CLASIFICACIÓN MICROBIANA Los tres dominios de seres vivos

CAPÍTULO 1
CLASIFICACIÓN MICROBIANA
Carlos G. Osorio A.
Los tres dominios de seres vivos
En la década de los 80´, surgió una nueva visión sobre la clasificación de los seres
vivos y sus posibles relaciones evolutivas, provocando una verdadera revolución en la biología
moderna. Para entender esta revolución debemos primero conocer cuál era el conocimiento
que había entrado en crisis. El llamado paradigma clásico consideraba que la clasificación
natural de los seres vivos comprendía sólo dos grandes clases de organismos: Procariontes
(células sin núcleo) y Eucariontes (células con núcleo)1. Estas dos grandes clases se
diferenciaban profundamente a nivel de su estructura y organización subcelular, por lo que se
les consideró siempre como grupos excluyentes. Además, estas clases de organismos eran
agrupadas en 5 reinos (Whittaker, 1969), conformando los procariontes por si sólos el llamado
reino Monera o Prokaryota (considerado primitivo o ancestral). Los 4 reinos eucariontes
restantes Protozoa, Hongo, Plantae y Animalia serían reinos derivados del reino Monera (más
evolucionados (Figura 1-1).
Reino Animalia
Reino Hongo
Reino Plantae
Reino Protozoa
eucariontes
procariontes
Reino Monera
Figura 1-1: Esquema de los 5 reinos clásicos de Whittaker y sus relaciones
evolutivas: reino Metazoa (Animalia), reino Metafita (Plantae),
reino Fungi (Hongo), reino Protista (Protozoa) y reino Monera
(Procariota) (ver Whittaker & Margulis, 1978).
En el año 1978 se descubre un nuevo tipo de seres vivos, tan distantes evolutivamente
de las bacterias como de los eucariontes, siendo llamados primeramente arquibacterias. En el
año 1990 se incorporan estos descubrimientos a una nuevo esquema sobre la evolución y
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Ambos términos derivados del griego καρυον cuyo significado es nuez
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Clasificación de los microorganismos
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clasificación de los seres vivos, planteando que la evolución habría ocurrido en tres líneas o
linajes filogenéticos principales, y no en dos como postulaba el paradigma clásico (Wheelis et
al., 1992; Woese et al., 1990). Esta nueva visión se caracteriza por considerar a las
arquibacterias, actualmente denominadas simplemente arquea, como una tercera forma de
vida, muy diferentes a los eucariontes y procariontes clásicos. Todos estos cambios y nuevas
propuestas han sido posibles gracias al estudio y comparación de secuencias de
macromoléculas conservadas en todos los seres vivos (denominadas relojes moleculares), tales
como el ARN ribosomal (especialmente el ARNr 16S) y algunas proteínas conservadas tales
como los factores traduccionales EF-G y EF-Tu.
Para poder comprender el giro paradigmático ocurrido en las dos últimas décadas,
debemos comenzar entonces por presentar el nuevo árbol filogenético propuesto para la
evolución de los seres vivos. Esta nueva clasificación se basa en una visión tricotómica (tres
linajes principales) e incorpora un nuevo nivel o rango taxonómico denominado Dominio
(superior a Reino). Estos tres nuevos linajes evolutivos reciben entonces las siguientes
denominaciones: dominio Eucaria, dominio Arquea y dominio Bacteria (Figura 1-2).
Si observamos el árbol filogenético universal de la figura 1-2, notaremos que dentro
del dominio Bacteria existen varios linajes bacterianos diferentes (1-6). Cada uno de ellos
estrictamente debería corresponder a un reino diferente, sin embargo por razones de índole
histórica se les denomina Divisiones o Phyla. Hoy en día se describen 80 Divisiones o Phyla
en el dominio Bacteria, siendo la gran mayoría de estas bacterias fotolitotróficas,
quimiolitotróficas, ambientales y no patógenas para el hombre. Muchas de ellas son
fundamentales en varios ciclos geoquímicos de nuestro planeta (carbono, nitrógeno, fósforo,
etc.).
Figura 1-2: Árbol filogenético universal propuesto en 1990. Este árbol filogenético
se basa en la comparación de secuencias del ARN ribosomal 16 S. La raíz se localizó
mediante el estudio de los factores traduccionales EF-Tu y EF-G (Woese, et al., 1990).
Los virus no se incorporan a esta clasificación por el hecho de no estar conformados
por células y constituirse en seres vivos sólo en unión a una célula viva preexistente. Sus
orígenes no están claros, algunos investigadores opinan que derivarían de entidades celulares y
por lo tanto no serían primitivos. Otros investigadores piensan que corresponderían a
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remanentes de una etapa de la evolución precelular de la vida, por lo que en este caso se
considerarían entes primitivos. Recientemente se descubrió una nueva familia de virus
denominada Mimivirus, que se caracteriza por infectar amebas y poseer un genoma de ADN
mayor que el de algunas bacterias (dos veces mayor que el genoma de la bacteria Mycoplasma
genitalium). Algunos investigadores piensan, en base al estudio de las secuencias de algunas
enzimas de estos virus, que esta familia podría corresponder a virus arcaicos, anteriores
incluso al origen de las células eucariontes. En todo caso, hoy en día no existe consenso entre
los investigadores respecto al origen de los virus y no parece posible, al menos al corto plazo,
dilucidar experimentalmente tal cuestión.
Dominios vivientes y organismos patógenos
Dominio Bacteria
Entre los agentes productores de enfermedad en el ser humano (bacterias patógenas),
podemos distinguir principalmente: la división Proteobacteria (antes llamadas bacterias
púrpura), las llamadas bacterias Gram positivas o Firmicutes, las espiroquetas, las Chlamydias
y el grupo Cytophaga/Flexibacter/Bacteroides (CFB), (Tabla 1-1).
Tabla 1-1:
Principales grupos bacterianos de interés médico.
División o Phylum
Grupos o géneros representativas
Proteobacteria
( α, β, γ, δ y ε subdivisiones)
α: Rickettsia, Brucella, Erlichia, etc.
β: Neisseria
γ: Enterobacterias, Bacilos no fermentadores, Vibrios,
Legionella.
δ-ε: Helicobacter, Campilobacter
Gram positivos o Firmicutes
Alto
contenido
de
G+C:
Mycobacterium,
Corynebacterium, Nocardia, Gardnerella.
Bajo contenido de G+C: Estafilococos, estreptococos,
enterococos, clostridios, Listeria, Bacillus, Mycoplasma.
Espiroquetas
Treponema pallidum
Chlamydias
Chlamydia trachomatis, Chlamydia pneumoniae
Grupo CFB
Bacteroides
1: Contenido Guanina y Citocina
En términos generales, se puede decir que la gran mayoría de las bacterias patógenas
del ser humano son unicelulares, y poseen tamaños entre 1-5 µm. Su metabolismo es en
general quimio-órganotrofo y heterotrofo, pues la energía la obtienen de la oxidación de
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Clasificación de los microorganismos
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compuestos orgánicos y derivan su carbono del mismo tipo de compuestos. La mayoría crece
a una temperatura moderada entre 30-40 °C, clasificándose por tanto como mesófilos Como
puede observarse en la tabla 1-1, la mayoría de las bacterias patógenas se encuentra en dos
grandes grupos: Proteobacteria y Firmicutes. En general, la mayoría de las Proteobacteria
posee una pared celular del tipo Gram negativa (ver detalles en capítulo de morfología y
estructura) y su morfología corresponde a una forma alargada denominada bacilo. Algunos de
ellos poseen, excepcionalmente, una morfología en espiral (Campylobacter y Helicobacter).
Los Firmicutes o bacterias Gram positivas poseen en general una gruesa pared celular y se
distinguen por teñirse de violeta con la tinción de Gram. Sin embargo, una excepción son los
mycoplasmas (ejs: Mycoplasma genitalium, M. pneumoniae, M. hominis y Ureaplasma spp.),
que pertenecen al mismo grupo y no poseen pared celular. Las espiroquetas poseen una
morfología espiralada en forma de sacacorcho y su pared celular es semejante a la de las
Proteobacteria. Una de las espiroquetas más conocidas es el agente causal de la sífilis,
conocida enfermedad de transmisión sexual, denominado Treponema pallidum. Las
Chlamidias son bacterias que no pueden sintetizar su propio ATP, siendo por ello
obligadamente parásitos intracelulares. Algunos patógenos importantes de este grupo son:
Chlamydia trachomatis (queratoconjuntivitis) y Chlamydia pneumoniae (patología respiratoria
baja). Finalmente, los bacteroides del grupo CFB son importantes agentes etiológicos de
patología abdominal (ejemplo: abcesos postoperatorios).
Es importante mencionar también que las bacterias no sólo existen como organismos
unicelulares, pues varios grupos se comportan como organismos pluricelulares complejos:
Streptomyces spp., Nocardia spp., Myxococcus spp., etc. Varias de estos grupos son
importantes productores de sustancias antibióticas con gran impacto médico. En algún
momento se las consideró parte de los hongos, fundamentalmente por su morfología
filamentosa. Sin embargo hoy en día su pertenencia a los procariontes está demostrada.
Actualmente, gracias al estudio de la biodiversidad bacteriana se han descubierto varios
grupos bacterianos con características peculiares, por ejemplo: bacterias gigantes Gram
positivas de 600 x 80 µm (Epulopiscium sp), nanobacterias de 20-50 nm de diámetro (posibles
patógenos de la subdivisión α de las proteobacterias), bacterias que poseen una forma vivípara
de reproducción (Metabacterium sp.), bacterias predadoras o carnívoras (Bdellovibrio sp.), etc.
Seguramente muchos nuevos descubrimientos surgirán en los próximos años, pues cada vez
disponemos de más métodos y herramientas experimentales para investigar el fascinante e
increíble micromundo bacteriano que sólo recientemente nos está revelando sus más
escondidos secretos.
Finalmente, se debe enfatizar que las bacterias patógenas conforman un grupo muy
reducido dentro de la enorme biodiversidad descrita actualmente para el dominio Bacteria (al
año 2004 ya se han descrito 80 divisiones). Se debe recordar que la gran mayoría de las
bacterias participan en ciclos geológicos y naturales no teniendo por tanto relación directa con
patología. En general, las bacterias no deberían ser consideradas nuestras enemigas, sino más
bien como nuestras camaradas de existencia en este planeta.
Dominio Eucaria
El dominio Eucaria comprende a todos los linajes microbianos constituidos por células
eucarióticas. Históricamente estos correspondían a los llamados: reino Hongo, reino Animalia,
reino Plantae y reino Protozoa (llamados a veces Protista). Actualmente, se conserva a los 3
Mundo microbiano
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primeros, mientras que el antiguo reino Protozoa, se fragmenta en múltiples reinos (10-20
según los autores), tales como: Microsporidios, Diplomonadas, Apicomplexa, Alveolados,
Stramenopiles, Excavados, entre otros. Algunos protozoos patógenos para el ser humano
dentro del dominio Eucaria corresponden a: Giardia lamblia, Entamoeba histolitica,
Toxoplasma gondii, Trypanosoma cruzi, Plasmodium falciparum, etc. Se piensa que el grupo
de las Diplomonadas (por ej: Giardia lamblia) correspondería a los eucariontes más arcaicos.
Este grupo carece de mitocondrias, cloroplastos y otros organelos subcelulares, por lo que se
cree que podría corresponder a una fase de la evolución de los eucariontes previa a su
simbiosis con bacterias de vida libre del grupo proteobacterias α (teoría del origen
endosimbiótico de mitocondrias y cloroplastos).
Por otra parte, algunos hongos patógenos para el ser humano son: Candida albicans y
Cryptococcus neoformans (ejemplos de levaduras u hongos unicelulares); y Microsporum y
Trichophyton (ejemplos de hongos filamentosos).
Finalmente también existen algunos integrantes del reino Animalia propiamente tal,
que se comportan como patógenos humanos, entre ellos varios helmintos del grupo de los
Nemátodos (gusanos redondos) y de los Platelmintos (gusanos planos).
Dominio Arquea
Finalmente, los microorganismos denominados actualmente arquea constituyen un
grupo taxonómico con características muy diferentes a las bacterias (Woese, 1987). Se puede
decir que en general no causan patología, pero hay antecedentes de que algunos arquea
metanogénicos podrían estar asociados a cuadros causados por anaerobios en humanos (por
ejemplo: patología gingival). Los arquea son procariontes, aunque evolutivamente se
encuentran más cercanos a los eucariontes que a las bacterias. Su sistema de duplicación del
ADN, su sistema transcripcional, su sistema traduccional, presentan grandes similitudes con
los sistemas eucariontes. Este hecho fue el que marcó el quiebre fundamental con el
paradigma clásico, pues era inconcebible para la visión clásica que existiera un grupo de
procariontes más cercanos evolutivamente a los eucariontes que a las bacterias (ver Fig 1-2).
El dominio Arquea esta constituido por dos reinos: Crenarqueota y Euryarqueota, aunque
ciertos organismos descubiertos recientemente pertenecerían a un nuevo reino denominado
Korarqueota. A los crenotes o crenarqueotes también se los denomina eocitos (células del
alba) o termoacidófilos, por haber sido descubiertos en fuentes hidrotermales con condiciones
extremas de temperatura y acidez (ejemplo: geisers del Tatio o parque nacional de
Yellowstone en USA). Los euryotes o euryarqueotes están conformados por una amplia
variedad de microorganismos, siendo los más conocidos y mejor estudiados los llamados
metanógenos (productores de metano) y también las haloarquea extremas (halófilas extremas).
Se pensó en un principio que los arquea sólo habitaban ambientes con condiciones extremas
de temperatura, acidez, salinidad, anaerobiosis, etc.; sin embargo hoy, gracias a los nuevos
estudios de ecología molecular se ha demostrado que estos organismos se encuentran
ampliamente distribuidos en la biósfera: océanos, suelos e incluso como simbiontes.
Particularmente, algunos arquea del grupo de los euryotes metanogénicos conforma una parte
importante de la microbiota normal del intestino de mamíferos (especialmente rumiantes),
incluido el ser humano.
Algunos investigadores piensan actualmente que el grupo evolutivo arqueano es el que
se asemeja más fielmente al ancestro común entre bacterias y eucariontes, correspondiendo a
una especie de eslabón perdido entre ambos grupos (tal eslabón es denominado cenancestro).
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Clasificación de los microorganismos
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Este cenancestro podría haber sido un organismo muy similar a los modernos procariontes o
un organismo en un estadío evolutivo arcaico, denominándose en este caso progenote (aparato
genético arcaico). Es una visión extendida, que los primeros organismos habrían tenido un
genoma de ARN y que tan sólo tardíamente éste habría sido transformado en ADN. Los
mencionados progenotes podrían haber poseído un genoma de ARN. A esta fase de la
evolución biológica se la denomina mundo del ARN (RNA world). El descubrimiento de los
arquea estimuló fuertemente el estudio de las relaciones evolutivas entre los microorganismos
y actualmente existen varios grupos en el mundo dedicados a este tema.
En la actualidad, se estima que sólo conocemos entre el 5-10% de los microorganismos
existentes, pues la gran mayoría no es posible de cultivar por procedimientos convencionales y
por tanto no es posible su estudio. De esta minoría que conocemos, la mayor parte
corresponde a bacterias patógenas (de gran importancia para el ser humano, por razones
obvias, pero probablemente una minoría dentro de la diversidad microbiana total). Este hecho,
tiene consecuencias profundas sobre nuestro conocimiento biológico, pues significa que esta
ciencia se sustenta en el conocimiento adquirido a partir de un conjunto mínimo y además no
representativo de organismos. Seguramente, en un futuro no lejano, una pléyade de nuevos
fenómenos serán descubiertos que probablemente no sean contradictorios con el conocimiento
biológico actual. Sin embargo, su magnitud puede ser tal que nuestra visión global de la
biología podría ampliarse sustancialmente. Como expresó el gran filósofo Heráclito de Efeso:
“todo fluye”. Así ocurre también con la biología y especialmente con la microbiología.
BIBLIOGRAFÍA
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CAPÍTULO 2
MORFOLOGÍA Y ESTRUCTURA BACTERIANA
María Angélica Martínez T.
Tamaño, morfologías y agrupaciones bacterianas
La observación microscópica de las bacterias revela su tamaño, morfología y tipos de
agrupaciones, características que son de ayuda para la identificación bacteriana. Las bacterias
tienen alrededor de 1 µm de diámetro y 0.2 a 3-4 µm de largo y poseen tres formas básicas;
las cocáceas ó cocos (bacterias de forma esférica); los bacilos (bacterias de forma cilíndrica) y
las espiroquetas (bacterias con forma de espiral).
Muchas especies bacterianas, especialmente las cocáceas, permanecen unidas luego de
su división, dando origen a distintas agrupaciones que facilitan su identificación presuntiva.
Las agrupaciones están determinadas por el plano de división bacteriana y la mayor ó menor
tendencia de las bacterias a permanecer unidas. Cuando una cocácea se divide en un plano
forma un diplococo. Existen dos tipos de diplococos; neisserias y neumococos. Las neisserias
están unidas por sus caras adyacentes planas lo que les da forma de “granos de café”. Esta
disposición es característica de Neisseria gonorrhoeae y Neisseria meningitidis, agentes de la
gonorrea y meningitis respectivamente. Los neumococos, término científico Streptococcus
pneumoniae, es la principal causa de neumonia adquirida en la comunidad. Este
microorganismo forma cadenas cortas y diplococos y se caracterizan por tener una forma
alargada descrita como lanceolada (la forma de la punta de una lanza), ó de llama de una vela.
Si la cocácea se divide en un plano, pero permanece unida luego de la división da origen a una
cadena ó estreptococo (Streptococcus). Si por el contrario, la cocácea se divide en varios
planos, da origen a un racimo de uva, característica presente en los estafilococos
(Staphylococcus). Los bacilos tienen menor tendencia a permanecer unidos luego de la
división, pero se decriben dos agrupaciones; los estreptobacilos (cadenas de bacilos)
característica presente en el género Bacillus y las bacterias dispuestas en “empalizada ó letra
china”. Esta última característica se debe a que los bacilos quedan unidos por un extremo
luego de su división, lo que se presenta en los “difteromorfos”, bacterias de morfología similar
a Corynebacterium diphteriae, el agente de la difteria. Mientras la difteria ha sido controlada
por vacunas, existen numerosas otras especies de Corynebacterium que forman parte de la
Microbiota comensal de nuestra piel y mucosas.
Ultraestructuras bacterianas
Muchos elementos de la estructura bacteriana están involucrados en su interacción con
el hospedero, siendo responsables de su patogenicidad. Algunas estructuras bacterianas
participan en la adherencia a los tejidos del hospedero, en la evasión de la respuesta inmune o
induciendo una respuesta inflamatoria de diferente magnitud. Algunos de sus componentes
permiten en el laboratorio el diagnóstico microbiológico. Por otra parte, componentes de la
estructura bacteriana constituyen el sitio blanco de antimicrobianos y vacunas.
10 Biología de los microorganismos
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En la figura 2-1, se observa un esquema de la célula procariótica. Su citoplasma carece
de organelos membranosos, (mitocondrias) y sistemas de membranas (retículo
endoplasmático) e incluye el material genético. En contraste, su envoltura es más compleja
comparada con la célula eucariótica, ya que, además de la membrana celular, posee una
compleja pared celular y frecuentemente una cápsula.
Las estructuras bacterianas las podemos clasificar, por razones didácticas, en
estructuras constantes o accesorias. Las estructuras constantes son las estructuras esenciales
para la vida de la bacteria e incluyen el citoplasma con el cromosoide bacteriano, la membrana
y la pared celular. Por otra parte, las estructuras accesorias: cápsula, flagelos y fimbrias, están
presentes sólo en algunas de ellas y aunque no son indispensables para la vida, otorgan
extraordinarias ventajas adaptativas a las bacterias que las poseen.
Figura 2-1:
ESTRUCTURAS CONSTANTES
Estructura de una célula procariótica.
El citoplasma bacteriano es un gel de alta presión osmótica. Al microscopio
electrónico muestra un aspecto finamente granular, debido a su alto contenido en ribosomas
e inclusiones de diversos materiales nutritivos que las bacterias almacenan en forma insoluble.
Aproximadamente en el centro del citoplasma localizamos el material genético de la bacteria,
organizado en un nucleoide, el cual se destaca en microfotografías por su aspecto hipolúcido.
Este material genético consiste de un cromosoide único formado por ADN de doble hebra
circular. En las bacterias típicas, como Escherichia coli, tiene aproximadamente 4.800 kpb y
extendido mide 1 mm de longitud. Esta gran molécula se encuentra compactada por
sobreenrrollamiento, proceso en el que intervienen enzimas del tipo topoisomerasa y proteínas
estructurales “tipo-histonas”.
La membrana citoplasmática, mejor llamada membrana celular, es la fina membrana
que protege el citoplasma. Cumple con el modelo de Singer de unidad de membrana, estando
constituida por una bicapa fosfolipídica y proteínas, tanto integrales como periféricas.
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Estructura bacteriana 11
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Constituye la principal barrera de permeabilidad celular, pero en las bacterias cumple
numerosas otras importantes funciones. Entre otras, contiene las proteínas y otros
componentes de la respiración celular y fosforilación oxidativa. Es un soporte para la síntesis
y translocación de las macromoléculas externas que forman la pared celular y los
exopolisacáridos. Es el lugar de síntesis de enzimas y de proteínas en general.
La membrana celular se pliega al interior formando un saco membranoso denominado
mesosoma, en al menos dos localizaciones. Los mesosomas sirven de sitio de anclaje del
cromosoide bacteriano a la membrana celular, participando en su separación luego de la
replicación y en la formación de un septum que dividirá las células hijas.
La pared celular es el soporte físico de la célula y la estructura más externa cuando
no existe cápsula. La pared celular otorga protección física a la bacteria y también la protege
del shock osmótico, dada la hipertonicidad celular. Además de estas funciones esenciales,
algunos de sus elementos también participan en la interacción agente-hospedero, ya sea
facilitando la adherencia a los tejidos, protegiendo la bacteria de los mecanismos inespecíficos
de defensas o induciendo una respuesta inflamatoria. El componente básico de la pared celular
es el peptidoglicano o mureína. Está presente en todas las bacterias, excepto los Mycoplasmas
que carecen de pared celular y que han desarrollado otras estrategias para protegerse del shock
osmótico. El peptidoglicano es una macromolécula compleja que se dispone como una red
alrededor de la célula bacteriana. Está compuesto por cadenas de dos aminoazúcares
alternados: N-acetil glucosamina y ácido N-acetil murámico, unidos por enlace ß-1-4. El ácido
murámico está constituido por un tetrapéptido formado por L y D aminoácidos: L-alanina,
D-ácido glutámico, L-lisina, D-Alanina. Finalmente, las cadenas de azúcares se unen entre si
por la unión de los tetrapéptidos de una cadena con la otra. Esto le da al peptidoglicano su
estructura de red, determinando su resistencia. La unión entre los tetrapéptidos de cadenas
vecinas es inhibida por los antibióticos ß-lactámicos. Existen diferencias en la composición y
estructura de la pared celular entre las bacterias Gram (+) y Gram (-) (Figura 2-2).
12 Biología de los microorganismos
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Figura 2-2:
Envolturas bacterianas.
Pared celular en bacterias Gram (+):
El péptidoglicano se dispone en varias capas lo que le otorga grosor a la pared.
