinación antígeno-anticuerpo. Pero cualquiera que sea el método que se use, la presencia del antígeno significa que el microorganismo está presente y probablemente sea la causa de la infección.

Pruebas que detectan material genético en los microorganismos

Pruebas que detectan material genético en los microorganismos se denominan

  • Pruebas basadas en ácidos nucleicos

Si un microorganismo es difícil de cultivar o de identificar por otros métodos, el médico puede realizar pruebas para identificar fragmentos de material genético del microorganismo. Este material genético se compone de ácidos nucleicos: ácido desoxirribonucleico (ADN) o ácido ribonucleico (ARN).

La reacción en cadena de la polimerasa (PCR) es un ejemplo de este tipo de examen. La técnica de PCR se utiliza para producir muchas copias de un gen de un microorganismo, lo que hace que el microorganismo sea mucho más fácil de identificar.

Cada prueba genética es específica de un microorganismo concreto. Es decir, una determinación genética para el virus de la hepatitis C detecta solo este virus y no cualquier otro. Por lo tanto, estas pruebas sólo se realizan cuando el médico sospecha la existencia de una determinada enfermedad.

La mayoría de las pruebas basadas en ácidos nucleicos están diseñadas para identificar la presencia de un microorganismo (denominadas determinaciones cualitativas). Sin embargo, para ciertas infecciones, como el VIH y la hepatitis C, las pruebas pueden medir la cantidad presente de material genético del microorganismo (llamada prueba cuantitativa) y, por lo tanto, determinar la gravedad de la infección. Las pruebas cuantitativas también se pueden utilizar para valorar si el tratamiento es eficaz.

A veces se pueden utilizar pruebas basadas en ácidos nucleicos para comprobar si los microorganismos poseen genes o mutaciones genéticas que lo hagan resistente a un fármaco. Sin embargo, estos estudios no son del todo precisos, porque no se conocen todas las mutaciones causantes de resistencias. Por lo tanto, las pruebas son incapaces de detectar todos los genes para resistencia que podrían estar presentes. Además, estos estudios son costosos, no están ampliamente disponibles, y si lo están, solo se pueden utilizar para unos pocos microorganismos.

Otras pruebas utilizadas para identificar microorganismos

Las pruebas que permiten identificar otras características únicas de los microorganismos a veces se denominan

  • Pruebas de identificación no basadas en ácidos nucleicos

Estas pruebas se denominan así porque no se basan en la identificación del material genético del microorganismo, que consiste en ácidos nucleicos (ADN y ARN).

Por ejemplo, se pueden hacer pruebas para identificar lo siguiente:

  • Las sustancias en las que el microorganismo puede crecer o crece mejor cuando se cultiva

  • Enzimas producidas por el microorganismo (que ayudan al microorganismo a infectar las células o a propagarse a través de los tejidos más rápidamente)

  • Otras sustancias presentes en el microorganismo (tales como proteínas y ácidos grasos) que ayudan a identificarlo

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