Patogen

Un patogen (del grec πάθος pathos "sofriment, passió", i γἰγνομαι (γεν-) gignomai (gen-) "dono llum a"), agent patogen, agent infecciós o també germen, és un agent biològic que pot causar malalties o alteracions al seu hoste.^[1] I la capacitat d'un agent patogen de produir una malaltia s'anomena «patogenicitat».^[2]

Els principals mecanismes per mitjà dels quals els agent patògens originen malalties són de tres tipus: invasiu, toxigènic i immunopatològic^[3]

• En el mecanisme invasiu, que és el més freqüent, l'agent patogen entra en contacte amb les cèl·lules de l'hoste o hi penetra. En multiplicar-se al seu interior, causa la mort de les cèl·lules i de vegades també la seva.^[4]
• En el mecanisme toxigènic, propi d'un nombre reduït de bacteris, l'agent patogen allibera toxines que maten les cèl·lules a distància o enzims que degraden els components dels teixits, danyen els vasos sanguinis i causen necrosi isquèmica.^[5]
• En el mecanisme immunopatològic, la resposta immunitària de l'hoste, tot i anar originàriament dirigida contra l'agent infecciós, pot causar lesions més o menys greus en els teixits de l'hoste.^[6]

Hi ha quatre vies que els microorganismes que infecten l'espècie humana fan servir per penetrar en el cos, a pesar de les seves defenses:^[7]

• La pell. Habitualment, els patògens n'aprofiten qualsevol mena de solució de continuïtat, i eludeixen la protecció de l'epiteli queratinitzat epidèrmic i la que proporciona la microbiota cutània normal.^[8] En són un exemple les infeccions produïdes per les ferides de guerra.^[9]
• El tracte gastrointestinal. L'àcid gàstric impedeix la supervivència de moltes formes microbianes^[10] i l'intestí té mucositat, enzims pancreàtics i anticossos IgA que dificulten les infeccions.^[11] En aquest cas, la contaminació fecal-oral o la ingesta d'aigua o d'aliments amb microorganismes patògens són les portes d'entrada més comunes a l'aparell digestiu i els patògens progressen fàcilment quan la immunitat d'aquest està alterada o desenvolupen alguna estratègia per debilitar-la.^[12] Per exemple, l'ureasa alliberada per H. pylori.^[13][14]
• L'aparell respiratori. Tant el sistema mucociliar com els macròfags alveolars^[15] eliminen molts microbis inhalats. Per això, la infecció es produeix mitjançant l'atac de l'epiteli de revestiment de les vies aèries o evitant la fagocitosi macrofàgica gràcies a la inhibició de la biogènesi fagolisosomal, com fa Mycobacterium tuberculosis.^[16]
• L'aparell urogenital. L'orina té una bona capacitat per arrastrar certs patògens provinents dels ronyons fora del cos i el baix pH vaginal des de la pubertat a la menopausa no és una condició adequada per al creixement de colònies microbianes. L'entrada de patògens quasi sempre té lloc a través de l'uretra i causen infeccions quan aconsegueixen crear els canvis epitelials necessaris per adherir-se fermament a les estructures d'aquest conducte i multiplicar el seu nombre, sobretot en les persones immunodeprimides.^[17]

El terme «patogen» deriva del grec «allò que produeix patiment»". Hi ha diversos substrats i rutes pels quals un patogen pot envair un hoste; les rutes principals tenen escales de temps diferents, però la contaminació del sòl és la que té el potencial més llarg o persistent d'allotjar un patogen.^[18] La proporció de patògens al sòl mostra tendència a augmentar amb l'escalfament global.^[19]

El cos humà conté moltes defenses naturals en el seu sistema immunitari contra alguns dels patògens més comuns^[20] i un gran nombre de bacteris «útils» presents a la microbiota normal humana.^[21] Tanmateix, si el sistema immunitari o els bacteris «bons» queden danyats d'alguna manera (per exemple, a causa de la quimioteràpia^[22] o de l'ús d'antibiòtics^[23] per a eliminar altres patògens), els bacteris amb potencial patogènic poden proliferar i causar danys a l'hoste. Aquests casos reben el nom d'infeccions oportunistes.^[24]

Alguns patògens (com ara el bacteri Yersinia pestis, que pot transmetre la pesta negra a través de les puces,^[25] el virus de la variola vera^[26] o el protozou causant de la malària) han causat un nombre elevadíssim de víctimes i han tingut nombrosos efectes sobre els grups afectats. Alguns patògens notables en els temps actuals són el virus de la immunodeficiència humana (VIH),^[27] el virus de la grip i el SARS-CoV-2, causant de la covid-19. Tot i que s'han fet molts avenços mèdics per a defensar-se contra la infecció, mitjançant l'ús de vacunes, antibiòtics i fungicides, els patògens continuen amenaçant la vida humana. Avenços socials com ara la seguretat alimentària, la higiene i el tractament de l'aigua han reduït l'amenaça d'alguns patògens.

No tots els patògens són dolents. En entomologia, els patògens són una de les «tres P» (depredadors, parasitoides i patògens) que fan la funció de control biològic natural o introduït per a suprimir plagues d'artròpodes.^[28]

Els dos mecanismes bàsics de defensa contra els patògens que tenen les plantes són la resistència (la capacitat de l'hoste vegetal per limitar la multiplicació dels gèrmens lesius en ell)^[29] i la tolerància (la seva aptitud per reduir els efectes de la infecció independentment del nombre de microbis atacants).^[30]