Atraviesan el peptidoglicano polisacáridos ácidos, denominados ácidos teicoicos. Los ácidos
teicoicos son de dos clases: poliglicerol fosfato y poliribitol fosfato. Los poliglicerol fosfatos
están unidos a la membrana celular y se les denomina ácidos lipoteicoicos, mientras que los
poliribitol fosfato o ácidos teicoicos están unidos al peptidoglicano. Las funciones primarias
de estos polímeros son la estabilización del peptidoglicano y la captura de Mg++. Sin embargo,
se ha demostrado en algunas bacterias patógenas, como Staphylococcus y algunos
Streptococcus, que cumplen funciones tipo adhesinas. En S. pneumoniae contribuyen a la
respuesta inflamatoria. Otros componentes, presentes en algunos microorganismos, tienen
importancia antigénica o clínica. Por ejemplo, los polisacáridos neutros se encuentran
presentes en todos los Streptococcus, así como la proteína M en el S. pyogenes.
Pared celular en bacterias Gram (-):
Su pared celular es más delgada, pero más compleja que la de los Gram (-). El
péptidoglicano se dispone en una sola capa, pero por fuera de ella se encuentra una segunda
membrana denominada membrana externa. La membrana externa es una membrana
asimétrica, porque si bien la monocapa interna está formada por fosfolípidos, la monocapa
exterior está formada por un tipo especial de lípido, denominado lipopolisacárido (LPS). El
LPS es una molécula anfipática que contiene tres regiones diferentes: el lípido A, el core y el
antígeno O. El lípido A, es un complejo de azúcares, fosfatos, ácidos grasos y forma una
bicapa con los fosfolípidos de la membrana. Además, es el responsable de la toxicidad del
LPS. El core, es un oligosacárido de 4 a 5 azúcares, algunos infrecuentes como las heptosas y
un azúcar de 8 carbones, denominado ceto-deoxioctanoico (KDO) . Sirve de enlace entre el
lípido A y el Antígeno O. El antígeno O, está formado por cadenas de 25 o más unidades de
azúcares repetidas. En el laboratorio permite la clasificación de importantes grupos
bacterianos como Salmonella, Shigella, E. coli uropatógenos y enteropatógenos. El LPS
constituye una endotoxina, que se libera cuando la bacteria se divide o muere. Es un potente
estimulador de los macrófagos, lo que causa la activa liberación de citoquinas, responsables de
las manifestaciones clínicas de las infecciones por bacterias Gram (-) y que varían desde una
fiebre hasta el shock séptico.
Entre la membrana externa y la membrana celular se crea un compartimento virtual,
llamado espacio periplásmico. El espacio periplásmico es una matriz que incluye al
péptidoglicano, enzimas, proteínas captadoras de nutrientes y sustancias de secreción.
La membrana externa contiene numerosas proteínas, siendo las porinas las más
abundantes. Se denominan así, porque forman poros que comunican el exterior con el espacio
periplásmico. Las porinas constituyen poros de difusión inespecíficos que permiten el paso de
sustancias hidrofílicas y no mayores de 700 daltons (aminoácidos o disacáridos). Las porinas
Estructura bacteriana 13
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más conocidas en E. coli son OmpC y OmpF. En condiciones de alta osmolaridad o
temperatura (como las que se encuentran en el ser humano), se sintetiza preferentemente
OmpC, porina de poro pequeño, mientras que en condiciones de baja osmolaridad y baja
temperatura (medio ambiente), se sintetiza la porina OmpF, que tiene un poro de mayor
diámetro. Otra proteína abundante en la membrana externa, es OmpA. Esta última, no es una
porina, sino que es el receptor del pili F que participa en el proceso de conjugación.
ESTRUCTURAS ACCESORIAS
Exopolisacáridos: La mayoría de las bacterias; tanto Gram (+) como Gram (-)
sintetiza una cubierta de naturaleza polisacárida que las rodea. Los exopolisacáridos son
sintetizados en la membrana citoplasmática, atraviesan la pared celular y se establecen afuera.
Se clasifican de acuerdo a la relación con la superficie exterior de la bacteria y a su grado de
rigidez en cápsulas y glicocálix.
Las cápsulas tienen una unión firme a la bacteria, son rígidas y excluyen partículas,
entre ellas la tinta china. Su función es proteger a las bacterias de la fagocitosis, interfiriendo
en la acción del complemento. Los polisacáridos capsulares son antigénicos (Antígeno K).
Debido a su estructura fibrilar radial altamente hidratada, las cápsulas no se tiñen con las
tinciones habituales, sino que requieren colorantes específicos para polisacáridos o tinción
negativa con tinta china.
El glicocálix es flexible, se une en forma laxa a las bacterias, perdiéndose fácilmente.
Participa en la formación de biopelículas. Esta forma de crecimiento bacteriano se caracteriza
por la formación de microcolonias rodeadas de glicocálix. Un ejemplo de importancia clínica
es la colonización del Staphylococcus epidermidis en material protésico y catéteres. Una vez
adherida esta bacteria, se multiplica formando una microcolonia rodeada de glicocálix que la
protege de los antimicrobianos, anticuerpos y de la fagocitosis.
Flagelos: Los flagelos son apéndices filamentosos, helicoidales, que se emplean en la
movilidad bacteriana. Las bacterias nadan rotando los flagelos, como una hélice. Están
presentes sólo en los bacilos. Están formados por un cuerpo basal y un gancho embebidos en
la envoltura celular y un filamento externo. El filamento externo mide 20 nm de diámetro y
consiste en el ensamblaje de miles de monómeros de una proteína llamada flagelina, que se
dispone como un cilindro de 5 – 10 µm de longitud. Los flagelos se observan al microscopio
de luz, solamente si las bacterias se tiñen con tinciones que aumenten su grosor. La posición
de los flagelos puede ser perítrica, rodeando toda la bacteria; monótrica o lofótrica si poseen
un flagelo o un haz de flagelos en un polo, respectivamente; o anfítricas si poseen un haz de
flagelos en cada polo. Los flagelos son muy buenos inmunógenos. Los antígenos flagelares se
denominan antígenos H.
Las bacterias móviles tienen una ventaja adaptativa a su ambiente, porque regulan su
desplazamiento, mediante quimiotaxis frente a diversas sustancias nutritivas y repelentes.
14 Biología de los microorganismos
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En Salmonella existen dos genes con distinta ubicación en el cromosoide, que
codifican flagelos, antigénicamente diferentes. La regulación de la expresión de estos genes
se debe a la inversión de una secuencia repetida invertida, responsable de la activación de un
promotor (“off / on”). Este fenómeno se denomina variación de fases y probablemente ayuda a
la bacteria a evadir la respuesta inmune humoral.
Fimbrias: Las fimbrias, también llamadas pili, son microfibrillas parecidas a pelos,
que rodean en número de 100-200 a algunas bacterias Gram (-). Miden 3-7 µm de diámetro,
por lo que se observan sólo al microscopio electrónico. Están constituídas por el ensamblaje
de miles de monómeros de un proteína estructural llamada pilina, que se dispone en cilindros
rígidos o flexibles y por unas pocas copias de una proteína apical con propiedades de adhesina.
Las fimbrias son responsables de la adherencia específica de las bacterias a los tejidos del
hospedero, explicando la especificidad de hospedero y de tejidos de las bacterias. Entre los
ejemplos más conocidos destacan las fimbrias tipo 1 o pilis comunes, que se adhieren a
residuos de manosa y que se encuentran en un gran número de Enterobacteriaceas y las
fimbrias P, que se encuentran en los clones uropatógenos y pielonefritogénicos de E. coli y
cuyo receptor es gal-gal. Dada su importancia, numerosas bacterias fimbriadas han
desarrollado mecanismos que le permiten la variación de fases y variación antigénica de las
fimbrias, con el objeto de evadir la respuesta inmune humoral del hospedero.
Esporas: Dos géneros de bacilos Gram (+): Bacillus y Clostridium pueden dar origen
a una forma de vida latente y resistente denominada endospora. Estas estructuras se originan
dentro de la célula bacteriana vegetativa y se liberan por lisis celular. Las endosporas son
resistentes a condiciones ambientales desfavorables como calor, desecación y radiación
ultravioleta, permaneciendo viables en el ambiente por cientos de años. Debido a su
resistencia y a que son producidas por
microorganismos altamente patógenos, es
imprescindible esterilizar las soluciones e instrumentos médicos que van a ser empleados en
cirugía adecuadamente (autoclave y horno Pasteur).
El proceso de esporulación comienza con la expresión de una nueva subunidad σ de la
ARN polimerasa, la cual va a transcribir los genes relacionados con este proceso. Con la
replicación del ADN y migración de un cromosoide a un polo, se invagina la membrana
celular rodeando en una doble capa el cromosoide y una pequeña cantidad de citoplasma.
Luego, se sintetizan dos capas de la espora entre ambas bicapas de membrana. La más interna,
o corteza, corresponde a una gruesa capa de peptidoglicano, mientras que la externa o
cubierta, está compuesta por una proteína similar a la queratina; impermeable y rica en
enlaces –S-S-. La termorresistencia parece estar mediada por un compuesto rico en calcio, el
dipicolinato de calcio y por el estado de deshidratación de la espora.
El proceso de germinación es igualmente complejo. Lesiones de la cubierta de la
espora, más un ambiente propicio estimularían la germinación. Esta se inicia con la captación
de agua y la pérdida del dipicolinato de calcio y continúa con la biosíntesis de las estructuras
de la forma vegetativa.
Estructura bacteriana 15
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
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1995.
Microbiología
CAPÍTULO 3
FISIOLOGÍA BACTERIANA
María Antonieta Cruz y Germán Hermosilla D.
La Fisiología microbiana comprende el estudio de las funciones realizadas por los
microorganismos. La función fundamental de todo ser vivo es el crecimiento, esto es
aumentar en forma ordenada el número y la masa de todos sus componentes celulares, tales
como pared celular, membrana citoplasmática, ácidos nucleicos (ADN y ARN), flagelos,
fimbrias, entre otros. Estas estructuras celulares están compuestas fundamentalmente de
macromoléculas: proteínas, polisacáridos, lípidos y ácidos nucleicos.
Las bacterias son muy eficientes fisiológicamente, sintetizan en forma muy rápida
todos sus componentes celulares, siendo la mayoría autosuficientes a pesar de su simpleza
estructural. Para que esto ocurra, en la bacteria se desencadenan una serie de procesos
químicos que en su conjunto constituyen el metabolismo bacteriano.
En el metabolismo bacteriano, los procesos químicos por los cuales la bacteria
construye componentes celulares, a partir de compuestos simples externos (nutrientes), se
denomina anabolismo. En cambio, aquellas reacciones destinadas a obtener energía a partir de
compuestos químicos corresponden al catabolismo.
Desde su hábitat o entorno la bacteria incorpora las sustancias necesarias para vivir,
proceso llamado nutrición. Una vez incorporados estos nutrientes, a través del metabolismo
bacteriano, la célula será capaz de reproducirse y transmitir su material genético a la progenie.
NUTRICIÓN
Desde la época de Pasteur, se han usado como medios de cultivo, extractos de tejidos
animales o vegetales, recibiendo el nombre de caldos. Sólo con los estudios de Müeller se
empezó a conocer en forma fraccionada los elementos que son necesarios para que una
bacteria se desarrolle.
Las bacterias que evolutivamente se adaptaron a vivir libremente en la tierra y el agua,
tienen requerimientos más simples que aquellas que viven en la superficie de tejidos animales,
las que requieren compuestos nutritivos más complejos, como aminoácidos, vitaminas y bases
nitrogenadas. En estas bacterias, la carencia de una vía metabólica determina requerimientos
más complejos que las bacterias de vida libre, las cuales poseen vías metabólicas mucho más
complejas.
Es difícil determinar cuáles son los mínimos nutrientes necesarios para que la bacteria
sobreviva y se multiplique, sin embargo, considerando los componentes celulares, se afirma
que las bacterias necesitan fundamentalmente:
15
16 Biología de los microorganismos
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Agua:
Más del 80% de la composición celular bacteriana es agua. Es el solvente
universal, cumple una función tampón y actúa como coenzima de enzimas
hidrolasas.
Fuente de Carbono: Todos los compuestos orgánicos poseen carbono. Las fuentes más
simples de carbono son el CO2 y el CH4. Fuentes más complejas son aminoácidos, hidratos de carbono y lípidos.
De acuerdo a la fuente de carbono utilizada, las bacterias pueden ser
clasificadas como autótrofas y heterótrofas. Es importante señalar que no
existe un límite preciso de separación entre ambos grupos. Bacterias
autótrofas son aquellas bacterias que utilizan como fuente de carbono
sustancias simples, como CO2 y CH4. En cambio, las bacterias heterótrofas
requieren macromoléculas orgánicas como fuente de carbono, tales como los
hidratos de carbono. La mayoría de las bacterias patógenas para el hombre son
heterotrófas.
Nitrógeno (N2): El nitrógeno, es otro elemento fundamental, ya que es el componente
principal de proteínas y ácidos nucleicos, constituyendo el 10% del peso seco
de una bacteria. El N2 en el interior de la célula se encuentra como grupo
amino (R-NH2), sin embargo, las bacterias lo pueden adquirir en forma de
NO3, NO2, N2, NH4, RNH2. Las bacterias cumplen un rol fundamental en el
ciclo geoquímico del N2, porque la urea, que es el principal producto de
excreción del metabolismo de las proteínas en los mamíferos, es inestable y se
descompone rápidamente a amoniaco (NH3), compuesto volátil que se
perdería sí no existieran las bacterias nitrificantes del suelo, las que por
oxidación lo llevan a NO3 no volátil. Este NO3 puede ser captado por las
plantas y transformado a compuestos orgánicos. También existen las bacterias
denitrificantes que reducen el NH3 a N2, en regiones anaeróbicas del suelo,
liberándolo a la biosfera.
Azufre (S):
Este elemento es utilizado por la bacteria para sintetizar aminoácidos
azufrados, tales como cisteína y metionina. También, forma parte de vitaminas, como biotina y tiamina. La mayoría de las bacterias son capaces de
obtener S a partir de SO4 y lo reducen a H2S, el que generalmente es
transportado por una molécula de O acetil serina.
Dadores de H2 y receptores de H2: Las bacterias patógenas para la especie humana, realizan
su metabolismo en base a reacciones químicas, obteniendo energía
fundamentalmente por óxido-reducción. De tal manera que necesitan sustratos
oxidables y aceptores finales de electrones. Ej.: glucosa, como dador de
electrones y O2, como receptor de éstos.
Fisiología bacteriana 17
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Iones inorgánicos (P, K, Mg): El fósforo es esencial en estructuras como ácidos nucleicos,
ATP, fosfolípidos de membrana y algunas coenzimas, como NAD y FAD. El
P puede ser captado como fosfato o P libre (Pi).
Elementos traza u oligoelementos: Son aquellos elementos que las bacterias requieren en
cantidades muy pequeñas, como Fe, Cu, Mo, Zn. Generalmente, basta con la
cantidad que contiene el H2O u otros elementos del medio. Respecto al Fe, se
ha determinando que existen en las bacterias moléculas transportadoras de Fe
denominadas sideróforos, que compiten con la lactoferrina y transferrina del
hospedero. Por ejemplo, E. coli tiene un operón que codifica para el
sideróforo entero-quelina y para una proteína de membrana que actúa como
un receptor que capta las deficiencias de Fe del ambiente.
Factores de crecimiento: Se definen como aquellas sustancias que son indispensables para la
vida de la bacteria, pero que ella es incapaz de sintetizar Ej.: vitaminas, bases
nitrogenadas, aminoácidos y colesterol. Estos compuestos hay que aportarlos
al medio, puesto que su carencia no es compatible con la vida bacteriana.
Como ya se mencionó, la nutrición tiene por objeto el aporte de sustancias necesarias
para el proceso de síntesis de componentes celulares o biosíntesis. Este proceso requiere
energía, la cual puede ser obtenidas por las bacterias desde dos fuentes: luz y compuestos
químicos. Dependiendo de cual es la fuente de energía, las bacterias pueden ser clasificadas
como organismos fosfosintéticos o quimiosintéticos, respectivamente. En ambos grupos, la
energía se conserva en forma de ATP.
Las bacterias de importancia médica son quimiosintéticas, debido a que deben vivir en
la obscuridad de nuestras mucosas y tejidos.
Además de todos los nutrientes antes mencionados, el medio que rodea a las bacterias
debe proporcionar las condiciones físico-químicas apropiadas, que favorezcan el crecimiento
bacteriano, tales como, temperatura, presión osmótica y pH.
Temperatura: La mayoría de las bacterias pueden crecer en un amplio rango de temperatura.
Sin embargo, sólo presentan un estrecho rango de crecimiento óptimo.
Delimita este rango una temperatura mínima de crecimiento y una máxima.
Por debajo de la mínima la multiplicación se deteriora. Se sabe que la síntesis
proteica es un proceso muy sensible a bajas temperaturas. Por sobre la
temperatura máxima se produce muerte bacteriana debido a coagulación y
denaturación de proteínas.
La temperatura de crecimiento es un rango taxonómico muy importante,
pudiéndose clasificar a las bacterias según su óptimo térmico en tres grandes
grupos:
18 Biología de los microorganismos
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Psicrófilas
Mesófilas
Termófilas
10 - 20°
20 - 40°
50 - 60º
La mayoría de las bacterias patógenas para la especie humana, se encuentra en
el grupo de las mesófilas, pero existen algunas especies psicrófilas que pueden
llegar a producir patologías, como es el caso de Listeria monocytogenes.
pH:
En el interior de la bacteria siempre el pH es neutro, lo que nos demuestra el
eficiente sistema de membrana de las bacterias. La mayoría de las bacterias
puede soportar cambios entre 3 y 4 unidades de pH. Se puede agrupar a las
bacterias en tres grupos según el pH: alcalófilas, neutrófilas y acidófilas. La
mayoría de las bacterias son neutrófilas. Excepciones notables son
Lactobacillus spp, microorganismo acidófilo que crece a pH = 4.5 y Vibrio
cholerae, un alcalófilo que puede vivir a pH 9.
Presión osmótica: En general las bacterias soportan un amplio rango de presiones, debido a la
presencia de la pared celular que es una importante barrera. Si se coloca a las
bacterias en un medio hipertónico, el H2O sale de la bacteria y se produce el
fenómeno de plasmólisis. Existen las bacterias halófilas extremas que
soportan hasta un 30% de sales y las halófilas corrientes que soportan entre 2
a un 10% de concentración de sal, Ej.: Staphyloccus aureus.
METABOLISMO BACTERIANO
Se define como el conjunto de reacciones que se realizan en el interior de las células.
Estas reacciones pueden ser de síntesis (anabólicas) y de degradación (catabólicas).
La mayoría de las reacciones en los organismos vivos no ocurren espontáneamente,
sino que requieren la acción de un catalizador, el cual incrementa la velocidad de la reacción.
Los catalizadores de las reacciones biológicas son proteínas llamadas enzimas. Las enzimas
son altamente específicas para las reacciones que catalizan.
Las enzimas bacterianas pueden clasificarse según su lugar de acción en: endoenzimas
y exoenzimas. Las endoenzimas, son aquellas enzimas que actúan en el interior de la célula.
Ej. oxidasas, reductasas y transaminasas. Las exoenzimas, son enzimas que siendo también
sintetizadas en el interior de la célula, para ejercer su función deben ser exportadas al medio
extracelular en bactarias Gram (+) y al espacio periplásmico en las bacterias Gram (-). Su
función principal es degradar macromoléculas, las que por su tamaño no atraviesan las capas
superficiales de la célula procariótica.
Las enzimas bacterianas, también pueden ser clasificadas considerando sí su síntesis es
o no modificada por el medio ambiente. De acuerdo a esto, las enzimas pueden ser
constitutivas o inducidas. Las enzimas constitutivas son aquellas cuya síntesis es
Fisiología bacteriana 19
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independiente del medio externo. Se sintetizan siempre, Ej. enzimas que degradan la glucosa.
En cambio, las enzimas inducidas son aquellas cuya síntesis depende de la presencia o
ausencia del sustrato en el medio, Ej. β-galactosidasa, la cual actúa sobre la lactosa, sólo es
sintetizada cuando existe lactosa en el medio (Figura 3-1). Las bacterias son metabólicamente
eficientes ya que la mayoría de sus enzimas son inducidas.
En un medio óptimo, la célula bacteriana regula sus vías metabólicas tan
eficientemente que ningún intermediario es sintetizado en exceso. Si existe una fuente de
carbono en exceso, se pone en juego toda la maquinaria enzimática para utilizarla. En forma
opuesta, si un aminoácido esta en exceso, se reprime su biosíntesis.
La regulación enzimática se realiza fundamentalmente en dos niveles: actividad
enzimática (enzimas alostéricas, fosforilación) y síntesis enzimática (regulación de la
expresión génica). En bacterias, la síntesis enzimática está regulada a través del sistema de
operones, los cuales corresponden a unidades regulatorias génicas.
Organización Operón Lac
i
P O
Gen regulador
Promotor
Z
Y
β−galactosidasa
Permeasa
X
Acetilasa
Operador
En ausencia del inductor
i
P O
Z
Y
X
Y
X
transcripción
ARNm
traducción
ARN polimerasa
represor
En presencia del inductor
i
P O
ARN polimerasa
ARNm
Z
transcripción
ARNm
traducción
Complejo
represor-inductor
inductor
Proteínas:
β-galactosidasa
permeasa
acetilasa
Figura 3-1: Operón Lac
20 Biología de los microorganismos
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Por ejemplo, se denominan bacterias Lactosa + a aquellas con la capacidad de
sintetizar las enzimas necesarias para utilizar la lactosa, (β-galactosidasa, permeasa y
acetil-transferasa). Las tres enzimas son codificadas en el operón Lac (Figura 3-1). Sobre este
operón, actúa una proteína represora de la transcripción, codificada por el gen i (regulación
génica negativa). Sin embargo, la proteína represora es inactivada por la presencia de lactosa
en el medio, por lo que la expresión del operón Lac procede.
Una bacteria es Histidina + cuando posee el operón His. Este operón contiene los genes
necesarios para la síntesis de este aminoácido. En este caso la proteína represora es activada
por el aminoácido respectivo, constituyendo también un ejemplo de regulación génica
negativa.
Por otro lado, las bacterias también poseen sistemas de regulación génica positiva. Es
el caso de los operones relacionados con la utilización de la maltosa en Escherichia coli, cuya
expresión depende de la presencia de una proteína activadora de la transcripción. Sin embargo,
la proteína activadora no puede unirse a los operones Mal a menos que primero se una a la
maltosa, que es el efector. En ausencia de maltosa, la proteína activadora no es capaz de
interactuar con los operones Mal y por lo tanto estos no se expresan.
Para ejemplificar lo que ocurre al interior de una célula microbiana, con la
incorporación de un determinado nutriente, vamos a destacar algunas etapas de la utilización
de glucosa, el monosacárido más abundante de nuestro organismo. La mayoría de las bacterias
patógenas son Glucosa +, a excepción de un grupo denominado bacilos Gram (-) no
fermentadores (BGNNF). La glucosa entra a la célula por transporte activo como glucosa-6-P.
Posteriormente, se reorganiza y se transforma en fructosa-1,6-difosfato. Luego, es partida en 2
triosas: gliceraldehído-3-P y dihidroxi acetona fosfato. Finalmente, se llega a piruvato, una
encrucijada metabólica, igual a lo que sucede en nuestras células. Si el ácido pirúvico
encuentra un ambiente sin O2, sigue la vía glicolítica (Embden Meyerhof) hasta llegar a ácido
láctico. Esta es la vía fermentativa que algunos géneros microbianos como Staphylococcus y
Streptococcus utilizan para oxidar glucosa y a través de la cual obtienen energía, proceso
denominado fosforilación a nivel de substrato.
Por otro lado, en presencia de O2, el ácido pirúvico se descarboxila oxidativamente,
llegando a acetil coA, una molécula capaz de ingresar al ciclo de Krebs. Este ciclo, se lleva a
cabo en el citosol, muy cerca de la membrana citoplasmática. Aunque no es el objetivo de este
capítulo analizar sus diversas etapas, es importante destacar que como resultado de la
oxidación de los compuestos, se liberan átomos de H2, los que van a ser captados por
moléculas especializadas, como el NAD, que forman parte de las moléculas transportadora de
la cadena respiratoria.
En E. coli, se han encontrado moléculas transportadoras similares a las presentes en
mitocondrias. Estas moléculas están ubicadas de tal manera en la membrana citoplasmática
que se produce una dirección vectorial de electrones. Por otra parte, coexisten moléculas que
sólo transportan electrones (FAD y citocromos) y las restantes que llevan electrones y
protones. Los protones que no son transportados son expulsados al exterior de la membrana
citoplasmática, creando un potencial de membrana de dos componentes: pH y eléctrico.
Fisiología bacteriana 21
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Debido a este potencial, los protones son capaces de ingresar por el complejo ATPasa, al
interior de la célula, proporcionando la energía para que el ADP se fosforile y se transforme en
ATP. Este mecanismo se conoce con el nombre de fosforilación oxidativa (Figura 3-2).
Medio Exterior
2H+
2H+
2e-
2e-
2H+
2e-
1/2O2+2H+
H2O
ATPasa
H+
ADP+Pi
+
NAD
NADH+H+
Citoplasma
Membrana
+
H
ATP
Figura 3-2: Cadena transportadora de electrones en la respiración
y su relación con la generación de ATP.
Todos los seres vivos son capaces de sintetizar ATP por estos dos mecanismos:
fosforilación oxidativa y fosforilación a nivel de sustrato. Las bacterias no constituyen una
excepción a esta regla.
En la célula humana, el aceptor final de electrones en la cadena respiratoria es siempre
el O2. En las bacterias, el aceptor final puede ser O2, nitratos, sulfatos, o sustancias orgánicas.
Esta capacidad de cambiar el aceptor final de electrones permite clasificar a las bacterias en
tres grupos: aerobios, anaerobios y anaerobios facultativos.
Aerobios estrictos
: Son aquellas bacterias en que el aceptor final de electrones es el O2.
Ej. Mycobacterium tuberculosis.
Anaerobios estrictos
: Son aquellos micoorganismos en que el aceptor final es una
molécula inorgánica, como SO4 o NO3. No utilizan O2 y más aún
éste es tóxico, ya que carecen de la capacidad de sintetizar catalasa,
superóxido dismutasa. Ej. Clostridium perfringens.
Anaerobios facultativos: Pueden vivir con O2 y sin O2. Si están en un medio con O2
(aerobio), lo utilizan como aceptor final de electrones, forman ATP
por fosforilación oxidativa. Pero si las condiciones del medio
cambian y se termina el O2, estos microorganismos son capaces de
cambiar todo su patrón enzimático relacionado con la respiración.
Se ha comprobado que E. coli es capaz de sintetizar 50 enzimas
nuevas en pocos minutos para seguir la vía anaeróbica. También en
22 Biología de los microorganismos
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el grupo de los anaerobios facultativos se ubican la mayoría de las
bacterias patógenas para la especie humana, lo que implica una
ventaja biológica muy importante para las bacterias en su capacidad
de multiplicación tanto in vitro, como in vivo.
Dentro de las bacterias aerobias cabe mencionar aquellas que si bien pueden utilizar el
oxígeno, sólo lo toleran cuando su concentración es más baja que la del aire (<21%),
usualmente por su limitada capacidad de respirar o porque contienen alguna molécula o
enzima sensible al oxígeno. Éstas se denominan bacterias microaerófilas, como por ejemplo
Campylobacter spp.
Otro grupo interesante corresponde a las bacterias capnofílicas, las cuales para crecer
en forma óptima necesitan de elevadas concentraciones de CO2, por ejemplo Haemophilus spp
y Neisseria spp.
La fermentación es un tipo de metabolismo anaeróbico, conocido por el hombre desde
épocas remotas (fermentación del pan y el vino). La fermentación, se define como un proceso
en que el dador de electrones es una molécula orgánica, generalmente un azúcar, y el receptor
de electrones también es orgánico, generalmente un derivado de la molécula oxidada. No
necesita O2, no hay moléculas transportadoras de electrones, formándose ATP por
fosforilación a nivel de sustrato. La mayoría de las bacterias patógenas para el hombre son
capaces de seguir la vía fermentativa. Según el producto final tenemos fermentación láctica
(Streptococcus y Staphylococcus) y fermentación ácido mixta (Enterobacterias).
MULTIPLICACIÓN
Como resultado del metabolismo bacteriano, el microorganismo crece y se multiplica.
La multiplicación implica el aumento del número, pero no del tamaño bacteriano. Estas, se
reproducen normalmente por fisión binaria. El primer paso es la duplicación del ADN.
Posteriormente, la membrana citoplasmática y la pared celular se invaginan, separando en dos
regiones el ADN cromosómico. Finalmente, las paredes en crecimiento se unen formando dos
células individuales, cada una de las cuales es esencialmente idéntica a la célula parental. La
mayoría de las bacterias se divide cada 20 minutos (tiempo de gestación). El bacilo de Koch
(Mycobacterium tuberculosis) constituye una excepción, ya que se divide cada 24 hrs.
Si en el laboratorio se tiene un cultivo puro bacteriano, en condiciones óptimas de
desarrollo, uno puede predecir el aumento y disminución de la población microbiana. Al hacer
un recuento de las bacterias vivas en diferentes intervalos de tiempo y trazar un gráfico,
podemos obtener una curva de crecimiento con cuatro etapas o fases características. Fase de
latencia, logarítmica o exponencial, estacionaria y de regresión o muerte (Figura 3-3).
Latencia
: La fase de latencia dura aproximadamente 4 hrs. No hay crecimiento
visible y de hecho puede haber una reducción en el número de bacterias.
Es un período de adaptación, en que las bacterias tienen una gran
actividad metabólica, pero no se dividen. (Figura 3-3: A-B).
Fisiología bacteriana 23
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Logarítmica : Después de 6 hrs, aproximadamente, de haber sembrado las bacterias en un
medio óptimo, las bacterias comienzan a dividirse en forma constante y
máxima. El número de bacterias aumenta en progresión geométrica y la
resultante es una línea recta ascendente. Este período termina más o menos
a las 12 hrs, debido a la disminución de los nutrientes disponibles. (Figura
3-3: C-D).
Estacionaria : Debido a la acumulación de desechos metabólicos y disminución de los
nutrientes, la actividad metabólica decae. Las bacterias se dividen con menor
frecuencia y el número total de bacterias vivas permanece constante, puesto
que el número de muertes se equilibra con el de multiplicación. En la
mayoría de las bacterias esta fase se produce entre las 18 a 24 hrs. (Figura
3-3: E-H).
Regresión
: En esta fase, conocida también como fase de muerte, las bacterias dejan de
multiplicarse y mueren con el tiempo, debido al término de nutrientes,
acumulación de material de desecho y disminución del espacio físico. No
todas las bacterias del cultivo se encuentran en esta fase al mismo tiempo,
por lo tanto se representa como una pendiente, que no llega a 0. Esta curva
sólo se produce en condiciones de laboratorio.
D
CRECIMIENTO
BACTERIANO
(LOG)
E
H
FASE
ESTACIONARIA
I
FASE DE
REGRESIÓN
FASE
LOGARITMICA
B C
A
FASE DE
LATENCIA
TIEMPO
Figura 3-3:
Curva de crecimiento. Eje Y, logarítmo del crecimiento
bacteriano en función del tiempo (Eje X).
24 Biología de los microorganismos
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1993. Introducción a la Microbiología 3era Ed. Acribia,
CAPÍTULO 4
GENÉTICA BACTERIANA
Germán Hermosilla D.
INTRODUCCIÓN
La información genética en bacterias está codificada en la molécula de ácido
desoxirribonucleíco, ADN, cuya propiedad de replicación es esencial para la herencia de
todos los rasgos genéticamente determinados (genotipo) y que en su conjunto definen las
características observables del microorganismo (fenotipo).
Este capítulo entregará al alumno los elementos básicos relacionados con la
organización de la información genética en las bacterias, su relación con rasgos fenotípicos de
interés médico (factores de virulencia y resistencia a antibióticos), así como, los mecanismos
por los cuales estos organismos procarióticos pueden adquirir variabilidad genética.
NATURALEZA DEL MATERIAL HEREDITARIO EN BACTERIAS
La molécula de ADN, corresponde a un polímero de ácido nucleico, cuya unidad es el
nucleótido. Cada nucleótido posee un grupo fosfato, una azúcar desoxirribosa y una base
nitrogenada purina o pirimidina. Las purinas son adenina (A) y guanina (G), mientras que las
pirimidinas corresponden a timina (T) y citocina (C). Los nucleótidos se unen uno a uno a
través de un enlace covalente llamado unión fosfodiester, en la que un grupo 3’-hidroxilo de
un nucleótido se une al grupo 5’-fosfato del nucleótido adyacente. Esta unión fosfodiester
asimétrica define la polaridad de la cadena polinucleotídica. El ADN es una molécula de
doble hebra, con forma helicoidal, donde las dos hebras en la hélice son antiparalelas. La
doble hélice se encuentra estabilizada por uniones débiles del tipo puente de hidrógeno, entre
una base purina y otra pirimidina, en hebras opuestas. En cada posición del ADN, la adenina
se aparea por dos puentes de hidrógeno a timina en la hebra opuesta, mientras que guanina se
aparea por tres puentes de hidrógeno a una citocina. Por lo tanto, las dos hebras de la doble
hélice son complementarias. Debido a esta complementaridad, la doble hebra de ADN
contiene cantidades equimolares de purinas (A+G) y pirimidinas (T+C), con igual cantidad de
A y T, como G y C. Sin embargo, la fracción molar de G+C en el ADN puede variar entre las
diferentes especies de bacterias.
El ADN posee dos funciones esenciales en los microorganismos, la replicación y la
expresión.
Replicación: Durante la replicación, cada hebra de la doble hélice sirve como templado para
la síntesis de una hebra complementaria. Cada nueva molécula de doble hebra de ADN debe
27
28 Biología de los microorganismos
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contener, por lo tanto, una hebra polinucleotídica vieja y una hebra recientemente sintetizada.
Este tipo de replicación del ADN se denomina semiconservativa. Por otro lado, la replicación
del ADN cromosomal en bacterias comienza en un sitio específico llamado origen y se realiza
bidireccionalmente hasta que el proceso se completa. De este modo, cuando una bacteria se
divide por fisión binaria, luego de haber completado la replicación de su ADN, cada célula
hija hereda un genoma replicado.
Expresión: La información genética codificada en el ADN se expresa a través de la síntesis
de otro ácido nucleico, el ARN y proteínas. La síntesis de ARN, dependiente del ADN, se
denomina transcripción, mientras que la síntesis de las proteínas a partir del ARN se llama
traducción. La dirección del flujo de información entre estas moléculas esta definido por el
Dogma de la Biología Molecular (Figura 4-1).
ADN
ARN
retrovirus
proteína
ARN virus
Figura 4-1: Dogma central de la biología molecular.
La expresión génica en bacterias está regulada. De esta forma el microorganismo se adapta
rápidamente a la variación de concentración de nutrientes presentes en el ambiente que los
rodea. Para ello, las bacterias poseen genes relacionados, agrupados estructuralmente en
operones. Genes relacionados pueden ser aquellos que codifican para enzimas que participan
en una vía metabólica común. Un operón consiste de un solo promotor (secuencia reguladora
de la transcripción), genes agrupados (cistrones) y de un terminador de la transcripción. De
esta forma, los genes son transcritos coordinadamente en un ARN mensajero policistrónico,
que luego será traducido a proteínas. Las bacterias, regulan la expresión génica a nivel de la
transcripción y la traducción. A pesar de su importancia, ambos procesos no serán revisados
en este capítulo, dado que lo concerniente a regulación de la expresión fue abordado en el
capítulo de Fisiología Bacteriana.
Se debe mencionar que las bacterias poseen también niveles de regulación superior al
operón. Estos constituyen el Sistema de Regulación Global, el que está constituido por los
regulones: un conjunto de operones asociados a una vía, función o proceso común, bajo el
control de la misma proteína reguladora; los modulones: un conjunto de operones
relacionados a vías o funciones múltiples, que responden a una proteína reguladora común; y
los estimulones: un conjunto de operones, regulones o modulones, que responden frente a una
señal ambiental común.
Genética bacteriana 29
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ORGANIZACIÓN GENÉTICA EN BACTERIAS
La información heredable en bacterias está organizada en dos elementos genéticos: el
cromosoide o genoma bacteriano y elementos extracromosómicos, como los plásmidos y
bacteriófagos. Estos elementos, replicables como unidades genéticas discretas, son llamados
genéricamente replicones.
Cromosoide bacteriano:
El tamaño del genoma bacteriano varía entre 0.4x109 a 8.6x109 dalton. Los
cromosoides más pequeños se encuentran en las bacterias parásitos obligados, tales como
micoplasmas, mientras que los de mayor tamaño están en bacterias capaces de una
diferenciación compleja, tal como Myxococcus. La cantidad de ADN en el genoma determina
la cantidad máxima de información que puede codificar. La mayoría de las bacterias
presentan un genoma haploide, de una molécula simple de ADN, con topología circular. Sin
embargo, la bacteria Gram (-) Borrelia burgdorferi, posee un cromosoide lineal, mientras que
Agrobacterium tumefaciens cuenta con un cromosoide lineal y otro circular. Por otro lado,
continuando con las excepciones, existen bacterias cuyos genomas son diploides (Leptospira
interrogans) e incluso triploides (Burkholderia cepacia).
El cromosoide de Escherichia coli es de 3x109 Da, 4500 kilobases (kb), lo que supone
una longitud de 1.3 mm, aproximadamente 1000 veces el diámetro de la célula. Esto se
explica debido a que el ADN del cromosoide está superenrollado y altamente empaquetado en
el nucleoide bacteriano. Se estima que el genoma de E. coli codifica para alrededor de 4000
genes, que definen las características fenotípicas de esta bacteria. El tiempo requerido para la
replicación completa de este cromosoide es de alrededor de 40 min.
Plásmidos:
Los plásmidos son replicones que se mantienen en las bacterias como elementos
genéticos extracromosomales y discretos (Figura 4-2). En general son de menor tamaño que el
cromosoide bacteriano entre 5 a varias decenas de kb, aunque plásmidos tan grandes como 2
Mb pueden encontrarse en bacterias. Los plásmidos normalmente codifican para rasgos
fenotípicos no esenciales para la viabilidad de la bacteria y se replican en forma independiente
del cromosoide. Casi todos los plásmidos son moléculas de doble hebra de ADN y circulares,
aunque también se han reportado plásmidos lineales en Borrelia y Streptomyces.
Dos plásmidos estrechamente relacionados o idénticos no pueden ser mantenidos en
forma estable dentro de un mismo hospedero bacteriano, por lo tanto son incompatibles.
mientras que plásmidos no relacionados pueden coexistir, dado que pertenecen a grupos de
incompatibilidad diferentes. La incompatibilidad queda establecida por la competencia de los
factores (proteínas del hospedero) necesarios para la replicación plasmidial.
30 Biología de los microorganismos
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PBR322
tetR
ampR
4.4 kb
ori
Figura 4-2: Representación de un plásmido típico. ori, origen de replicación;
ampR, gen de resistencia a ampicilina; tetR, gen de resistencia a
tetraciclina. Se destacan sitios blancos de enzimas de restricción.
De acuerdo a las características que pueden conferir a las bacterias que los portan, los
plásmidos pueden ser clasificado como:
Plásmidos R:
Plásmidos col:
Plásmidos metabólicos:
Aquellos que codifican para resistencia a antibióticos.
Los que expresan factores que actúan como bacteriocinas.
Los que portan los genes necesarios para el metabolismos de
moléculas complejas.
Plásmidos de virulencia: Plásmidos que codifican para factores de virulencia.
Plásmidos conjugativos: Aquellos que tienen la información necesaria para promover su
propia transferencia a otra bacteria receptora.
El número promedio de moléculas de un plásmido particular por bacteria se denomina
número de copia. Plásmidos mayores a 40 kb son frecuentemente conjugativos y tienen un
bajo número de copia (1 a 10 por bacteria). Estos codifican para todas las funciones
requeridas para su replicación y partición en las células hijas. En cambio, plásmidos menores
que 7.5 kb, normalmente no son conjugativos y tienen una alto número de copias (entre 20 a
50 por bacteria)
Genética bacteriana 31
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Muchos plásmidos controlan importantes propiedades patogénicas de las bacterias
patogénicas, como la resistencia a los antibióticos, la producción de toxinas y la síntesis de
estructuras celulares de superficie requeridas para la adherencia o colonización e invasión. Por
ejemplo, toxinas representativas, codificados por plásmidos, incluyen las enterotoxinas termo
lábil y termo estable de E. coli, la toxina tetánica de Clostridium tetani y la toxina exfoliativa
de Staphylococcus aureus. Por otro lado, un plásmido virulento ha sido reportado en Yersinia,
en donde el elemento extracromosómico codifica para las proteínas YOps requeridas en la
invasión de esta bacteria.
Bacteriófagos:
Los bacteriófagos (virus bacterianos) son agentes infecciosos que se replican como un
parásito obligado en bacterias. El fago extracelular es metabólicamente inerte y consiste
principalmente de proteínas mas ácido nucleico (ADN o ARN). Las proteínas del fago
protegen su material genético (cápside). El genoma del fago puede variar de 2 a 200 kb por
hebra de ADN y su genoma puede ser una molécula de simple hebra o doble hebra. Como
ocurre en los plásmidos, los fagos codifican para las funciones necesarias para su replicación
en bacterias, pero además, proteínas de la cápside y proteínas no estructurales requeridas para
el ensamblaje del fago. Existen varios tipos morfológicos de fagos, los hay polihédricos,
filamentosos y complejos. Estos últimos, tienen cabezas poliédricas a las cuales se une una
cola y a veces otros apéndices.
El paso inicial de la infección de un fago es la adsorción de éste a receptores
específicos en la superficie del hospedero bacteriano susceptible. La cápside permanece en la
superficie celular, y el genoma ARN o ADN entra en la célula blanco (penetración). El
genoma del fago es replicado para producir nuevas copias, y las proteínas fago-específicas
son expresadas. En la mayoría de los fagos, el ensamblaje de la progenie ocurre en el
citoplasma y la liberación de esta ocurre por lisis celular. Sin embargo, los fagos filamentosos
son formados en la envoltura celular y liberados con la muerte de la bacteria. El número
promedio de partículas víricas producidas dentro de cada hospedero es característico de cada
fago y frecuentemente varía entre 50 y varios cientos.
Los fagos son clasificados en dos grandes grupos: Fagos virulentos y fagos
temperados. El ciclo de los fagos virulento en bacterias susceptibles destruye la célula del
hospedero. En cambio, los fagos temperados pueden seguir un ciclo lítico o lisogénico. El
ciclo lítico de los bacteriófagos temperados y virulentos es similar, terminando con la
producción de la progenie vírica y la muerte del hospedero bacteriano. El ciclo lisogénico es
un tipo específico de infección viral latente, en la cual el genoma del fago se replica como un
profago dentro de la célula bacteriana. En la mayoría de las bacterias lisogénicas los genes
requeridos para el ciclo lítico no son expresados. El estado físico del profago no es idéntico en
todos los fagos. Por ejemplo, el profago del bacteriófago 1 en E. coli se encuentra integrado al
cromosoide bacteriano, en un sitio específico y se replica como parte de él, mientras que el
profago P1 en E. coli se replica como un plásmido extracromosomal. En bacterias lisogénicas,
el profago puede activarse entrando al ciclo lítico. El estado lítico puede ser inducido en
32 Biología de los microorganismos
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forma sincrónica cuando la bacteria lisogénica es tratada con agentes que dañan el ADN (Luz
ultravioleta o mitomicina C).
Algunos fagos temperados contienen genes para característica bacterianas que no están
relacionados a ciclo lítico o estado lisogénico. La expresión de tales genes se denomina
conversión del fago o conversión lisogénica. Ejemplos de conversión lisogénica importantes
en la virulencia bacteriana incluyen la producción de la toxina de la difteria en
Corynebacterium diphtheriae, la toxina eritrogénica en Streptococcus pyogenes, toxina
botulínica en Clostridium botulinum y las toxinas tipo-Shiga en E. coli. Los genes que
codifican para estas toxinas están presentes en el genoma del fago temperado. Por otro lado, la
especificidad de los antígenos O en Salmonella puede estar también controlado por la
conversión lisogénica.
OTROS ELEMENTOS GENÉTICOS EN BACTERIAS
Además de los plásmidos y bacteriófagos, existen otros elementos genéticos presentes
en bacterias. A diferencia de los primeros estos elementos no son capaces de replicarse en
forma autónoma. Su mantención en la bacteria depende de otro replicón, como el cromosoide
bacteriano, plásmido o bacteriófago. Estos elementos son el transposón y los integrones.
Transposón:
Los transposones son segmentos de ADN, los cuales pueden “moverse” desde un sitio
en una molécula de ADN a otro sitio blanco en la misma o una diferente la molécula de ADN.
El proceso se denomina transposición y ocurre por un mecanismo independiente de la
recombinación generalizada. Los transposones son elementos genéticos importantes ya que
pueden causar mutaciones, mediar rearreglos cromosómicos, portar regiones de ADN de
homología genética, y adquirir nuevos genes, los que pueden ser diseminados en la población
bacteriana. La inserción de un transposón normalmente interrumpe la secuencia lineal de un
gen y los inactiva.
La mayoría de los transposones comparten rasgos en común. Todo transposón codifica
las funciones necesarias para su transposición, incluyendo una enzima transposasa que
interactúa con secuencias específicas en los extremos del transposón. Durante el evento de
transposición, una corta secuencia de ADN es duplicada, y el transposón se inserta entre las
secuencias repetidas directas. El tamaño de esta corta secuencia es variable y es característica
de cada transposón. Algunos transposones pueden insertarse en casi cualquier secuencia
blanco, mientras que otros son altamente específicos. Se reconocen dos tipos de transposición.
La excisión del transposón desde un sitio, para luego insertarse en otro sitio blanco se
denomina transposición no-replicativa. Si el transposón en un sitio dador es replicado y una
copia se inserta en el sitio blanco, el proceso se llama transposición replicativa.
Genética bacteriana 33
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Los transposones en bacterias pueden ser separados en tres mayores clases (Figura 4-3).
1) Secuencias de Inserción (IS): Estos elementos son simples en estructura y codifican sólo
para las funciones necesarias para la transposición. Su tamaño varía entre 780 a 1500 pb,
tienen repetidos invertidos cortos en sus extremos (15-25 pb). El ADN entre los repetidos
invertidos terminales contiene un gen de la transposasa, excepcionalmente dos.
Los transposones compuestos varían en longitud de 2000 pb a 40000 bp y tienen
secuencias de inserción en sus extremos, normalmente como repetidos invertidos. En
bacterias de interés médico, los transposones compuestos pueden portar genes que
determinan la adhesión, producción de toxinas y otros factores de virulencia, así como
genes de resistencia a uno o más antibióticos. Por ejemplo, los transposones Tn5 y Tn10,
determinan la resistencia a kanamicina y tetraciclina, respectivamente.
2) Transposones de la familia TnA: Estos transposones poseen repetidos terminales invertidos
de mayor tamaño que los transposones compuestos (35 a 40 pb) y además carecen de
secuencias de inserción terminales. Todos los miembros de este tipo de transposón codifica
para la transposasa y otra enzima la resolvasa. Dos transposones de esta clase son Tn3
(resistencia a ampicilina) y Tn1000, encontrados en el plásmido conjugativo F.
3) Bacteriofago Mu y fagos temperados relacionados: El genoma completo de este elemento
funciona como un transposón. La replicación del ADN del fago, durante el crecimiento
vegetativo, ocurre por transposición replicativa. La integración del profago puede ocurrir
en diferentes sitios del cromosoide bacteriano y frecuentemente causa mutaciones. Por esta
razón Mu y los fagos relacionados son a veces llamado fagos mutadores.
Existe una cuarta clase de transposones, recientemente descubierta en bacterias
Gram (+). Son denominados transposones conjugativos. El transposón Tn917 pertenece a esta
clase. Estos transposones son totalmente diferentes de los descritos anteriormente. Estos no
generan duplicación de las secuencias blancos en las cuales se inserta. Además, los
transposones conjugativos, de forma similar a los plásmidos conjugativos, tienen la
información necesaria para ser transferido de una bacteria a otra mediante el proceso de
conjugación. Sin embargo, a diferencia de la conjugación realizada por los plásmidos
conjugativos, la conjugación por transposones conjugativos no necesita que las bacterias a
conjugar estén relacionadas estrechamente. Estos transposones son los principales
responsables de la diseminación de resistencia en bacterias Gram (+).
34 Biología de los microorganismos
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Secuencia de Inserción
Transposasa
1
Transposón compuesto (Tn5)
IS50L
IS50R
Transposasa
Km
Transposasa
Resistencia a kanamicina
2
Familia Tn A (Tn3)
Ap
Transposasa
Resolvasa
Resistencia a ampicilina
3
Fago µ
Figura 4-3:
Transposasa
Genes Fago (cabeza/cola)
Clases de transposones representativos, integrados en el genoma bacteriano. El
rectángulo con barras oblicuas representa los repetidos terminales invertidos.
Las puntas de flecha en blanco corresponden al sitio de inserción del
transposón, repetido en la misma orientación.
Integrones:
Estos elementos genéticos son importantes en la evolución de los transposones. La
primera indicación de su importancia provienen de la comparación de los miembros de la
familia Tn21 (Figura 4-4). Los integrones tienen en común repetidos invertidos en sus
extremos y una gen que codifica para la enzima integrasa. Esta enzima media la inserción de
genes de resistencia a antibióticos (cassette génicos) en una secuencia específica GTT. Todos
los integrones poseen un promotor fuerte, denominado sitio P, que controla la expresión de
los genes de resistencia integrados. En la Figura 4-4, se muestran tres integrones, los cuales
son similares, excepto que ellos tienen diferentes genes de resistencia a antibióticos,
insertados exactamente en el mismo sitio P. El transposón In0 no contiene ningún gen de
resistencia a antibiótico en el sitio P, mientras que In3 tiene un gen para resistencia a
trimethoprim en este sitio. In2, el cual es realmente un transposón insertado dentro del Tn21,
tiene un gen de resistencia a streptomicina y espectinomicina en el sitio P.
Genética bacteriana 35
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GTT
GTT
59 pb
GTT
59 pb
Figura 4-4:
Integrones de la familia Tn21. IR, representa una secuencia repetida
invertida de 25 pb; int, gen de la integrasa; sul1, resistencia a sulfonamida;
dhfr, resistencia a trimetoprim; aadA, resistencia a estreptomicina y
espectinomicina; GTT, Sitio de inserción del casset génico de resistencia;
59 pb, elemento de 59 pb involucrado en los eventos de recombinación
mediada por la integrasa; P(P2), promotor fuerte.
VARIACIÓN GENÉTICA EN BACTERIAS
A pesar que las bacterias se multiplican clonalmente, por fisión binaria, en las
poblaciones bacterianas la existencia de variabilidad genética es un hecho irrefutable. Existen
básicamente dos mecanismos por los cuales las bacterias adquieren variabilidad: la mutación
y la transferencia genética horizontal.
Mutaciones:
Las mutaciones son cambios heredables en el genoma. Éstas pueden ocurrir en forma
espontánea durante la replicación, o ser inducidas por agentes mutagénicos químicos
(etilmetanosulfanato) o físicos (luz ultravioleta). Las mutaciones pueden causar cambios en
las características fenotípicas de una bacteria y constituyen la fuente primordial de
variabilidad genética en todos los seres vivos. Para que una mutación se establezca en
36 Biología de los microorganismos
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términos poblacionales, debe conferir una mejor adaptación de la bacteria a su entorno, de tal
forma que ocurra selección positiva del nuevo clon.
Las mutaciones son clasificadas sobre la base de los cambios estructurales que pueden
ocurrir en el ADN. Algunas mutaciones son localizadas dentro de cortos segmentos de ADN
(substituciones nucleotídicas, microdeleciones y microinserciones). Otras, en cambio,
involucran grandes regiones del ADN e incluyen las deleciones, inserciones o rearreglos
cromosómicos.
Transferencia horizontal de información genética:
La transferencia horizontal de información genética provee a las bacterias de un
mecanismo de sexualidad. La interacción genética entre los microorganismos permite que sus
genomas evolucionen mucho más rápidamente que por el proceso de mutación y selección
únicamente. El intercambio de información genética entre bacterias ha tenido gran impacto en
biomedicina, a través de la emergencia y diseminación de plásmidos de resistencia a
antibióticos, variación de fase flagelar en Salmonella y variación antigénica de antígenos de
superficie en Neisseria y Borrelia.
La transferencia horizontal en bacterias involucra el intercambio de información
genética desde una célula dadora a otra célula recipiente. La transformación, transducción y
conjugación son procesos sexuales que utilizan diferentes mecanismos para introducir ADN
donador en una bacteria recipiente. Debido a que el ADN donador no puede persistir en la
bacteria recipiente, a menos que sea parte de un replicón (plásmido, bacteriófago), la
recombinación entre los genomas dador y recipiente es requerida frecuentemente para
producir progenie híbrida estable.
Transformación: En la transformación, las moléculas de ADN provenientes desde la bacteria
donadora son captadas directamente desde el ambiente extracelular por la bacteria recipiente.
La recombinación ocurre entre las moléculas simples del ADN transformante y el cromosoide
bacteriano. El ADN transformante debe ser al menos de 500 pb y corresponde a fragmentos
pequeños del cromosoma bacteriano. La transformación fue descubierta primero en
Streptococcus pneumoniae, pero puede darse en otros géneros de bacterias como
Haemophilus, Neisseria, Bacillus y Staphylococcus. La habilidad de la bacteria para captar
ADN extracelular y llegar a ser transformada se denomina competencia y depende del estado
fisiológico de la bacteria. En algunas bacterias la captación de ADN depende de la presencia
de secuencias específicas en el ADN transformante (Haemophilus y Neisseria), mientras que
en otros géneros no se requiere una secuencia específica (Streptococcus pneumoniae).
La bacteria competente puede además captar ADN intacto, como el presente en
bacteriófago (transfección) o plásmidos, los cuales pueden replicarse como elementos
extracromosómicos en la bacteria recipiente.
Genética bacteriana 37
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Transducción: En la transducción, los bacteriófagos funcionan como vectores para introducir
ADN desde una bacteria dadora en una bacteria recipiente por infección. Para algunos fagos,
llamados fagos de transducción generalizada, una pequeña fracción de los fagos producidos
durante el ciclo lítico son aberrantes y contienen fragmentos aleatorios del cromosoide
bacteriano, en lugar del ADN del fago. Cada fago transductante individual puede transportar
sets diferentes de genes estrechamente ligados, que representan un pequeño segmento del
genoma bacteriano. La transducción mediada por una población de tales fagos es llamada
transducción generalizada, debido a que cualquier región del genoma bacteriano tiene
aproximadamente la misma probabilidad de ser transferido desde una bacteria dadora a una
recipiente.
La transducción especializada difiere de la transducción generalizada en varios puntos.
Es mediada sólo por fagos temperados específicos, y sólo unos pocos genes dadores
específicos pueden ser transferidos a la bacteria recipiente. Los fagos transductantes
especializados son formados sólo cuando la bacteria lisogénica dadora entra el ciclo lítico,
liberando la progenie de fagos.
Conjugación: En la conjugación, el contacto celular entre la bacteria dadora y recipiente
conduce al establecimiento de un puente citoplasmático entre ambas y transfiere parte o todo
el genoma de la bacteria dadora a la recipiente. La habilidad de la bacteria dadora está
determinada por los plásmidos conjugativos, llamados también plásmidos de fertilidad o
plásmidos sexuales.
El plásmido F (también factor F) de E. coli, es el prototipo para los plásmido de
fertilidad en bacterias Gram (-). Las cepas de E. coli con un plásmido F extracromosomal es
llamado F+ y funciona como dadores de ADN. En cambio, las cepas que carecen del
plásmido F son denominados F- y se comportan como recipientes. Las funciones conjugativas
de los plásmidos D son especificados por un “cluster” de al menos 25 genes de transferencia
(tra) los cuales determinan la expresión del pili sexual, síntesis y transferencia del ADN
durante el apareamiento, interferencia con la habilidad de las bacterias F+ para servir como
recipiente, y otras funciones. Cada bacteria F+ tiene de 1 a 3 pili sexuales que se unen a una
proteína de membrana externa específica en la bacteria recipiente. Luego se forma un puente
citoplasmático intercelular y una hebra del ADN del plásmido F es transferido desde la
bacteria dadora a la bacteria recipiente, comenzando en un sitio único y progresando en la
dirección 5’ a 3’. La hebra transferida a la bacteria recipiente es convertida a una doble hebra
circular, constituyendo un nuevo plásmido F.
El plásmido F en E. coli puede existir como un elemento extracromosómico o ser
integrado en el cromosoide bacteriano. E. coli, posee múltiples copias de diferentes elementos
genéticos llamados secuencias de inserción (IS), en varios sitios de su cromosoide. Se ha
observado que el plásmido F se integra preferentemente en aquellas regiones que contienen
secuencias de inserción. Una cepa de E. coli con un plásmido F integrado mantiene su
habilidad para funcionar como una dador de ADN. Debido a que las cepas con factores F
integrado pueden transferir genes cromosomales a bacteria recipientes con una alta
frecuencia, son llamadas cepas Hfr. La transferencia mediada por el factor F integrado,
38 Biología de los microorganismos
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también involucra una sola hebra, pero en este caso el replicón es híbrido, pues se transfiere
parte del ADN del factor F y parte del ADN del cromosoide bacteriano.
Los plásmidos F integrados en cepas Hfr pueden algunas veces ser excendidos desde
el cromosoide bacteriano. Si el proceso de excisión es preciso, se generan células F+
nuevamente. Sin embargo, en raras ocasiones la excisión no es perfecta y fragmentos del
ADN bacteriano pueden ser incorporadas al plásmido F, formándose un replicón híbrido,
llamado plásmido F’.
La conjugación también ocurre en bacterias Gram (+). La bacteria Gram (+), dadora
de ADN, produce adhesinas que causan su agregación con células recipientes, pero el pili
sexual no está involucrado. En algunas especies de Streptococcus, la bacteria recipiente
produce ferohormonas sexuales, extracelulares, que provocan que el fenotipo donador sea
expresado en aquellas bacterias que contienen un plásmido conjugativo apropiado.
BIBLIOGRAFÍA
Griffiths, A., Miller, J., Suzuki, D., Lewontin, R. and Gelbart, W. 1996. An Introduction
to Genetic Analysis. Sixth Edition. W. H. Freeman and Company. New York.
U.S.A.
Murray, P, Kobayashi, G. Pfaller, M. and Rosenthal, K. 1997. Microbiología Médica.
Segunda edición. Harcourt Brace de España, S.A. Madrid, España.
Snyder, L. and Champness, W. 1997. Molecular Genetics of bacteria. American Society
for Microbiology Press. Washington, U.S.A.
CAPÍTULO 5
MICROBIOTA NORMAL
Gonzalo Osorio A.
Muchos microorganismos viven gran parte de sus vidas en relación estrecha con otras
especies de seres vivos. Este tipo de relación se denomina simbiosis (derivado del griego sym:
junto y de bios: vida) y los seres vivos que la realizan, simbiontes.
Existen tres tipos principales de relaciones simbióticas: comensalismo, mutualismo y
parasitismo. Cada tipo de relación presenta las siguientes dos formas: ectosimbiótica y
endosimbiótica. En la ectosimbiosis un organismo se encuentra por fuera del otro, al contrario
de la endosimbiosis, en la cual un organismo vive dentro de otro.
En contraste, el término, saprófito, indica un modo de nutrición por difusión, a partir
de materia orgánica libre, derivada generalmente de organismos muertos. Este término debería
aplicarse sólo a microorganismos de vida libre heterotróficos, tales como la mayoría de los
hongos.
Comensalismo: El comensalismo (derivado del latín com, junto y mensa, mesa) es una
relación simbiótica en la cual un organismo, el denominado comensal, se beneficia de la
relación, mientras el hospedero no es afectado ni positiva ni negativamente.
Mutualismo: Designa la relación en la cual ambos participantes reciben un beneficio. Si
ambos organismos conservan la facultad de poder vivir en forma independiente, la
relación se denomina protocooperación (un subtipo de mutualismo). En el caso de que la
relación sea esencial para ambos participantes, la denominamos mutualismo
propiamente tal (algunos autores utilizan para este subtipo de relación el término
simbiosis, sin embargo si recordamos la etimología de esta palabra, su significado
correcto corresponde más bien a una relación biológica estrecha, sin consideración del
tipo de relación al que ella pertenezca). En estos casos el mutualista y el hospedero son
metabólicamente interdependientes. Existen varios ejemplos de este tipo de relación: un
protozoo flagelado que vive en el intestino de termitas y produce celulasas, que
degradan la madera; líquenes (relación entre hongos ascomicotas y algas verdes o
cianobacterias); microorganismos del rumen de animales herbívoros.
Parasitismo: Describe la situación en la cual uno de los participantes recibe un daño en la
interacción. Los patógenos clásicos del ser humano se comportan de esta forma.
La microbiota normal humana, comprende todos los microorganismos simbióticos que
se encuentran normalmente asociados a sistemas anatómicos como la piel, tubo digestivo,
sistema respiratorio superior, sistema urogenital y conjuntiva. La mayoría de los
microorganismos que pertenecen a la microbiota normal están en una relación comensal con el
41
42 Interacción hospedero-agente
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hospedero. Sin embargo, algunos pueden estar en una relación mutualista (los productores de
sustancias beneficiosas para el hospedero, por ejemplo) e incluso como parásitos (individuos
de la población normal poseen habitualmente en su microbiota normal a patógenos, siendo es
este caso el individuo llamado portador y el fenómeno, portación. Varios patógenos se
comportan de este modo: Staphylococcus aureus, Haemophilus influenzae, Streptococcus
pneumoniae. Además, algunos microorganismos de la microbiota normal, tienen la capacidad
potencial de transformarse en patógenos para el hombre, particularmente cuando el hospedero
sufre algún grado de disminución de su defensa inmune. Estos microorganismos son llamados
patógenos oportunistas y debido a su origen, son responsables de infecciones endógenas.
El feto humano in útero se encuentra libre de bacterias y otros microorganismos. A las
pocas horas de nacido comienza a colonizarse por microorganismos en forma progresiva,
estimándose que un adulto normal posee en promedio un número de aproximadamente 1014
bacterias simbiontes (el organismo humano esta constituido por cerca de 1013 células). Existe
una inmensa diversidad en las especies bacterianas que conforman la microbiota normal,
estimándose que existirían entre 300-400 especies diferentes sólo en la microbiota del tubo
digestivo. El estudio de animales libres de gérmenes (gnotobióticos) ha permitido entender el
rol fundamental que desempeña la microbiota normal en relación al hospedero. Los animales
gnotobióticos tuvieron un promedio de vida cercano al doble del valor para los animales
normales (en condiciones experimentales). Además, se ha descubierto que los animales libre
de gérmenes presentan características anatómicas, fisiológicas e inmunológicas, diferentes a
las de los animales normales (fundamentalmente a nivel de la mucosa intestinal). Los
principales beneficios que la microbiota normal entrega al ser humano son:
1. Fenómeno de interferencia bacteriana: las bacterias de la microbiota normal ocupan un
espacio físico (mediante su unión a receptores celulares), lo que disminuye los receptores
específicos disponibles para la interacción entre los patógenos y el hospedero. Además, las
bacterias de la biota normal producen, debido a su metabolismo fermentativo, ciertos
compuestos ácidos que inhiben el crecimiento de patógenos y por esta vía también la
infección del hospedero.
2. Activación basal y desarrollo del sistema inmune: los estudios más importantes se
refieren al sistema digestivo. La microbiota normal intestinal mantiene en un estado basal
de activación al sistema inmune del hospedero. En seres humanos, se encuentran
normalmente anticuerpos séricos e inmunoglobulinas tipo A en la mucosa intestinal que
reaccionan contra componentes de la microbiota normal; por otra parte, los niveles y tipos
linfocitarios en la mucosa intestinal aumentan en forma importante debido a la colonización
de la microbiota. La microbiota normal podría participar además en la estructuración
espacial del sistema inmune intestinal (diferentes tipos de subpoblaciones linfocitarias en
diferentes sitios anatómicos) e indirectamente en la microanatomía del tubo digestivo.
Todos estos factores ayudarán finalmente al hospedero a mantener una adecuada defensa
contra microorganismos potencialmente patógenos.
3. Producción de nutrientes: vitaminas del complejo B y vitamina K.
4. Participación en ciclos metabólicos: reciclaje de la urea y sales biliares.
Microbiota normal
43
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ZONAS ANATÓMICAS COLONIZADAS POR LA MICROBIOTA NORMAL
La colonización de diferentes zonas anatómicas depende de múltiples factores, tales
como condiciones físico-químicas locales de: pH, osmolaridad, temperatura, humedad, niveles
de oxígeno, etc. También es importante considerar factores más complejos como:
peristaltismo, secreción de lisozima y secreción de inmunoglobulinas (Ig A), entre otros. A
continuación, se mencionarán las principales zonas anatómicas y su microbiota normal
característica.
Piel:
Posee varias subregiones con sus propias características distintivas, siendo tres las
principales: a) axila, periné, zona interdigital del pie, b) manos, cara y tronco, c) brazos y
piernas. Los sitios con oclusión parcial (a), poseen una mayor cantidad y variedad de
microorganismos que los otros dos grupos. Esto puede deberse a condiciones diferentes de
humedad, temperatura y presencia de lípidos cutáneos libres. Esta subregión, se encuentra
colonizada más frecuentemente por bacilos Gram negativos, que otras áreas más secas de la
piel. Las principales bacterias involucradas son S. aureus, S. epidermidis, Micrococcus spp,
difteroides, Streptococcus spp y varios bacilos Gram negativos.
Cavidad oral y tracto respiratorio superior:
La microbiota oral, está involucrada en la formación de caries y en la patología
periodontal (Streptococcus mutans). Varios grupos de estreptococos β- y α- hemolíticos son
frecuentes habitantes de esta zona, además de algunas espiroquetas y anaerobios. Los
anaerobios son importantes, pues se encuentran relacionados con infecciones piógenas del
tracto respiratorio, sistema nervioso y cara.
La faringe y tráquea contienen primariamente los grupos bacterianos que se encuentran
en la cavidad oral. También están presentes algunos grupos diferentes, como: estafilococos,
neisserias y difteroides. Algunos microorganismos potencialmente patógenos también son
frecuentes: Haemophilus spp, Mycoplasma spp y neumococo, entre otros. Normalmente, el
tracto respiratorio inferior (pequeños bronquios y alvéolos) es un sitio estéril. Si las bacterias
alcanzan dichas zonas son eliminadas rápidamente por los macrófagos tisulares, tales como los
alveolares.
Tracto digestivo:
La microbiota normal se encuentra preferentemente colonizando el intestino grueso. La gran
mayoría de las bacterias en este hábitat son anaerobias facultativas (enterobacterias, 1-4 %) y
anaerobios estrictos (96-99 %), tales como, bacteroides, fusobacterias, bifidobacterias,
clostridios y Peptostreptococcus sp, entre otras. La cantidad y variedad de bacterias en el
colon es tan abundante, que se ha calculado que aproximadamente un tercio del peso de las
heces corresponde a contenido bacteriano.
44 Interacción hospedero-agente
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Sistema urogenital:
La microbiota normal de la vagina de una mujer adulta contiene fundamentalmente los
siguientes grupos: Lactobacillus acidophilus (importante en mantención de pH ácido local),
corynebacterias, peptostreptococos, estafilococos, estreptococos y anaerobios (Prevotella,
Mobiluncus, Bacteroides). En el 10-20 % de los casos es posible aislar levaduras (Candida
albicans). Este hecho es de importancia clínica, pues en ciertas circunstancias (uso de
antibióticos por tiempo prolongado, lo que altera la microbiota bacteriana) las levaduras
pueden sobreproliferar y causar infección.
La microbiota uretral anterior del hombre es escasa, predominando Staphylococcus
epidermidis, Streptococcus viridans y difteroides.
Mucosa Conjuntival:
La microbiota en este sitio es escasa. Aproximadamente un 20-50 % de las muestras
resultan negativas (la enzima lisozima secretada en las lágrimas es importante en esto). Las
bacterias presentes, cuando se encuentran, resultan ser fundamentalmente corynebacterias,
neisserias y moraxellas. Estafilococos y estreptococos también pueden estar presentes, y
estudios recientes indican que Haemophilus parainfluenzae está presente en cerca del 25 % de
las muestras conjuntivales.
BIBLIOGRAFÍA
Brock T, Madigan M. 1990. Microbiology. Editorial Prentice Hall Hispanoamericana S.A.
México.
Prescott LM, Harley JP, Klein DA. 1996. Microbiology. 3ª edition, WCB Publishers.
Falk PG, Hooper LV, Midtvedt T, and Gordon JI. 1998. Creating and maintaining the
gastrointestinal ecosystem: what we know and need to know from gnotobiology.
Microbiol. Mol. Biol. Rev. 62: 1157-1170.
Stephens, C. 2000. Microbiology: Intimate strangers. Current biology 10: R272-R275.
CAPÍTULO 6
PATOGENICIDAD BACTERIANA
Roberto Vidal A.
INTRODUCCIÓN
Una bacteria patógena es un microorganismo capaz de producir daño. Podemos definir
como patogenicidad la habilidad o potencialidad de esta bacteria para producir daño a un
hospedero determinado. Por otro parte la expresión cuantitativa de esta patogenicidad se
denomina virulencia, la cual se cuantifica a menudo experimentalmente mediante la dosis letal
50 (DL50) o la dosis infectiva 50 (DI50). Estos valores indican la dosis o el número de agentes
patógenos que matará o infectará, respectivamente, al 50% de un grupo animal experimental.
Son determinantes o factores de virulencia de un patógeno aquellas características ya
sea genéticas, bioquímicas y/o estructurales que le permiten al patógeno producir daño al
hospedero.
Las interacciones bacteria-hospedero son completamente dinámicas, ya que cada uno
de ellos modifica sus actividades en función del otro. Por lo tanto, el resultado de esta
interacción dependerá de las características del agente y de la capacidad del hospedero de
defenderse frente a él.
En esta interacción bacteria-hospedero el agente puede ser un patógeno primario que
puede causar enfermedad en individuos inmunocompetentes que no muestran ningún factor
predisponente a la infección, o ser un patógeno oportunista que necesita de hospederos cuyos
factores defensivos estén alterados, sea por otras enfermedades, o por terapia inmunosupresora
prolongada. Estos patógenos oportunistas muchas veces pertenecen a nuestra microbiota y
son capaces de producir enfermedad, si el hospedero se lo permite, al abandonar su hábitat
natural e instalarse en un sitio diferente.
Cuando una bacteria patógena u oportunista crece y se multiplica dentro de su
hospedero, éste puede o no manifestar signos y síntomas. Hablaremos entonces de
enfermedad infecciosa asintomática o sintomática. Por otra parte, es importante definir otros
términos que utilizaremos con frecuencia en este capítulo:
Colonización corresponde a la presencia de microorganismos en nuestras superficies
corporales, usualmente por semanas, meses o aún años sin injuria o invasión de tejidos.
Infección es la injuria o invasión y daño de los tejidos por los microorganismos. La
invasión tisular es frecuente durante el ataque de las bacterias, pero existen enfermedades
como el cólera por ejemplo, en que el daño es ocasionado por una toxina bacteriana, sin existir
invasión tisular significativa.
45
46 Interacción hospedero-agente
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El resultado de las relaciones bacteria-hospedero depende de tres factores principales:
1) El número de organismos presentes en el hospedero
2) La virulencia del organismo
3) Las defensas del hospedero frente al organismo
Replicación
Liberación de unidades
infecciosas
Enfermedad
aguda,
recuperación
Reservorio o
fuente
ruta
Fase extra-humana
Fase humana
Enfermedad
crónica
Muerte
Respuesta del sistema inmune y respuesta general,
involucrando posible daño de tejidos
Ruptura de la primera
línea de defensa y
entrada (piel,
membranas mucosas)
Diseminación dentro del
cuerpo resistida por la
segunda línea de defensa,
complemento y fagocitosis
Replicación de los organismos invasores
resistidos por la segunda línea de defensa
Figura 6-1: Los nueve pasos en el desarrollo de una infección. (Tomado de Spicer J., 2000).
Patogenicidad bacteriana 47
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FACTORES DE VIRULENCIA
Los factores de virulencia corresponden a los productos bacterianos o estrategias que
utilizan las bacterias para dañar al hospedero. Estas estructuras se pueden clasificar en
aquellos que dañan al huésped: exotoxinas, enzimas hidrolíticas, endotoxinas y productos
bacterianos que desencadenan una respuesta autoinmune y por otra parte las bacterias poseen
factores de virulencia que promueven la colonización y sobrevida de ellas en nuestro
organismo (Tabla 6-1).
Tabla 6-1: Factores de virulencia que promueven la colonización y sobrevida de
la bacteria infectante.
FACTOR DE VIRULENCIA
FUNCIÓN
Pili
Adherencia superficies mucosas
Adhesinas no fimbriales
Permiten unión firme a células del hospedero
Moléculas que inducen el reordenamiento
del citoesqueleto de la célula hospedera
Fagocitosis forzada de la bacteria por células que
normalmente no son fagocíticas; movimiento de
la bacteria dentro del hospedero
Motilidad y quimiotaxis
Permite llegada a las superficies mucosas
sIgA proteasas
Previenen el atrapamiento de la bacteria en el
mucus
Cápsulas
Previenen la ingesta de fagocitos; reducen la
activación del complemento
1.-
ADHERENCIA
Es la capacidad del microorganismo para fijarse y colonizar el o los tejidos del
hospedero. La colonización corresponde a la primera etapa de una infección. En esta etapa la
bacteria se establece en un sitio de entrada, que puede incluir el tracto digestivo, respiratorio,
urogenital, piel o conjuntiva.
Para que una bacteria logre adherirse o fijarse a la superficie de células eucariotas,
debe emplear propiedades quimiotácticas y estructuras de adherencia llamadas adhesinas, que
participan en la fijación a receptores específicos. Se requiere de la interacción receptorligando. Los receptores del hospedero son normalmente carbohidratos o residuos peptídicos a
48 Interacción hospedero-agente
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los cuales se fija la bacteria mediante sus adhesinas. Las adhesinas bacterianas corresponden
normalmente a componentes de la superficie celular (cápsulas, pared celular, fimbrias, etc.),
Ambos, adhesina y receptor interaccionan de una forma específica, similar a lo que ocurre en
una reacción enzima sustrato específico o antígeno/ anticuerpo.
Algunos ejemplos de adhesinas bacterianas son:
2.-
•
Las adhesinas de E. coli son las comúnmente llamadas pili o fimbria. Una sola cepa
de E. coli puede expresar varios tipos distintos de fimbrias.
•
Las cepas de Streptococcus pyogenes , utilizan los ácidos lipoteicoicos (ALT) de su
pared como adhesinas. El ácido lipoteicoico esta anclado a proteínas sobre la
superficie bacteriana, incluyendo la proteína M, de modo que ALT y proteína M
son necesarios para la fijación a la superficie mucosa..
INVASIVIDAD
Una bacteria es capaz de invadir al hospedero si ha completado con éxito la adherencia
y multiplicación inicial, ha superado o traspasado los mecanismos de defensa del hospedero, y
tiene la capacidad de producir substancias extracelulares que faciliten la invasión.
Estas enzimas (proteínas) que actúan localmente para dañar las células del hospedero
y/o tienen el efecto inmediato de facilitar el crecimiento y diseminación del patógeno, pueden
actuar en sitios vecinos al área de crecimiento bacteriano y no necesariamente destruyen las
células (Tabla 6-2). En este sentido, algunas bacterias tienen evolucionados mecanismos para
ingresar a las células del hospedero que no son naturalmente fagocíticas. Ellas lo hacen
adhiriéndose a la superficie de célula hospedera y luego producen cambios en el citoesqueleto
(polimerización y depolimerización de filamentos de actina) celular que resulta en su
fagocitosis. En estas células el patógeno induce la formación de pseudo-pseudopodos que
median la fagocitosis. Las proteínas de la superficie bacteriana que inducen la ingestión
fagocítica de la bacteria por la célula hospedera son llamadas invasinas o factores de invasión,
sin embargo, aún no está claro como estas proteínas inducen los rearreglos de actina.
Patogenicidad bacteriana 49
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Tabla 6-2: Enzimas que dañan las células del hospedero facilitando la diseminación del
patógeno.
ENZIMA
AGENTE PRODUCTOR
FUNCIÓN
Hialuronidasas
Streptococcus
Staphylococccus
Clostridium
Atacan el cemento intersticial del
tejido conectivo depolimerizando el
ácido hialurónico.
Colagenasas
Clostridium hystoliticum
Clostridium perfringens
Rompen el colágeno del tejido
muscular, lo cual facilita la gangrena
gaseosa.
Neuraminidasas
Vibrio cholerae
Shigella dysenteria
Degradan el ácido neuramínico, un
cemento intercelular del tejido epitelial
de la mucosa intestinal.
Estreptoquinasa y
Estafiloquinasa
Streptococcus
Staphylococcus
Convierten el plasminógeno inactivo a
plasmina, la cual digiere la fibrina,
previniendo la coagulación de la
sangre. La ausencia de fibrina en el
sitio de la lesión, permite que el
patógeno difunda rápidamente desde el
sitio de la infección.
ENZIMAS QUE PRODUCEN HEMÓLISIS O LEUCÓLISIS:
Fosfolipasas
Clostridium perfringens
Hidrolizan
fosfolípidos
en
las
membranas celulares (membranas
celulares polares).
Lecitinasas
Clostridium perfringens
Destruyen la lecitina (fosfatidil) en las
membranas celulares.
Hemolisinas
Staphylococcus
Streptococcus (estreptolisina)
Clostridium
Proteínas formadoras de canales que
destruyen glóbulos rojos y otras células
por lisis.
50 Interacción hospedero-agente
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3.-
TOXIGENICIDAD
La habilidad para producir toxinas, se denomina toxigénesis. Las toxinas son proteínas
solubles secretadas por la bacteria durante su crecimiento exponencial, de alta actividad
biológica (causando un efecto citotóxico) en sitios alejados del punto original de invasión y
crecimiento del patógeno.
La capacidad de un microorganismo para producir éstas y la potencia de ellas son
factores muy importantes en la producción de una enfermedad. Las toxinas bacterianas pueden
ser clasificadas en dos grupos: exotoxinas, toxinas excretadas hacia el medio externo y
endotoxinas, estructura bacteriana, correspondiente al lipopolisacárido presente en bacterias
Gram (-), (Tabla 6-3).
Exotoxinas: La producción de toxinas es generalmente específica para una especie bacteriana
particular (por ejemplo, únicamente Clostridium tetani produce la toxina del tétano; sólo
Corynebacterium diphtheriae produce la toxina diftérica). Las toxinas bacterianas son el
veneno más potente y pueden mostrar actividad aún a elevadas diluciones.
Un modelo estructural al cual se ajustan varias exotoxinas es el modelo se subunidad
A-B, éstas toxinas están formadas por una subunidad de fijación (B) y una fracción enzimática
(A) que es responsable de los efectos tóxicos que provoca cuando ha penetrado en la célula. A
este grupo pertenecen importantes exotoxinas como la toxina del cólera, la toxina diftérica, la
toxina tetánica, la toxina de Shiga.
Otros criterios para clasificar las exotoxinas se basan en la célula o tejidos sobre los
cuales actúan (enterotoxinas, neurotoxinas, leucotoxinas, citotoxinas), en su mecanismo de
acción (toxinas que ribosilan el ADP, toxinas que actúan sobre la adenilato ciclasa, etc.) o sus
efectos biológicos (toxina dermonecrótica, toxina hemolítica, etc.).
Endotoxina: Las endotoxinas bacterianas son lipopolisacáridos complejos presentes en la
membrana de bacterias Gram negativas y que son liberados cuando la bacteria es lisada. Están
formados por tres fracciones: el Lípido A, un polisacárido central o core y antígenos O. De
estos tres componentes, el que presenta actividad tóxica es el Lípido A. Por lo tanto, esta
molécula es la responsable de los efectos biológicos característicos de la endotoxina. Cuando
se inyecta endotoxina a animales o humanos, se produce una serie de eventos entre ellos
fiebre, leucopenia, hipoglicemia, hipotensión, activación del factor C3 del complemento,
coagulación intravascular diseminada, liberación de TNF y, finalmente, puede llegar a
producir la muerte pues se produce una disfunción orgánica total.
Patogenicidad bacteriana 51
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Tabla 6-3: Principales diferencias entre Exotoxinas y Endotoxinas.
EXOTOXINAS
ENDOTOXINAS
Secretadas por bacterias Gram (+) y Gram (-)
Forma parte de la estructura Gram (-)
Polipéptidos (PM = 50-10000 kDa)
Lipolisacárido (LPS) (PM= 10kDa)
Proteínas difusibles
Parte de la membrana externa
Relativamente inestables a 60oC
Relativamente estables a 60oC
Generalmente antigénica
Estimula la producción de antitoxinas
Estimula la formación de anticuerpos no
protectores
Se puede transformar en toxoide
No se transforma en toxoide
Poder tóxico elevado (1 µg)
Toxicidad relativamente baja (> 100 µg)
Alta especificidad
Baja especificidad
Normalmente con actividad enzimática
Sin actividad enzimática
No induce fiebre
Induce fiebre
4.-
MECANISMOS DE EVASIÓN DE LA RESPUESTA INMUNE
Para que un patógeno sobreviva exitosamente, éste debe alcanzar el sitio donde está
mejor adaptado para sobrevivir y aquí debe superar las defensas del hospedero y multiplicarse.
Adherencia: La habilidad de patógenos para adherirse a tejidos específicos les ayuda a
superar los mecanismo de defensa inespecíficos, incluyendo la descamación de células
epiteliales y la acción ciliar.
Adherencia a superficies de prótesis: El uso de dispositivos médicos ha permitido a
diferentes organismos volverse patógenos, por ejemplo, la infección de dispositivos
plásticos intravasculares con estáfilococos coagulasa negativos es una de las
principales causas de bacteremias en pacientes hospitalizados.
52 Interacción hospedero-agente
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Cápsula: La formación de una cápsula mucoide, por ejemplo, en Klebsiella pneumoniae,
previene la opsonización, presenta una superficie relativamente no inmunogénica y
puede hacer que anticuerpos o complemento que se encuentren unidas a ella, sean
inaccesibles a receptores de células fagocíticas. Estas tres propiedades favorecen la
evasión de la fagocitosis. La cápsula es el principal mecanismo para evitar la
fagocitosis.
Pared celular bacteriana: Algunas bacterias patógenas son inherentemente capaces de
resistir los componentes bactericidas del tejido del hospedero. La membrana externa de
bacterias Gram negativas es una formidable barrera que no puede ser penetrada por
compuestos hidrofóbicos, como sales biliares que resultan peligrosas para las bacterias.
También el lipopolisacárido intacto de bacterias patógenas Gram negativas puede
proteger las células de la lisis mediada por el complemento o la acción de la lisozima.
En Gram positivos, la proteína M, por ejemplo, puede unirse a moléculas del
complemento previniendo la activación de los mecanismos de defensa del hospedero.
Variación antigénica: La variación de la estructura y composición antigénica de moléculas
de superficie, permite a los patógenos evadir los anticuerpos y aparecer constantemente
como una nueva infección , por ejemplo, Neisseria gonorrhoeae varía su proteína
pilina.
Suministro de nutrientes: Aunque los métodos microbianos de suministro de nutrientes no
están directamente relacionados a la evasión del sistema inmune, ellos permiten la
sobrevivencia de los patógenos. Los mecanismos de captación de hierro usando
quelantes de hierro secretados al medio, llamados sideróforos se observa en las
infecciones por Escherichia coli.
A pesar de lo anterior, el éxito de muchos otros patógenos se basa en estructuras o
características bioquímicas adicionales que les permiten resistir las principales líneas de
defensa del hospedero, la respuesta fagocítica e inmune, respectivamente. Existen diferentes
formas a partir de las cuales las bacterias pueden evitar la fagocitosis o la muerte dentro del
fagosoma.
Un microorganismo exitoso debe ser capaz de evitar atraer un fagocito, o bien, su
ingestión y muerte. Muchas bacterias patógenas son capaces de interferir de alguna forma en
la actividad del fagocito bloqueando algunas de las etapas de este mecanismo de defensa.
Existen variados mecanismos que permiten no llamar la atención del fagocito.
a)
Invadir o permanecer confinado a regiones inaccesibles para los fagocitos, por ejemplo: el
lumen de glándulas y la piel.
b) Inhibir la quimiotaxis del fagocito. La estreptolisina (la cual también destruye fagocitos),
suprime la quimiotáxis de neutrofilos, aún en muy bajas concentraciones.
c)
Algunos patógenos pueden cubrir su superficie con un componente que los fagocitos y el
Patogenicidad bacteriana 53
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sistema inmune del hospedero lo ven como propio. Los fagocitos no pueden reconocer la
bacteria, por lo tanto, no hay posibilidad de opsonización por anticuerpos para aumentar
la fagocitosis, ej: Staphylococcus aureus produce una coagulasa unida a célula que
coagula la fibrina sobre la superficie bacteriana, Treponema pallidum une fibronectina a
su superficie, Streptococcus pyógenes, sintetiza una cápsula de ácido hialurónico. Sin
embargo, el principal mecanismo para evitar la fagocitosis es la síntesis de la cápsula.
Ejemplos clásicos de sustancias antifagocíticas sobre la superficie bacteriana incluyen:
-
Proteína M y fimbrias del grupo A de Streptococcus.
Slime (polisacárido de superficie) producido por Pseudomonas aeruginosa
Antígeno O asociado al LPS de E .coli.
Antígeno K de E. coli o el análogo antígeno Vi de Salmonella typhi.
Proteína A producida por Staphylococcus aureus.
Sobrevivencia dentro de células fagocíticas (neutrófilos o macrófagos): Las bacterias
que pueden resistir la muerte intracelular y sobrevivir, inclusive multiplicarse dentro de
fagocitos, son llamados parásitos intracelulares. Aquí, el ambiente intracelular del fagocito se
transforma en un sitio protegido, donde las bacterias se encuentran a salvo durante las etapas
tempranas de la infección o hasta que ellas hayan desarrollado por completo todos sus factores
de virulencia. El ambiente intracelular protege las bacterias contra la actividad bactericida
extracelular (antibióticos, anticuerpos, etc). Los mecanismos que permiten sobrevivir a estos
parásitos intracelulares, normalmente actúan interfiriendo con la actividad bactericida de la
célula hospedero. Mycobacterium tuberculosis, Salmonella, Legionella y Chlamydia tienen
como estrategia evitar la fusión de los lisosomas fagocíticos con el fagosoma, previniendo la
descarga del contenido lisosomal dentro del fagosoma, esto gracias a una modificación en la
membrana de los fagosomas. Los microorganismos contribuirían a esta modificación mediante
la secreción de compuestos o también por la presencia de algunos compuestos que son parte
de su estructura.
Otros microorganismos intracelulares (Bacillus anthracis, Mycobacterium
tuberculosis, Staphylococcus aureus) son capaces de sobrevivir dentro del fagolisosoma ya
fusionado. Estos producen enzimas como la catalasa, peroxidasa, superóxido dismutasa, que
les permiten resistir la acción de moléculas tóxicas que se producen durante el proceso de
fagocitosis.
Por último, existe un grupo de bacterias que son capaces de escapar tempranamente
desde la vacuola del fagosoma, por ejemplo Rickettsias, produciendo una enzima, fosfolipasa,
que lisa la membrana del fagosoma dentro de los primeros 30 segundos después de la
ingestión.
Productos bacterianos que dañan o matan fagocitos: Existen bacterias que para su
defensa escogen un buen ataque a la célula fagocítica. Cualquiera de las sustancias producidas
por el patógeno y que actúe directamente matando o dañando el fagocito se denomina
agresina. Muchas de ellas son enzimas extracelulares o toxinas que matan fagocitos antes de la
fagocitosis, como por ejemplo: Estreptococos que producen estreptolisina y estafilococos que
producen leucocidinas, las cuales actúan sobre la membrana de neutrofilos provocando la
54 Interacción hospedero-agente
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descarga de gránulos lisosomales, dentro del citoplasma celular; o después de la fagocitosis,
en la que algunas bacterias ejercen su acción tóxica una vez ingeridas por el fagocito.
RESPUESTA INMUNE NORMAL Y DESORDENES DE LA RESPUESTA INMUNE
La principal defensa inmune antibacteriana del hospedero, sobre superficies epiteliales,
es la protección otorgada por anticuerpos secretores (IgA). Una vez que la barrera epitelial ha
sido sobrepasada se encuentran las defensas mayores, respuesta inflamatoria, complemento,
fagocitosis, inmunidad mediada por anticuerpos y la inmunidad mediada por células.
La inmunidad antibacteriana considera dos tipos de inmunidad que dependen de las
características de la infección bacteriana:
a) inmunidad contra bacterias intracelulares, estas bacterias evaden la respuesta inmune
(fagocítica y de anticuerpos) del hospedero porque crecen en el interior de las células del
Sistema Fagocítico Mononuclear, especialmente macrófagos. Algunos de estos
mecanismos de evasión son utilizados también por hongos y parásitos patógenos, que
suelen establecer infecciones de carácter crónico. La inmunidad celular mediada por
macrófagos, que son activados por linfocitos T, mediante citoquinas que éstos secretan,
constituyen el principal mecanismo de defensa del hospedero contra este grupo de
microorganismos (Figura 6-2).
b) inmunidad contra bacterias extracelulares, este tipo de inmunidad consiste en eliminar las
bacterias por acción bactericida a través de diversos mecanismos, o bien , neutralizar la
acción biológica de sus toxinas. Las bacterias extracelulares son capaces de replicarse
fuera de las células, por ejemplo, en la circulación, en tejidos conectivos extracelulares, y
en varios espacios tisulares, tales como las vías aereas y el lúmen intestinal. Las bacterias
extracelulares causan enfermedad mediante dos mecanismos principales: a) inducción de
la inflamación, la que provoca destrucción tisular del sitio infectado (Ej: cocos piógenos)
y b) producción de toxinas, las cuales tienen diversos efectos patológicos (endotoxinas o
exotoxinas). Uno de los más importantes mecanismos de inmunidad natural contra
microorganismos extracelulares es la fagocitosis, ya sea por monocitos, neutrófilos y/o
macrófagos tisulares. La activación del sistema del complemento, en ausencia de
anticuerpos, también es una función importante en la eliminación de bacterias. Sin
embargo la inmunidad humoral es la principal respuesta inmune específica contra
bacterias extracelulares (Figura 6-2).
Patogenicidad bacteriana 55
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Bacteria intracelular entra al
citoplasma del macrófago
Bacteria extracelular
ingestada y destruida por
macrófago
Péptidos bacterianos
presentados en complejos
CMH I
Péptidos bacterianos
presentados en complejos
CMH II
Péptido-CMH I, estimula
linfocitos T citotóxicos (CD8)
Péptido-CMH II, estimula T
helper
Linfocitos T citotóxicos activados,
destruyen algunas células
hospederas que expresan complejo
péptido bacteriano-CMH I
T helper (TH2) estimula a los
infocitos B a producir
anticuerpos
Thelper (TH1) produce
IFN-gamma activa
macrófago
Figura 6-2: Respuesta inmune a bacterias intra y extracelulares. CMH: complejo
mayor de histocompatibilidad.
Si bien la respuesta inmune nos protege contra la infección y probablemente de las
enfermedades neoplásicas los desórdenes relacionados con una respuesta inmune exagerada de
hipersensibilidad o estados de disminución de su función denominados de inmunodeficiencia
pueden desencadenar efectos deletéreos para nuestro organismo y favorecer el proceso
infeccioso.
56 Interacción hospedero-agente
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Hipersensibilidad
La hipersensibilidad es una respuesta inmunitaria exagerada que tiene como consecuencia
la lesión tisular y que se manifiesta en el individuo en el segundo contacto o en contactos
ulteriores con el antígeno. Las reacciones de hipersensibilidad se pueden clasificar como
inmediatas o retardadas. Las reacciones inmediatas aparecen más de prisa que las retardadas,
pero la principal diferencia entre ellas radica en la naturaleza de la respuesta inmunitaria al
antígeno. Teniendo en cuenta este hecho, Peter Gell y Robert Coombs, en 1963, desarrollaron
un sistema de clasificación de las reacciones responsables de las hipersensibilidades. Su
sistema establece correlaciones entre los síntomas clínicos y la información respecto a los
sucesos inmunológicos que tiene lugar durante las reacciones de hipersensibilidad. La
clasificación divide las hipersensibilidades en cuatro tipos: I, II, III y IV. Se ha descrito
además un V tipo de hipersensibilidad (Spicer, J., 2000) denominada hipersensibilidad por
estímulo. Esta ocurre cuando los anticuerpos reaccionan con receptores de superficie causando
la estimulación celular, tal como ocurre al producir en exceso la hormona tiroidea en la
tirotoxicosis.
1.
La hipersensibilidad tipo I: Se caracteriza por la aparición de una reacción alérgica
inmediatamente después de un segundo contacto del individuo con el antígeno
responsable (alergeno). Se produce por la unión del antígeno a IgE unida a mastocitos,
que posteriormente liberan mediadores de anafilaxia, como la histamina, leucotrienos,
heparina, prostaglandinas, factor activador de plaquetas y enzimas proteolíticas. Estos
mediadores desencadenan la contracción del músculo liso, vasodilatación, aumento de la
permeabilidad vascular y secreción de moco. Ejemplo de ello son: asma bronquial y
reacción alérgica a penicilina.
2.
La hipersensibilidad tipo II, en general recibe el nombre de reacción citotóxica o
citolítica, porque su consecuencia es la destrucción de células del hospedero, por lisis o
por mediadores tóxicos. En esta hipersensibilidad los anticuerpos IgG o IgM se dirigen
contra la superficie celular o contra antígenos asociados a tejidos. Habitualmente
estimulan la vía del complemento y diversas células efectoras. Un ejemplo clásico de
hipersensibilidad tipo II es la que se produce cuando una persona recibe transfusión de
sangre de un donante de diferente grupo sanguíneo.
3. La hipersensibilidad tipo III, implica la formación de inmunocomplejos cuya acumulación
puede llevar a una reacción de hipersensibilidad por complemento que desencadena
diversos procesos inflamatorios. Esta inflamación produce lesiones, en especial en los
vasos sanguíneos (vasculitis) en las membranas básales glomerulares del riñón
(glomerulonefritis), en las articulaciones (artritis) y en la piel.
Algunas infecciones por Streptococcus grupo A pueden producir glomerulonefritis aguda
de mecanismo inmunológico, no bien conocido, se cree que los complejos de anticuerpo y
antígeno estreptocócico se depositan en los glomérulos renales y generan una reacción de
hipersensibilidad tipo III.
Patogenicidad bacteriana 57
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4. La hipersensibilidad tipo IV, implica reacciones de inmunidad retardada mediadas por
células T. Un factor importante en esta reacción es el tiempo que precisa una subpoblación
especial de células T, denominadas células T de hipersensibilidad retardada (TDTH), en
migrar y acumularse cerca de los antígenos. Para esto es necesario un día o más. El
contacto entre el antígeno y las células TDTH hace que la célula prolifere y libere
citoquinas. Las citoquinas atraen linfocitos, macrófagos y basófilos al tejido afectado. Un
ejemplo de hipersensibilidad tipo IV es la tuberculina (prueba cutánea TBC), el rechazo a
transplantes y destrucción de células tumorales.
En varias enfermedades crónicas importantes se observa destrucción celular mediada por
reacciones de hipersensibilidad tipo IV. Estas enfermedades son causadas por virus,
micobacterias, protozoos y hongos, que producen infecciones crónicas en las que los
macrófagos y las células T están continuamente estimulados. Son ejemplos, la lepra , la
tuberculosis, la leishmaniasis, la candidiasis y las lesiones por herpes simple.
BIBLIOGRAFÍA
Salgers, A.A., and Whitt, D.D. 1994. Bacterial pathogenesis a molecular approach. ASM
Press, Washington, D.C.
Mims, C. A., Playfair, J. H.L., Roitt, I.M., Wakelin, D., Williams, R. 1995. Microbiología
Médica. 1ª Edición. Mosby, División de Times Mirror de España. S.A.
Murray, P, Kobayashi, G. Pfaller, M. and Rosenthal, K. 1997. Microbiología Médica.
Segunda edición. Harcourt Brace de España, S.A. Madrid, España.
Prescott, L.M., Harley, J. P., and Klein, D.A. 1999. Microbiología. Cuarta Edición.
McGraw-Hill, Interamericana, Madrid, España.
Spicer, J., W. 2000. Clinical bacteriology, mycology and parasitology. Primera Edición.
Churchill Livingstone, London.
Palomo, I., Ferreira, A., Sepúlveda, C., Rosemblatt, M. y Vergara, U. 1998.
Fundamentos de la Inmunología. Editorial Universidad de Talca.
58 Interacción hospedero-agente
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
CAPÍTULO 8
ANTIMICROBIANOS
María Eugenia Pinto
INTRODUCCIÓN
En seis décadas transcurridas desde el inicio de la era antimicrobiana, es indudable el
beneficio que los antibióticos han reportado a la recuperación de la salud, permitiendo tratar
en forma exitosa procesos infecciosos de diferente complejidad.
Desde finales del siglo XIX hasta nuestros días, se han descubierto a partir de cultivos
microbianos una cantidad muy grande de sustancias antimicrobianas, que incluso han sido
probadas en la práctica clínica, pero la mayoría de ellas han debido descartarse por ser
altamente tóxicas o por no constituir un verdadero aporte a la terapia antimicrobiana.
Considerando lo anterior, para determinar si una sustancia puede ser usada como
antimicrobiano, deben considerarse las siguientes condiciones, que pueden establecer
diferencias entre ellos.
1.-
Toxicidad selectiva: requiere que el antimicrobiano tenga la actividad máxima sobre
la célula bacteriana sin afectar células del hospedero, condición importante para su uso
en clínica.
2.-
Especificidad: se refiere al espectro en actividad antimicrobiana determinada por la
capacidad de unión a un sitio específico de la bacteria.
3.-
Potencia biológica: establece la concentración del antimicrobiano capaz de ejercer la
acción y se refiere a la menor concentración de antimicrobiano capaz de tener la
actividad requerida.
DEFINICIÓN Y CLASIFICACIÓN
Los antimicrobianos son sustancias capaces de actuar sobre los microorganismos
inhibiendo su crecimiento o destruyéndolos. Estos agentes pueden clasificarse, de acuerdo a
su origen, en tres grupos; quimioterápicos, antibióticos y semisintéticos
Quimioterápicos : Son agentes químicos preparados sintéticamente que pueden interferir
directamente en la proliferación de los microorganismos a concentraciones toleradas por
el hospedero, Ej. quinolonas y sulfas
73
74 Control y prevención de enfermedades infecciosas
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
Antibióticos : Sustancias químicas producidas por microorganismos (bacterias y hongos),
que inhiben el desarrollo de otros microorganismos y eventualmente pueden destruirlos.
Ej. Cloramfenicol producido por Streptomyces venezuelae y la penicilina por
Penicillium notatum.
Semisintéticos: El agente antibacteriano se obtienen naturalmente, se aísla, se purifica y es
modificado químicamente, sustituyendo radicales para obtener diferentes propiedades
relacionadas con el espectro antimicrobiano y con su fármaco-cinética, Ej. ampicilina
cefalosporinas.
Los antimicrobianos también pueden se agrupados según su forma de acción. La
acción antibacteriana puede manifestarse en un efecto bacteriostático, proceso en el cual se
inhibe la multiplicación bacteriana, Ej. cloramfenicol, tetraciclina o bactericida, que se
traduce en muerte bacteriana Ej. penicilina.
El uso terapéutico de un antimicrobiano bacteriostático requiere que el hospedero,
posea una capacidad de fagocitosis óptima, con el fin de eliminar bacterias inhibidas en su
fase de multiplicación.
El espectro es también de importancia en la elección de un antimicrobiano, pudiendo
clasificarse en antimicrobianos con:
Espectro reducido: activo selectivamente frente a Gram (+) o Gram (-).
Espectro amplio: presentan actividad frente a la mayoría de los grupos bacterianos.
Los antibióticos se agrupan por familias y los más utilizados en clínica se detallan en
la Tabla 8-1.
Antimicrobianos 75
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
Tabla 8-1:
CLASE
Betalactámicos
Clasificación de los antibióticos.
GRUPO
EJEMPLOS
Penicilinas naturales
Penicilina G, penicilina V
Penicilinas resistentes a las
β-lactamasas
Nafcilinia, meticilina
Penicilinas resistentes a las
β−lactamasas: isoxazolil penicilinas
Oxacilina, cloxacilina, dicloxacilina
Aminopenicilinas
Ampicilina, amoxicilina
Carboxipenicilinas
Carbenicilina, ticarcilina
Ureidopenicilinas
Piperacilina, azlocilina, mezlocilina
Cefalosporina de 1ª Generación
Cefalotina, cefazolina, cefradina, cefapirina
Cefalosporina de 2ª Generación
Cefamandol, cefuroxima, cefonicida, cefaclor
Cefamicinas
Cefoxitina, cefotetán, cefmetazol
Cefalosporina de 3ª Generación
Ceftriaxona, cefotaxima, ceftizoxima,
cefoperazona, cefpiroma, cefpramida
Monobactámicos
Aztreonam
Carbapenémicos
Imipenem, meropenem
Inhibidores de β-lactamasa
Clavulamato, sulbactam, tazobactam
Aminoglucósidos
Estreptomicina, gentamicina, tobramicina,
netilmicina, kanamicina, amikacina
Macrólidos
Eritromicina, claritromicina, azitromicina
Lincosamidas
Lincomicina, clindamicina
Glacopeptídicos
Vancomicina, teicoplanina
Quinolonas
Norflozacina, ciprofloxacina, ofloxacina,
moxiflokacina, levofloxacino, gatifloxacino.
76 Control y prevención de enfermedades infecciosas
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MECANISMOS DE ACCIÓN DE ANTIMICROBIANOS
Los antimicrobianos actúan a nivel de:
1.-
Síntesis de la pared celular
a) Impiden la transpeptidación del peptiglicano por unión a nivel de PBP (proteínas
ligadoras de penicilina, que corresponden a enzimas transpeptidasas). Ej. Penicilina
y Cefalosporinas (β-lactámicos).
b) Inhiben otros pasos en la síntesis de la pared celular. Ej. vancomicina.
2.-
Alteración de membrana citoplasmática
a)
Aquellos con acción antibacteriana, actúan como detergentes catiónicos Ej.
Polimixina.
b) Aquellos con acción antifúngica, actúan sobre los esteroles de la pared de los
hongos Ej. Anfotericina, Nistatina.
3.-
Alteración o inhibición de la síntesis de las proteínas a nivel del ribosoma
a) Aminoglicósidos: actúan en la subunidad 30S bloqueando el complejo de
iniciación Ej. Gentamicina.
b) Tetraciclinas: acción sobre unidad 30S bloqueando la fijación del
ribosoma.
tARN al
c) Cloramfenicol: actúa en la unidad 50S bloqueando la peptidiltransferasa.
d) Macrólidos: a nivel de subunidad 50S bloquea la translocación Ej. eritromicina.
e) Lincosamidas: acción en la unidad 50S impidiendo la formación de enlaces
peptídicos Ej. clindamicina.
4.-
Inhibición de la síntesis del ácido nucleico
Este mecanismo de acción determina la inhibición de la enzima ADN girasa que
permite el superenrollamiento negativo del ácido nucleico después de la replicación Ej.
quinolonas.
5.-
Interferencia del metabolismo intermediario
A través de este mecanismo el antibacteriano impide la síntesis de purinas y
pirimidinas.
Antimicrobianos 77
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
Las diferentes etapas del metabolismo intermediario de la bacteria consideran la
transformación del ácido paraaminobenzoico (PABA) en ácido fólico,de éste a ácido
folínico y luego a purinas y pirimidinas.
En la primera etapa, las sulfas impiden la actividad de la enzima dihidropteroato
sintetasa,impidiendo la transformación de PABA a ácido fólico y el trimetoprin inhibe
la enzima dihidrofolato reductasa impidiendo la transformación deácido fólico a
ácido folínico.
Síntesis
Pared celular
Replicación del ADN (ADN girasa)
Acido nalidixico
Quinolona
Vancomicina
Bacitracina
Penicilinas
Cefalosporina
Monobactams
Cabapenems
ARN polimerasa
Rifampicina
ADN
Síntesis de proteínas
(inhibidores 50S)
A THF
Metabolismo
Acido fólico
Trimetoprim
Sulfanamidas
ARNm
Eritromicina
Cloranfenicol
Clindamicina
Ribosomas
A DHF
50
30
50
30
50
30
Síntesis de proteínas
(inhibidores 30S)
PABA
Membrana celular
Polimixinas
Tetraciclina
Espectinomicina
Estreptomicina
Gentamicina
Amikacina
Figura 8-1: Sitios blancos para diferentes agentes antimicrobianos.
ESPECTRO DE ACCIÓN DE LOS PRINCIPALES ANTIMICROBIANOS
Los antimicrobianos más frecuentemente utilizados en clínica tienen un espectro de
acción conocido, pero que debe ser reevaluado periódicamente. Considerando los grandes
grupos bacterianos, la actividad de los agentes utilizados en clínica es variable. De ahí que el
espectro antibacteriano mas frecuentemente observado es el siguiente:
Penicilinas: cocos Gram (+), cocos Gram (-), bacilos Gram (+).
Ampicilina: cocos Gram (+), cocos Gram (-), algunos bacilos Gram (-).
Cloxacilina: Staphylococcus.
78 Control y prevención de enfermedades infecciosas
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
Cefalosporinas: cocos Gram (+)y bacilos Gram (-).
Macrólidos: cocos Gram (+).
Cloramfenicol: bacilos Gram (-), anaerobios.
Gentamicina: bacilos Gram (-).
Clindamicina: cocos Gram (+), anaerobios.
EVALUACIÓN DE LA SUSCEPTIBILIDAD IN VITRO
En el laboratorio de microbiología se puede estudiar la susceptibilidad de las
bacterias, aisladas de las distintas muestras biológicas, a un conjunto de antimicrobianos, bajo
ciertas normas previamente estandarizadas. Esta información, junto con las consideraciones
sobre la probable identidad de la bacteria infectante y tomando en cuenta los factores del
hospedero, constituyen las bases para la elección del antimicrobiano correcto como parte de
la terapia antimicrobiana.
Los métodos utilizados para evaluar la susceptibilidad in vitro son:
1.- Antibiograma en dilución:
Mide la mínima concentración de antimicrobiano que es capaz de inhibir el crecimiento
bacteriano (CIM). También, es posible determinar la concentración bactericida
mínima que corresponde a la mínima cantidad de antibiótico capaz de matar una
bacteria (CBM). Este concepto tiene validez sólo frente a antimicrobianos con efecto
bactericida.
Es la técnica de referencia de la mayoría de los estudios de susceptibilidad
antimicrobiana. Sus limitaciones principales son la complejidad y el costo de la
metodología utilizada.
2.- Antibiograma en difusión en agar:
Utiliza el método de Kirby Bauer que consiste en el inóculo de la bacteria en
concentración conocida en una placa con medio sólido y la aplicación en la superficie
de discos de papel impregnados en concentraciones conocidas de antimicrobianos. De
acuerdo al diámetro del halo de inhibición de crecimiento bacteriano, alrededor del
disco y medido en milímetros, se consigna a la bacteria como sensible o resistente al
antimicrobiano evaluado.
Antimicrobianos 79
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
Es una técnica simple y económica, pero aporta solo datos semicuantitativos o
cualitativos respecto a la susceptibilidad de la bacteria. No es útil para la mayoría de los
microorganismos de crecimiento lento o difíciles de cultivar y no ha sido estandarizado
para las bacerias anaerobias.
3.-
E-Test:
Este método es relativamente nuevo, corresponde a una técnica cuantitativa (CIM), en él
cual se combinan los principios básicos de los métodos de estudio de susceptibilidad por
difusión y dilución en agar, antes mencionados.
En el E-Test el inóculo estandarizado es diseminado en una placa de agar para formar
un césped homogéneo. Sobre este inóculo se deposita una tira impregnada en una
gradiente de concentración del antimicrobiano a estudiar. El agente antimicrobiano
difunde sobre el agar y la CIM corresponde al punto de intersección entre la inhibición
del crecimiento bacteriano y la concentración del antimicrobiano.
Es importante señalar ,que en general para asegurar la eficacia de una terapia
antimicrobiana la concentración del antimicrobiano en el suero, sitio de la infección o tejidos
debe ser al menos 2-4 veces la CIM del microorganismo causante de la infección. En la
terapia de las infecciones urinarias, la concentración de los antimicrobianos en la orina debe
ser 10 a 20 veces la CIM para alcanzar una buena respuesta terapéutica.
RESULTADO DE LA ASOCIACIÓN DE ANTIMICROBIANOS
La asociación de antimicrobianos puede resultar en los siguientes efectos:
1.-
El resultado es mayor que la suma de las acciones de cada uno de ellos: acción
sinérgica que se observa en la asociación de dos antibióticos bactericidas, Ej.
Penicilina + Gentamicina.
2.-
El resultado es igual a la suma de las acciones: acción aditiva.
3.-
El resultado es igual a la acción del antibiótico más eficaz : acción indiferente.
4.-
El resultado es menor a la acción del más eficaz: acción antagónica.
En clínica, se recurre habitualmente al uso de terapias antimicrobianas sinérgicas en
especial en infecciones consideradas graves, Ej. Endocarditis bacteriana por enterococo
se usa la asociación de ampicilina-gentamicina. Otras situaciones propuestas para el
uso combinado de antimicrobianos son: prevención de la aparición de microorganismos
resistentes, infecciones polimicrobianas, tratamiento inicial de infecciones en
inmunodeprimidos y para disminuir efectos tóxicos. La acción antagónica, por otra
parte, debe ser conocida, con el fin de evitar un resultado negativo en el tratamiento.
80 Control y prevención de enfermedades infecciosas
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
RESISTENCIA BACTERIANA
Representa la capacidad de los microorganismos de resistir la acción de los
antimicrobianos.
La información para lograr resistencia reside en el material genético, existente en el
interior de la bacteria, constituido por el cromosoide bacteriano y la eventual existencia de
partículas genéticas de pequeño tamaño, como son los plásmidos, transposones e
integrones.
La bacteria puede adquirir resistencia por los siguientes mecanismos:
a) Mutación: los cambios ocurren en el cromosoide, durante la replicación. Tiene baja
frecuencia (10-7).
b) Recombinación genética: proceso de intercambio genético entre dos bacterias,
que ocurre a través de los mecanismos de conjugación bacteriana Ej. Bacilos
Gram (-), transducción por fagos, Ej. Staphylococcus o por transformación
genética, Ej. Streptococcus.
Los cambios producidos por recombinación genética son capaces de originar
resistencia bacteriana fundamentalmente por tres mecanismos:
1.- Las bacterias producen enzimas que alteran al antimicrobiano Ej. β−lactamasas que
rompen el anillo β−lactámico en Penicilinas y Cefalosporinas.
2.- Cambios en el sitio blanco, que al ser modificado impide la unión del antibiótico al
sitio específico propio de su mecanismo de acción. Ej. Modificación de las
proteínas ligadoras de penicilinas (PBP), afecta a Penicilinas y Cefalosporinas o
bien modificación en el ribosoma que impide acción de la Gentamicina.
3.- Impermeabilidad bacteriana. Este mecanismo de resistencia se observa en bacilos
Gram (-), por cambios en la estructura de las porinas de la membrana externa de la
pared celular, Ej. Quinolonas.
Muchos factores relacionados con la indicación de antibióticos y su manejo, el mal uso
de ellos han originado fallas terapéuticas, favoreciendo la aparición e incremento de la
resistencia bacteriana. El uso prudente de los antibióticos tiene un gran valor. En contraste
con otras drogas, estos tienen un rol curativo; su uso correcto permite la mejoría del paciente
sin recaídas y su uso inadecuado, favorece los efectos secundarios negativos asociado a un
aumento de la resistencia bacteriana. Las consideraciones más importantes para evitar este
problema incluyen:
-
Indicación y uso racional de los antimicrobianos,utilizándolos en el tratamiento de
infecciones bacterianas, realizando estudios periódicos de agentes etiológicos.
Antimicrobianos 81
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
involucrados en las distintas patologías infecciosas y de su susceptibilidad, según
área geográfica y estableciendo normas de manejo según dichos informes.
-
Limitar el uso profiláctico de antimicrobianos.
-
Restringir el uso de antimicrobianos que inducen rápidamente resistencia.
-
Educar e informar sobre las limitaciones del uso de antimicrobianos.
-
Prohibir el uso de antimicrobianos de utilidad en terapia clínica en la alimentación
de animales.
BIBLIOGRAFÍA
Brooks GF, Butel JN, Ornston NL, Jawetz E. Melnick J. Adelberg E.
Microbiología Médica. Ed. El Manual Moderno. S.A. de C.V. México D.F.
1992.
Murray, P, Kobayashi, G. Pfaller, M. and Rosenthal, K. 1997. Microbiología Médica.
Segunda edición. Harcourt Brace de España, S.A. Madrid, España.
Prescott LM, Harley JP, Klein DA. 1996. Microbiology. 3ª edition, WCB Publishers.
Tortora GJ, Funke RB, Case CL. 1993. Introducción a la Microbiología 3era Ed. Acribia,
S.A. España.
82 Control y prevención de enfermedades infecciosas
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CAPÍTULO 10
DIAGNÓSTICO MICROBIOLÓGICO
María Teresa Ulloa F.
INTRODUCCIÓN
La estrecha colaboración entre el médico tratante y el laboratorio de microbiología es
imprescindible para obtener el máximo beneficio para el paciente.
La tendencia actual en el laboratorio de microbiología esta destinada a obtener
resultados más objetivos, más rápidos, que finalmente incidan en el manejo clínico.
La labor desempeñada en el laboratorio de microbiología esta dirigida
fundamentalmente a realizar el diagnóstico etiológico de una determinada enfermedad
infecciosa. Esto permitirá indicar una terapia específica y en algunos casos establecer la
gravedad del cuadro infeccioso.
Por otro lado, permite asesorar la terapia antimicrobiana a través del estudio de
susceptibilidad, apoyando la elección de la terapia más adecuada y un tratamiento dirigido
hacia el patógeno.
Finalmente, el estudio microbiológico aporta información epidemiológica, con el fin
de mantener una vigilancia de los agentes mas prevalentes y su comportamiento frente a los
antimicrobianos y así escoger la terapia empírica local más adecuada.
DIAGNÓSTICO MICROBIOLÓGICO
Actualmente, el diagnóstico microbiológico se sustenta en el análisis de aspectos tan
diversos de los microorganismos, tales como, la fisiología, inmunología, biología molecular y
reacciones parásito-hospedero involucradas en el proceso infeccioso.
Existen diversas estrategias que permiten abordar el diagnóstico de un agente
infeccioso. Por un lado se investiga la presencia del agente o sus componentes en forma
directa a través de métodos tradicionales, inmunológicos y moleculares. Por otro lado, en
algunas situaciones el diagnóstico se realiza en forma indirecta a través de la detección de la
respuesta inmune generada por la presencia de éste en el hospedero, (Figura 10-1).
92 Diagnóstico microbiológico
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
PACIENTE
INDIRECTO
DIRECTO
DETECCIÓN DE ANTICUERPOS
DETECCIÓN DEL MICROORGANISMO
(RESPUESTA INMUNE DEL HOSPEDERO)
MUESTRA: Sangre
LCR
Heces
Orina
Biopsias de tejido
MUESTRA: Sangre
INMUNOLOGÍA
MICROBIOLOGÍA
TRADICIONAL
NO CONVENCIONAL
Observación microscópica
Cultivo
BIOLOGÍA MOLECULAR
INMUNOLOGÍA
Detección del material génico
Hibridación con sondas
PCR
Detección de antígenos
IF
ELISA
Western blot
Figura 10-1:
Detección de anticuerpos
IF
ELISA
Western Blot
Métodos de diagnóstico microbiológico.
El diagnóstico microbiológico, independiente de la estrategia utilizada, incluye, como
primera etapa, la obtención de la(s) muestra(s) pertinentes. El éxito de este estudio depende en
gran medida de una muestra obtenida oportunamente y correctamente recolectada.
91
Diagnóstico microbiológico 93
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
Recordemos que el manejo de las muestras siempre representa un riesgo biológico
potencial, por lo tanto, es estrictamente necesario cumplir las normas de bioseguridad en su
manipulación.
Toma de la muestra
Las siguientes son consideraciones fundamentales en la obtención de la muestra.
1.- La muestra debe ser representativa de la infección y obtenida correctamente a fin de evitar
contaminación no deseada, especialmente cuando la muestra proviene de un sitio estéril.
2.- Debe ser obtenida en el momento óptimo, esto requiere conocimiento de la historia natural
y la fisiopatología de la infección. El ejemplo más clásico corresponde a la fiebre tifoidea,
en la cual el agente se encontrará en las primeras semanas en sangre y posteriormente en
deposiciones.
3.- Se requiere una cantidad de muestra suficiente para llevar a cabo todos los análisis
necesarios. En algunas situaciones es necesario obtener mas de una muestra para aumentar
el rendimiento diagnóstico. Para esto se debe considerar el cuadro clínico y el momento de
la obtención de muestras seriadas.
4.- Recoger la muestra en receptáculos adecuados según el tipo de muestra y estériles.
5.- En lo posible obtener la muestra previo al tratamiento con antimicrobianos.
6.- Las muestras deben ser identificadas con una etiqueta adherida al envase, y los datos
anotados deben coincidir exactamente con los de la solicitud de examen.
7.- Deben incluirse aquellos datos del paciente que permitan al laboratorio elegir el mejor
procedimiento para el aislamiento de patógenos, tales como edad, hipótesis diagnóstica,
tratamientos concomitantes (especialmente antibióticos) enfermedades concomitantes,
etcétera.
Transporte de la muestra
Las muestras deben ser enviadas al laboratorio a la brevedad y en general es deseable
no alterar sus condiciones fisiológicas. Esto es fundamental en cuadros clínicos, en los que los
exámenes implican recuento bacteriano, por ejemplo, infecciones urinarias e infecciones del
tracto respiratorio inferior, entre otras.
DETECCIÓN DIRECTA DEL MICROORGANISMO
Microbiología tradicional
El estudio tradicional contempla varias etapas (Figura 10-2). En general, comienza con la
observación microscópica, ya sea de material al fresco o teñido, para visualizar elementos
94 Diagnóstico microbiológico
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
que nos permitan entregar un diagnóstico preliminar al médico clínico. La observación al
fresco es de gran utilidad en la observación de protozoos como Thichomonas. La tinción
mas utilizada en bacteriología es la tinción de Gram que nos permite obtener información
sobre la morfología, reacción tintorial y agrupación de la mayoría de las bacterias. Un
ejemplo de su utilidad, es el análisis de líquidos de cavidades estériles, especialmente de
LCR, proporcionado valiosa información para el manejo de la meningitis bacteriana aguda.
Paciente
Muestra biológica
Observación microscópica
Cultivo
Identificación Estudio de susceptibilidad
Informe de laboratorio
Figura 10-2: Etapas del diagnostico tradicional.
Una segunda etapa corresponde al cultivo microbiano: Esta técnica sigue siendo el “gold
standard” para la mayoría de los agentes bacterianos. Consiste en la inoculación de la
muestra en medios de cultivos apropiados, seleccionados de acuerdo al conocimiento de la
fisiología de las bacterias y al cuadro clínico. Este procedimiento permite obtener
desarrollo bacteriano suficiente para proceder con la identificación de la bacteria, la cual se
realiza generalmente a través de un conjunto de pruebas bioquímicas, utilizando métodos
tradicionales o automatizados.
Detección de antígeno mediante inmunoensayos
Otra alternativa para realizar un diagnóstico directo, se relaciona con la capacidad de su
detección completa o algunos de sus componentes, a través de reacciones
antígeno-anticuerpo. Estas técnicas son utilizadas generalmente en el diagnóstico de
Chlamydia, Legionella, Borrelia, entre otras. Entre las técnicas mas empleadas, esta la de
Diagnóstico microbiológico 95
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
enzima-inmuno-enzayos (EIE), en la que generalmente, la detección de antígenos se
obtiene mediante la reacción de éste con un anticuerpo específico, acoplado a enzimas, para
revelar su presencia al adicionar el substrato apropiado. Otra técnica ampliamente utilizada
es la inmunofluorescencia. En esta, la reacción antígeno-anticuerpo se visualiza mediante la
adición de fluorocromos, substancias que emiten fluorescencia, (Figura 10-3).
ELISA
El anticuerpo se absorbe sobre el
pocillo y sensibiliza la placa
Inmunofluerescencia: Directa e Indirecta
El antígeno se adsorbe en el pocillo y
sensibiliza la placa
Se añade el antígeno de prueba; si es Se añade el antisuero de prueba si el
complementario, el antígeno se une al anticuerpo es complementario, se
anticuerpo
une al antígeno
El anticuerpo unido a una enzima se La anti-gammaglobulina unida a la
une después al antígeno, formando un enzima (anti-anticuerpo) se liga al
sandwich (antígeno entre dos
anticuerpo fijado
anticuerpos)
Se añade el sustrato de la enzima
y la reacción produce un cambio de
color
que se mide por
espectrofotometría
Se añade el sustrato de la enzima
y la reacción produce un cambio visible
de color
que se mide por
espectrofotometría
Figura 10-3:
Detección de antígeno mediante inmunoensayos.
Detección de ácidos nucleicos
Actualmente, otra posibilidad de diagnóstico directo, la constituye la detección de ácidos
nucleicos mediante técnicas de biología molecular. El principal aporte de esta tecnología,
96 Diagnóstico microbiológico
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en microbiología clínica, ha sido en el diagnóstico, pero además ha permitido el estudio de
los mecanismos de resistencia bacteriana y el desarrollo de la epidemiología molecular,
especialmente en el estudio de brotes intrahospitalarios. Dos de las técnicas más utilizadas
corresponden a hibridación con sonda y PCR. La hibridación con sonda, se basa en la
capacidad del ADN monocatenario de reconocer secuencias complementarias e hibridar,
formando molécula híbrida de ADN de doble cadena. Por otro lado, la PCR es una técnica
in vitro, que permite amplificar una secuencia específica, es decir, aumentar el número de
moléculas de ese ADN. Para ello, se emplean ADN polimerasas termoestables, como la
Taq polimerasa, y partidores de oligonucleótidos, complementarios a las secuencias de los
extremos del ADN blanco a amplificar. A partir de los extremos 3’OH de cada partidor, se
iniciará la síntesis de ADN, con la polimerización de nucleótidos.
Desde el punto de vista asistencial, su aporte se relaciona con el diagnó
óstico de
microorganismos que no crecen en in vitro o cuyos cultivos existen, pero son poco
sensibles o en aquellos agentes infecciosos que requieren medios complejos o cultivos
celulares (en general poco accesibles en los laboratorios asistenciales) o microorganismos
que requieren un tiempo de incubación prolongada. Ej. B. pertussis,
Mycoplasma pneumoniae,
Chlamydia,
Mycobacterium
tuberculosis
(presencia
extrapulmonar), entre otros.
DETECCIÓN INDIRECTA DEL MICROORGANISMO
Detección de Anticuerpos específicos (serología)
En algunas oportunidades, es impracticable la detección directa de agente y debemos
recurrir a la detección de anticuerpos específicos, producidos por el hospedero como
respuesta a la presencia del antígeno. Este análisis constituye el diagnóstico indirecto. Se
utiliza fundamentalmente en el diagnóstico de bacterias no cultivables (T. pallidum), o en
situaciones de riesgo biológico elevado (Legionella), o cuando no es posible implementar
técnicas de diagnóstico de directo en el laboratorio de rutina (Mycoplasmas, Chlamydia).
Sin embargo, se debe considerar que los resultados con estas técnicas, pueden ser alterados
por varios factores, como por ejemplo, el estado del paciente, la técnica utilizada y el
momento de obtención de muestra. Las técnicas más utilizadas son Inmuno-Ensayos, como
ELISA, Inmunofluorescencia y “Western blot”.
Los exámenes serológicos se usan en la determinación del grado de inmunidad que posee
un paciente.
Diagnóstico del estado inmune. A veces es importante conocer el estado inmune del
sujeto. Un ejemplo, es determinar el grado de inmunidad frente a rubéola en una mujer
en edad fértil.
Diagnóstico de infección aguda. El diagnóstico de infección aguda se establece
comparando los títulos de dos sueros pareados, uno obtenido en la fase aguda obtenido
tan pronto como sea posible en el transcurso de la enfermedad y otro suero en la fase
convalesciente debe extraerse no antes de 10 días de comenzada la enfermedad, de
preferencia 2-4 semanas después.La conversión de seronegativo a seropositivo o un
Diagnóstico microbiológico 97
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aumento de 4 veces o más del título de anticuerpos obtenido inicialmente es indicador
de infección reciente.
Muestra única de suero (fase aguda). En algunas situaciones una muestra única de
suero también puede ser útil para el diagnóstico. Los anticuerpos tipo IgM aparecen
tempranamente durante la infección primaria y persisten por varias semanas. Por lo
tanto la presencia de anticuerpos IgM es indicadora de infección reciente.
ESTUDIO DE SUSCEPTIBILIDAD
Las pruebas de sensibilidad in vitro se realizan en aquellos microorganismos cuya
susceptibilidad no se puede predecir ej.: Staphylococcus, bacilos Gram (-) entéricos, BNF, entre
otros. También se pueden indicar con fines epidemiológicos, como primera aproximación a la
caracterización de cepas en el estudio de brotes intrahospitalarios.
Las pruebas de sensibilidad in vitro no están indicadas en aquellos microorganismos en
los que no se ha descrito Resistencia al antimicrobiano de elección. Ej: Corynebacterium
diphtheriae, frente a la penicilina. Tampoco están indicadas en microorganismos de la microbiota
normal, que no juegan un rol patógeno.
El laboratorio proporciona información, a través de métodos estandarizados in vitro , de la
actividad de los antimicrobianos frente al microorganismo patógeno aislado. Sin embargo, el
clínico selecciona el antimicrobiano a usar considerando, esta información más otros factores que
inciden en el comportamiento del fármaco in vivo (Ej: insuficiencia renal y alergias).
1.- Difusión en agar (Método de kirby-bauer)
A partir de un cultivo puro, se prepara un inóculo estandarizado a 0.5 unidades Mc Farland
(1,5 x 108 ufc/ml). Se siembra en placa de agar para formar un tapiz homogéneo. Se
enfrenta con diversos antimicrobianos en forma de sensidiscos según la cepa en estudio y
el cuadro clínico. Los resultados se entregan como sensible, intermedio o resistente, según
las tablas internacionales del National Committee for Control of Laboratory Standards
(NCCLS).
2.- Métodos de sensibilidad en dilución (determinación de CIM)
Se usan para determinar la concentración mínima exacta del antimicrobiano (cuantitativo)
que inhibe el crecimiento (CIM) para un determinado microorganismo. En este método, el
microorganismo es incubado en diluciones seriadas del antimicrobiano.
La CIM se define coma la mínima concentración del antimicrobiano en la cuál no hay
crecimiento microbiano aparente. Permite confirmar la susceptibilidad o resistencia de
cepas que presentan sensibilidad intermedia por el método de difusión en agar, o cuyos
resultados son variables por otros métodos. Esta técnica se puede realizar en caldo (tubo o
microplaca) o en agar.
98 Diagnóstico microbiológico
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3.- E. test
Este método es relativamente nuevo, corresponde a una técnica cuantitativa (CIM), en él
cual se combinan los principios básicos de los métodos de estudio de susceptibilidad por
difusión y dilución en agar antes mencionados.
En el E. test, el inóculo estandarizado es diseminado en una placa de agar para formar un
césped homogéneo. Sobre este inóculo se deposita una tira impregnada en una gradiente de
concentración del antimicrobiano a estudiar. El agente antimicrobiano difunde sobre el agar
y la CIM. corresponde al punto de intersección entre la inhibición del crecimiento
bacteriano y la concentración del antimicrobiano.
INFORMACIÓN EPIDEMIOLÓGICA
Finalmente, el estudio microbiológico aporta información epidemiológica valiosa que
nos permite mantener una vigilancia de los agentes mas prevalentes a nivel local. Otro aspecto
relevante, es contar con un registro de su comportamiento frente a los antimicrobianos y así
escoger la terapia empírica local más adecuada. Además, de la caracterización fenotípica y de
antibiotipo. Por otro lado la epidemiología molecular basada en el análisis de restricción del
ADN bacteriano siendo la electroforesis de campo pulsado una de las mas utilizadas, esta
tecnica consite en cortar el ADN con ciertas Enzimas de Restriccion, hacer migrar el material
mediante electroforesis y comparar los tamaños de los fragmentos, para establecer relaciones
de clonalidad. Esta metodología permite complementar la epidemiología clásica en el análisis
de brotes de infecciones intrahospitalarias. La caracterización más profunda de las cepas
locales permite ademas complementar el diseño y el uso de vacunas en forma dirigida según
los clones regionales circulantes.
BIBLIOGRAFÍA
Koneman W.E et al.
1999. Diagnóstico microbiologico texto y atlas color. Editorial
Panamericana, Quinta edición.
Murray P, Baron E, Pfaller M, Tenover F and Yolken R. 1995. Manual of clinical
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Interamericana. 4ª Edición.
Zinsser Microbiología. Mc Graw-Hill
Diagnóstico microbiológico 99
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CAPÍTULO 11
INFECCIONES RESPIRATORIAS
Olivia Trucco
INTRODUCCIÓN
Las infecciones respiratorias agudas (IRA), se definen como aquellas que
comprometen la vía respiratoria, desde las fosas nasales al alveólo pulmonar, y que son
ocasionadas por virus, bacterias u hongos. Para entender la patogenia y considerando el
pronóstico distinto de los síndromes clínicos, se clasifican en altas y bajas, según el territorio
que está comprometido: altas si el compromiso es sobre la laringe y baja, por debajo de ésta.
Las IRA representan la causa más frecuente de consulta pediátrica ambulatoria, y la
primera causa de egresos hospitalarios pediátricos. Por otra parte, constituyen la tercera causa
de mortalidad infantil en nuestro país.
Los agentes etiológicos son altamente transmisibles e ingresan al tracto respiratorio por
distintas vías:
-
Inhalación de partículas aéreas que contengan el patógeno, fenómeno responsable de la
mayor parte de las IRA.
-
Aspiración desde su hábitat normal en aquellos casos en que las bacterias pertenecen a la
microbiota nasofaríngea, (Tabla 11-1).
-
Diseminación hematógena, menos frecuente, desde otro foco primario de infección.
-
Ruptura de paredes.
Tabla 11-1: Microbiota del tracto respiratorio.
Residentes frecuentes
:
Streptococcus orales
Moraxella catharralis
Corynebacterium spp.
Haemophilus influenzae
Anaerobios
Residentes ocasionales
:
Streptococcus pyogenes
Streptococcus pneumoniae
Neisseria meningitidis
101
102 Bacterias de importancia médica
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En la producción de la enfermedad, el agente bacteriano sobrepasa los diferentes
mecanismos de defensa del tracto respiratorio: sistema mucociliar, reflejo de la tos,
inmunoglobulinas secretoras (IgA), macrófagos alveolares y anticuerpos circulantes.
En relación a los agentes bacterianos involucrados en este tipo de infecciones, (Tabla
11-2 y 11-3) los mismos microorganismos son capaces de comprometer el territorio alto y
bajo y la severidad del cuadro clínico dependerá, de muchos factores incluidos las
características del hospedero, del patógeno y del ambiente.
TABLA 11-2: IRA alta y agentes bacterianos.
ENFERMEDAD
AGENTE ETIOLÓGICO
Faringoamigdalitis
S. pyogenes - C. diphtheriae* - N. gonorroheae
Otitis media aguda
S. pneumoniae - H. influenzae - M. catharralis
Sinusitis
S. pneumoniae - H. influenzae - M. catharralis
Epiglotitis
H. influenzae tipo b
* Último caso en Chile en 1997
TABLA 11-3: IRA baja y agentes bacterianos.
ENFERMEDAD
AGENTE ETIOLÓGICO
Neumonía
S. pneumoniae - H. influenzae - S. aureus
Klebsiella spp - E. coli
Neumonia atípica
Mycoplasma pneumoniae - Legionella
Chlamydia pneumoniae
Absceso pulmonar
S. aureus – Anaerobios
Empiema pleural
S. pneumoniae - S. aureus - Anaerobios
La neumonia o bronconeumonia puede ser originada por una gran variedad de agentes
bacterianos que varían, según edad del paciente, enfermedad concomitante, ocupación y sitio
geográfico. En la población de adultos, los antecedentes clínicos permiten orientar acerca del
Infecciones respiratorias 103
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
¯
agente etiológico involucrado (Tabla 11-4). Puede ser adquirida en la comunidad o en el
hospital, factor importante a considerar en el tratamiento empírico de dichas infecciones.
Con respecto a la edad, en la población pediátrica, los agentes virales constituyen las
causas más frecuentes de IRA en el lactante. La etiología bacteriana adquiere mayor
relevancia en el pre-escolar y escolar. S. pneumoniae y M. pneumoniae, son los agentes
etiológicos más frecuentes de neumonía de la comunidad, en estos grupos etarios. En los
hospitales pediátricos, por otra parte, el virus respiratorio sincicial y adenovirus pueden
ocasionar brotes de infecciones intrahospitalarios de alta letalidad en servicios de prematuros.
TABLA 11-4: Neumonia adquirida en la comunidad.
FACTORES ASOCIADOS
AGENTES
Desconocido
S. pneumoniae - M. pneumoniae - C. pneumoniae
Alcohólicos – Vagabundos
S. pneumoniae - K. pneumoniae - M. tuberculosis
E.P.O.C. *
S. pneumoniae - H. influenzae
Post Infección viral
S. pneumoniae - S. aureus
Fibrosis quística
S. aureus - P. aeruginosa
Exposición ambiental
Legionella pneumophila
Infección VIH *
P. carinii - S. pneumoniae - Mycobacterium spp.
Mycobacterium tuberculosis
Post transplantes – Quimioterapia
Citomegalovirus
Neutropénicos
Aspergillus – Nocardia
* E.P.O.C.
* VIH
: Enfermedad pulmonar obstructiva crónica
: Virus de inmunodeficiencia humana
Las neumonias intrahospitalarias constituyen patologías de difícil manejo terapéutico,
considerando la frecuencia de aislamientos de bacterias patógenas resistentes, en pacientes con
daño pulmonar y/o multisistémico. Por lo anterior, se justifica realizar el estudio
microbiológico de los agentes etiológicos probables y de su susceptibilidad frente a
antimicrobianos, (Tabla 11-5).
TABLA 11-5: Neumonia nosocomial.
104 Bacterias de importancia médica
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FACTORES ASOCIADOS
AGENTE ETIOLÓGICO
Ventilación mecánica
S. aureus
K. pneumoniae
P. aeruginosa
A. baumani
Post quirúrgica
S. pneumoniae
Si bien las infecciones respiratorias representan una causa frecuente de consulta y
hospitalización, establecer la incidencia de infecciones respiratorias bajas por agentes
bacterianos resulta complejo, considerando los factores relacionados con la obtención de la
muestra, interpretación de resultados, tipo de patologías y características de los agentes, que se
detallan a continuación.
-
Ausencia de expectoración en lactantes, recién nacidos y senescentes.
-
La expectoración tiene el inconveniente de arrastrar microorganismos de la microbiota
faríngea que no participa en el proceso infeccioso, por lo cual para recolectar una muestra
confiable se requiere utilizar procedimientos invasivos como lavado bronquioalveolar y
cepillado bronquial, aplicando un criterio cuantitativo a los resultados positivos del
estudio microbiológico.
-
Baja frecuencia de bacteremia y de derrame pleural asociado a neumonia..
-
Los agentes involucrados requieren condiciones especiales de cultivo en el laboratorio de
microbiología. Ej.: B. pertussis y M. pneumoniae.
Lo anterior ha determinado la investigación e implementación de nuevas técnicas
serológicas y/o de biología molecular, por el momento restringidas a laboratorios de
investigación, para mejorar el rendimiento del estudio etiológico de las infecciones
respiratorias. Ej.: Anticuerpos antineumolisinas en infecciones por S. pneumoniae y reacción
en cadena de la polimerasa en el estudio de M. pneumoniae y B. pertussis.
Considerando lo expuesto, en este tipo de infecciones, el diagnóstico es
fundamentalmente clínico y no se recurre habitualmente al estudio de laboratorio. Sin
embargo, es fundamental en el diagnóstico de patógenos resistentes de la comunidad e
intrahospitalarios (Ejemplo, S. pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa) y en el diagnóstico de
microorganismos poco frecuentes, aislados en pacientes inmuocomprometidos.
BIBLIOGRAFÍA
Infecciones respiratorias 105
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
¯
Brooks GF, Butel JN, Ornston NL, Jawetz E. Melnick J. Adelberg E.
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Tórtora GJ, Funke RB, Case CL.
S.A. España.
1993.
Introducción a la Microbiología 3era Ed. Acribia,
CAPÍTULO 11.1
HAEMOPHILUS
María Teresa Ulloa F.
INTRODUCCIÓN
H. influenzae es agente etiológico de infecciones respiratorias altas y bajas como
también de infecciones invasivas tipo meningitis, bacteremias, artritis y otras.
La importancia de H. influenzae tipo b (Hib) como agente productor de enfermedad
infecciosa disminuyó drásticamente en la década del 90, después de la incorporación de una
vacuna conjugada al programa de vacunas de países desarrollados y en vías de desarrollo
como el nuestro. Sin embargo, H. influenzae no capsulado continúa jugando un rol en la
patología respiratoria alta tipo otitis media aguda, sinusitis, bronquitis y puede causar
neumonías y enfermedad invasiva en recién nacidos.
CARACTERÍSTICAS DEL AGENTE
El género Haemophilus incluye 19 especies, siendo H. influenzae la más importante para
el hombre, tanto por su frecuencia, como por la severidad de algunos de los cuadros clínicos que
produce. Otros especies de Haemophilus que se asocian menos frecuentemente con infección en
el hombre son H. parainfluenzae agente de neumonía y endocarditis, H. aphrophilus a veces
aislado de endocarditis, H. aegyptis asociado a conjuntivitis y fiebre purpúrica de Brasil y H.
ducreyi agente de chancro blando.
H. influenzae está constituido por bacilos y cocobacilos Gram negativos de 0,3-0,5 µm de
diámetro y de 0,5-3,0 µm de longitud, pleomórficos, inmóviles, anaeróbicos facultativos,
citocromo oxidasa y catalasa positivos, capaces de reducir nitratos a nitritos. Su temperatura
óptima de crecimiento fluctúa entre 35ºC a 37ºC. Quimiorganotróficos, fermentan carbohidratos a
partir de la glucosa. Son parásitos obligados de las membranas mucosas del hombre.
Una de las características fisiológicas más relevantes del género Haemophilus, es su
dependencia de factores de crecimiento para su desarrollo: factor X (hemina) y/o factor V
(nicotína adenina dinucleótido: NAD). En el caso de H. influenzae, esta especie requiere ambos
factores (X y V), por lo cual su aislamiento "in vitro" está condicionado al uso de medios
enriquecidos como agar chocolate, en el cual los glóbulos rojos de la sangre lisados por calor,
aportan los factores requeridos.
Estructura antigénica:
a)
Cápsula polisacárida: Está compuesta por polisacáridos de alto peso molecular, cargada
negativamente. Se describen seis tipos capsulares antigénicamente diferentes: a, b, c, d, e y f.
107
108 Bacterias de importancia médica: Infecciones respiratorias
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b) Fimbrias: Se han identificado fimbrias en las cepas de H. influenzae aisladas de nasofaringe.
Esta estructura ha demostrado ser una adhesina de características similares a las de otras
bacterias Gram negativas.
c)
Lipooligosacárido: Contiene mayor cantidad de glucosa que otras bacterias Gram negativas.
Pertenece al tipo rugoso con cadenas laterales de oligosacáridos repetidas compuestas por 8 a
9 moléculas de azúcares.
d) Proteínas de Membrana Externa (PME): Se han descrito alrededor de 24 tipos distintos de
proteínas, seis de las cuales constituyen el 80% del total de las proteínas, denominándose
proteínas principales. Son proteínas polimórficas y en base a este parámetro se han descrito
21 subtipos.
e)
IgA proteasa: H. influenzae y otras bacterias capaces de producir infecciones sistémicas a
partir del tracto respiratorio, incluyendo N. meningitidis y S. pneumoniae contienen IgA
proteasas que clivan un polipéptido de la cadena pesada de IgA1 humana.
PATOGENIA E INMUNIDAD
Su transmisión se realiza de persona a persona a través de gotas respiratorias. La
diseminación es frecuente en los niños y en casos de contactos íntimos prolongados. Hib coloniza
faringe y puede penetrar epitelio y endotelio y causar bacteriemia y por esta vía producir infección
meníngea. Las fimbrias y otras adhesinas de superficie permiten la adherencia de la bacteria a la
mucosa nasal. H. influenzae no capsulado coloniza la nasofaringe y puede infectar especialmente
la mucosa dañada por una infección viral o por tabaco.
La presencia de cápsula es un factor de virulencia importante, el cual se relaciona con
la inhibición de la fagocitosis
La inmunidad se correlaciona muy bien con el título de anticuerpos bactericidas
anticapsulares presentes en la sangre. Los anticuerpos corresponden a potentes opsoninas capaces
de facilitar la fagocitosis de estos microorganismos. Sin embargo, la respuesta inmune contra el
antígeno capsular de Hib no aparece antes de los dos o tres años de edad debido a que estos
antígenos polisacáridos no son procesados por los linfocitos T (respuesta inmune T
independiente).
CLÍNICA
En general sobre el 90% de los cuadros clínicos invasivos son producidos por Hib,
destacándose entre ellos: neumonias, meningitis, celulitis, artritis séptica, sepsis, especialmente en
el menor de 2 años.
Las cepas de H. influenzae no capsulados, se comportan como patógenos oportunistas y
pueden causar infecciones de las vías aéreas superiores e inferiores. La mayoría de los estudios
indica que junto con S. pneumoniae son los agentes más comunes de otitis y sinusitis tanto aguda
Haemophillus 109
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Tabla 11.1.1. Casos de enfermedad invasora por H.influenzae Hib. MINSAL 1996-2004.
como crónica. La neumonía primaria es rara en niños y adultos con función pulmonar normal. Sin
embargo, estos microorganismos colonizan frecuentemente a sujetos con enfermedad pulmonar
crónica y frecuentemente causan exacerbación de la bronquitis o neumonía franca. Con menor
frecuencia se han aislado de vaginitis en niñas y en los últimos años ha emergido como agente de
infección neonatal con una presentación similar a Streptococcus agalactiae.
EPIDEMIOLOGÍA
H. influenzae puede formar parte de la microbiota del hombre, colonizando el tracto
superior de prácticamente todos los individuos en los primeros meses de la vida, disminuyendo
en los adultos. Hib se aísla solamente en el 3-5% de la población, mientras que las cepas no
capsuladas pueden ser aisladas hasta en el 50% de la población. H. influenzae se transmite por
contacto directo, secreciones y por gotas. El hombre se describe como único reservorio. El
comportamiento epidemiológico varía según se trate de cepas capsuladas o acapsuladas siendo las
primeras responsables fundamentalmente de cuadros invasivos especialmente en el menor de 2
años; mientras que las infecciones por cepas acapsuladas se observan en todas las edades y se
asocian generalmente a infecciones menos severas.
Durante los últimos 20 años, diversos estudios han descrito la situación epidemiológica
de las enfermedades invasivas causadas por Hib a nivel nacional. En base a estos reportes, se
llegó a estimar una tasa nacional de 39,5/100.000 niños menores de 5 años. El 80% de los
casos se concentraba en los primeros 18 meses de vida, con una alta letalidad global del 16% y
los pacientes con meningitis presentaban un porcentaje de secuelas que variaban entre 30 a
60%. En 1995, basándose en estos antecedentes, se estimó que se acumularían un total de 578
casos de enfermedades invasivas causadas por Hib en lactantes bajo un año de edad, lo que
determinó incorporar la vacuna conjugada al año siguiente al Programa Nacional de
Inmunización. En el año 1996 solamente, se registraron un total de 213 casos de enfermedades
invasivas por Hib, en cambio en 1998 se registraron solo 19 casos que correspondieron en su
mayoría a meningitis, celulitis y sepsis en niños que no contaban con el esquema completo de
110 Bacterias de importancia médica: Infecciones respiratorias
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vacunación. En la Tabla 11.1.1 se observan los casos notificados de Enfermedad invasora por
Hib en los últimos años.
En otro aspecto, varios años de uso de ampicilina y cloranfenicol, como los principales
antimicrobianos en el manejo de las enfermedades invasoras causadas por Hib, motivaron un
creciente aumento de la resistencia a estos antibióticos y así las cefalosporinas de tercera
generación desplazaron a aquellos como fármacos de elección.
DIAGNÓSTICO
Muestras clínicas: Líquido céfalo-raquídeo (LCR), sangre, líquido articular, secreciones
ótica, ocular, senos paranasales, tracto respiratorio inferior, secreción vaginal y líquido
amniótico. En el transporte de la muestra, especialmente del LCR, se debe considerar que
Haemophilus es muy sensible a la sequedad y bajas temperaturas, por lo tanto no se debe
refrigerar.
Tinción de Gram: Se observan bacilos y cocobacilos Gram negativos altamente pleomorfos.
Cultivo: Sobre la base de las exigencias de Haemophilus las muestras se siembran en agar
chocolate e incuban 37ºC por 18-24 horas en 5% de CO2. H. influenzae forma colonias lisas
de bordes regulares, convexas, con una leve coloración verdosa y olor característico. El
requerimiento de factores X+V es una de las características más importante que permite
orientar el diagnóstico de especie. Otras pruebas bioquímicas se utilizan también para este
objetivo. (Tabla 11.1.2)
TABLA 11. 2: Características bioquímicas de especies de Haemophilus de importancia clínica.
Especie
Req. de
factores
Fermentación de
Catala
sa
X
V
Hemólisis
Glucosa
Sacarosa
Lactosa
H. influenzae
+
+
-
+
-
-
+
H. haemolyticus
+
+
+
+
-
-
+
H. ducreyi
+
-
-
-
-
-
-
H. parainfluenzae
-
+
-
+
+
-
V
H. parahaemolyticus
-
+
+
+
+
-
V
H. segnis
-
+
-
+d
+d
-
V
H. paraphrophilus
-
+
-
+
+
+
-
H. aphrophilus
-
-
-
+
+
+
-
V = Variable d = Débil
Haemophillus 111
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La determinación del biotipo se basa en tres pruebas bioquímicas: indol, urea y ornitina.
En general, se observa que las cepas no capsuladas son heterogéneas a diferencia de las cepas Hib
que corresponden a biotipo I sobre el 90% de los casos.
Detección de antígenos: El antígeno capsular de Hib puede ser pesquisado mediante métodos
técnicas rápidas de coaglutinación o aglutinación con látex, especialmente en LCR ú otros
líquidos de cavidades estériles, sin embargo estas técnicas no reemplazan al cultivo.
Susceptibilidad a antimicrobianos: H. influenzae presenta resistencia a ampicilina y/o
cloranfenicol, debido a la presencia de enzimas betalactamasas y cloranfenicol acetiltransferasa
respectivamente, ambas codificadas por plasmidios. En nuestro país, la resistencia a ampicilina
fluctúa entre 10 a 30% y alrededor de un 10% al cloranfenicol. ( Tabla 11.1.3).
En general son sensibles a cefalosporinas y macrólidos de última generación. Dado que la
sensibilidad de H. influenzae es variable se debe realizar antibiograma por el método de difusión
en agar Haemophilus test Medium (HTM Oxoid).
Tabla 11.1.3.Resistencia a los antimicrobianos en cepas de H.influenzae. ISP 2000-2004.
TRATAMIENTO
Los antimicrobianos útiles son amoxicilina, cloranfenicol y cefalosporinas de segunda y
tercera generación. En meningitis bacteriana se utilizan cefalosporinas de tercera generación.
Profilaxis:
a)
Quimioprofilaxis: Frente a un caso índice se recomienda utilizar rifampicina, en los grupos
de mayor riesgo como los menores de 4 años. Los adultos son reservorio y rara vez hacen
infección invasiva. La tasa de ataque secundaria varía con la edad: menor de 1 año 6%;1-4
años: 2%; 4-6 años: 0.5%
112 Bacterias de importancia médica: Infecciones respiratorias
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b) Inmunización: Actualmente existen en el comercio varias vacunas conjugadas, anti Hib, que
contienen poliribitol fosfato conjugado a proteína. En nuestro país, a partir del año 1996 el
Ministerio de Salud integró la vacuna PRP-CMR 197 ® al Programa Ampliado de
Inmunizaciones (PAI), la cual se administra mediante tres dosis que se colocan a los 2, 4 y 6
meses.
En Chile, según la vigilancia de laboratorio realizada por el ISP, existe un
porcentaje relativamente constante de cepas no b detectadas en las muestras de
pacientes en que se sospecha enfermedad invasiva por Haemophilus influenzae y que
generalmente corresponden a serotipos no tipificables. Los datos disponibles a nivel
mundial sugieren que la epidemiología y el significado clínico de los otros serotipos
son diferentes a los del Hib, ya que la mayoría sucede en adultos con enfermedades de
base como enfermedades respiratorias crónicas, ó inmunosupresión. Sin embargo, los
niños pequeños, incluso los vacunados contra Hib, podrían infectarse y en ese caso, el
cuadro clínico no difiere del ocasionado por el Hib. Por este motivo es necesario
identificar cuidadosamente el tipo capsular, diferenciando una posible falla de la
vacuna de una reinfección por un serotipo distinto del b.
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Banfi A. Valenzuela MT. Lagos R. 1999. Vacuna anti H. influenzae b en Chile. Rev.
Chilena Infectología 16(supl. 1) p 56-63.
WWW.Minsal.epidemiología.cl
CAPÍTULO 11.2
STREPTOCOCCUS PYOGENES
(STREPTOCOCCUS BETA HEMOLÍTICO GRUPO A)
María Teresa Ulloa F.
INTRODUCCIÓN
La infección respiratoria más frecuente producida por este agente es la
faringoamigdalitis aguda y en algunos casos se puede identificar en cuadros de otitis media y
sinusitis. A diferencia de otros microorganismos asociados a infecciones respiratorias, posee
la capacidad de provocar una enfermedad aguda y secuelas no supurativas tipo enfermedad
reumática y glomerulonefritis, factores importantes a considerar en la erradicación de esta
bacteria de la faringe.
CARACTERÍSTICAS DEL AGENTE
Streptococcus pyogenes pertenece al género Streptococcus y se caracteriza por agruparse
en cocaceas Gram positivas de 0,5 - 2 um de diámetro, anaerobios facultativos, crecen en pares o
en cadenas en medio líquido, inmóviles, no formadores de esporas, capsulados, requieren medio
nutricionalmente rico y una baja tensión de oxigeno para crecer. Su energía la obtienen a través de
metabolismo fermentativo, productor principalmente de lactato, pero no de gas. Son catalasa (-).
Generalmente atacan glóbulos rojos provocando lisis total (beta hemólisis). El rango de la
temperatura de crecimiento varía entre 25 – 45°C (óptima: 37°C). En la tinción de Gram directa
de muestras clínicas se observan cadenas cortas, en cambio desde los medios de cultivo líquidos
se observan cadenas mas largas. El crecimiento óptimo es en agar sangre, pero se inhibe cuando
el medio contiene una alta concentración de glucosa. A las 24 horas de incubación a 37°C se
forman colonias blancas de 1 - 2 mm. con una marcada zona de beta hemólisis.
PATOGENIA E INMUNIDAD
La virulencia de S. pyogenes está determinada por una variedad de moléculas estructurales
y por toxinas y enzimas complejas. Aunque aún no se conoce bien el papel preciso que interpreta
cada una de esas sustancias en la patogenia, se considera probable que la proteína M, la proteína F
y posiblemente el ácido lipoteicoico tengan importancia en el establecimiento de la infección, y
que las manifestaciones clínicas observadas se asocien directamente a moléculas como las
estreptolisinas y las exotoxinas pirogénicas.
113
114 Bacterias de importancia médica: Infecciones respiratorias
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Factores de Virulencia Estructurales:
La cápsula es de ácido hialurónico. No es inmunogénica y protege a las células
bacterianas de la fagocitosis del hospedero.
Proteína M: Principal factor de virulencia, confiere resistencia a la fagocitosis por
polimorfonucleares, mediante inhibición de la vía alterna del complemento. Los anticuerpos
antiproteína M son protectores, duran muchos años o indefinidamente y son serotipo específicos.
En base a esta proteínas se describen más de 80 serotipos. Estudios recientes llevados a cabo en
Estados Unidos han demostrado que los serotipos M1, M3 y M18 se asocian con enfermedades
estreptocócicas invasivas graves y los serotipos M3 y M18 con fiebre reumática.
Proteína M - like: Se une a fracción Fc de IgG e IgA y a inhibidores de proteasas.
Proteína F: Es una adhesina no fibrilar que se une a fibronectina (proteína presente en
superficie de células epiteliales), contribuyendo a la adherencia y a la evasión del sistema
inmune. Posee un receptor para la fibronectina y puede ser la principal adhesina con la que las
bacterias se adhieren a las células epiteliales de la faringe y de la piel.
Acido lipoteicoico: La mitad lipídica del ácido lipoteicoico ha sido implicada en la unión a
la fibronectina. Sin embargo, puesto que esta molécula está inmersa en la membrana celular
estreptocócica, no resulta claro el papel que interpreta en la unión a las células epiteliales.
Factores de Virulencia No Estructurales:
a)
Enzimas: Incluyen estreptoquinasas, DNAsas, amilasas, esterasas, C5a peptidasas,
hialuronidasas y otras. Se han descrito por lo menos dos formas de estreptoquinasas: A
y B. Estas enzimas son capaces de lisar los coágulos sanguíneos y quizás sean
responsables de la diseminación rápida de los estreptococos grupo A en los tejidos
infectados. Las DNAsas no son citolíticas, pero pueden despolimerizar el ADN libre
presente en el pus. Eso reduce la viscosidad del material del absceso y facilita la
diseminación de los microorganismos. Los anticuerpos contra la DNAsa B constituyen
un marcador importante de infección cutánea por S. pyogenes .
b)
Toxinas: Estreptolisina S es una hemolisina adherida a la célula bacteriana y estable frente
al oxígeno, no inmunogénica, capaz de lisar eritrocitos, así como leucocitos y plaquetas, tras
contacto directo. También puede estimular la liberación del contenido lisosómico después
del englobamiento, con muerte subsiguiente de la célula fagocítica. La estreptolisina O es
inactivada por el oxígeno atmósferico. A diferencia de la S, es inmunogénica y los
anticuerpos contra la estreptolisina O, son de utilidad para documentar la infección reciente
(prueba de anti-estreptolisina O).
Streptococcus pyogenes 115
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Exotoxina pirogénica streptocócica (Spe): Es producida por cepas infectadas por un fago
temperado. Hay tres tipos (A, B y C). Experimentalmente demuestra pirogenicidad y
citotoxicidad. La toxina tipo A es la más patógena produciendo el sindrome de shock tóxico
estreptocócico.
Las infecciones causadas por S. pyogenes pueden ser producidas por los siguientes
mecanismos: invasividad, toxigenicidad e hipersensibilidad:
INVASIVIDAD
Adherencia
Acido lipoteicoico
Proteína F
TOXICIDAD
Hemolisinas
SLO
SLS
HIPERSENSIBILIDAD
INFECCIONES DE PIEL Y TEJIDOS BLANDOS
Antifagocítica
Cápsula
Proteína M
Proteína M like
DNAsa
Amilasa
Esterasa
C5a peptidasa
Enzimas
DNAsa
Hialuronidasa
Estreptoquinasa
ESCARLATINA Y SHOCK TOXICO
Exotoxinas
SpeA
SpeB
SpeC
GLOMERULONEFRITIS
AGUDA
ENFERMEDAD REUMATICA
Y
Complejo Ag-AC
Autoinmunidad
CLÍNICA
Faringitis estreptocócica: S. pyogenes es la causa principal de faringitis bacteriana,
aunque en ocasiones es producida por Streptococcus grupos C y G. Esta enfermedad afecta
principalmente a niños cuyas edades fluctúan entre 3 y 15 años. El patógeno se disemina por
contacto persona a persona a través, de gotitas respiratorias. Tiene un período de incubación de 2
a 4 días. Se manifiesta por odinofagia, fiebre, enrojecimiento faríngeo y presencia de exudado
blanco grisáceo en las amígdalas. Aparecen linfonodos sensibles en los ángulos mandibulares.
Es un cuadro autolimitado, pero se debe tratar para evitar complicaciones como la enfermedad
116 Bacterias de importancia médica: Infecciones respiratorias
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reumática. A pesar de estos signos y síntomas clínicos, es difícil diferenciar entre faringitis
estreptocócica y viral. Por ejemplo, sólo alrededor del 50% de los pacientes con “faringitis
estreptocócicas”, presentan exudados amigdalianos. De modo similar, la mayoría de los niños
pequeños con faringitis exudativa sufren una enfermedad viral. El diagnóstico específico sólo se
puede establecer mediante pruebas bacteriológicas o serológicas.
Escarlatina. Es una complicación de la faringitis estreptocócica, que se observa cuando la
cepa causante es lisogenizada por un bacteriófago que estimula la producción de una exotoxina
pirogénica. Uno o dos días después de comenzar los síntomas clínicos de faringitis, aparece un
exantema eritematoso difuso, al principio en la parte superior del tórax y que después se extiende
a las extremidades. En general, no afecta el área alrededor de la boca y es infrecuente el
compromiso de las palmas de las manos y las plantas de los pies. La lengua está cubierta
inicialmente por saburra blanca-amarillenta, que más tarde se desprende revelando una superficie
desnuda roja. El exantema, que se blanquea a la presión, se observa mejor en el abdomen y los
pliegues cutáneos, desaparece entre 5 a 7 días y posteriormente se produce una descamación.
Secuelas post-estreptocócicas:
Enfermedad reumática: Se caracteriza por lesiones inflamatorias no supurativas que
comprometen principalmente al corazón, articulaciones, tejido subcutáneo y sistema nervioso
central. En su forma clásica es un desorden agudo, febril y autolimitado. Sin embargo, puede
provocar daño de las válvulas cardíacas y ocasionar una insuficiencia cardíaca severa. Todos los
casos siguen a una infección respiratoria alta por S. pyogenes , aunque los mecanismos exactos de
desarrollo de la enfermedad son sólo especulativos. Las teorías que se postulan son:
-
Daño directo por la bacteria (poco probable).
Acción de hemolisinas cardiotóxicas.
Depósitos de complejos antígeno - anticuerpo en el tejido y autoinmunidad.
Glomerulonefritis aguda: Es un desorden inflamatorio agudo del glomérulo renal
que se caracteriza por lesiones glomerulares proliferativas difusas y clínicamente por edema,
hipertensión arterial, hematuria y proteinuria. Constituye una secuela tardía de la infección
cutánea o faríngea con ciertas cepas “nefritogénicas” de S. pyogenes que pertenecen a un
número limitado de serotipos; M 12 es el más frecuentemente aislado post-faringoamigdalitis,
mientras que el serotipo M 49 es el más frecuentemente asociado a nefritis relacionadas con
piodermias. El mecanismo de patogenicidad también sería autoinmune, por comunidad
antigénica entre el tejido renal y moléculas propias de la bacteria.
Otros cuadros menos frecuentes asociados a S. pyogenes son linfangitis, sepsis puerperal,
endometritis, tromboflebitis pélvica séptica, peritonitis y absceso pelviano. Onfalitis en recién
nacidos y neumonia. Lesiones de piel como impétigo, erisipela e infecciones invasivas tipo
miositis, fasceitis necrotizante y shock tóxico.
Streptococcus pyogenes 117
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EPIDEMIOLOGÍA
S. pyogenes coloniza con frecuencia la orofaringe de los niños y adultos jóvenes. Aunque
se ha descrito una incidencia de portadores entre 15 y 20%, esas cifras resultan equívocas, pues
se necesitan técnicas de cultivo altamente selectivas para detectar un pequeño número de
microorganismos en las secreciones orofaríngeas.
La colonización por S. pyogenes es transitoria y está regulada por la capacidad del
individuo para montar una respuesta inmune específica frente a la proteína M de la cepa
colonizadora, y por la presencia de microorganismos competitivos en la orofaringe. Ciertas
bacterias como los estreptococos beta hemolíticos y no hemolíticos son capaces de producir
sustancias similares a los antibióticos, llamadas bacteriocinas, que suprimen el crecimiento de S.
pyogenes. Generalmente, la enfermedad por este agente suele estar causada por cepas adquiridas
recientemente, capaces de establecer una infección en la orofaringe o la piel, antes de que se
produzcan anticuerpos específicos o de que los microoganismos competitivos puedan proliferar.
En nuestro país las enfermedades invasivas por
obligatoria.
S. pyogenes
son de notificación
DIAGNÓSTICO
Muestras clínicas: Exudado faríngeo, secreción de lesiones cutáneas, tejidos y líquidos
estériles.
Cultivo: Las muestras se siembran en agar sangre, e incuban 18 a 24 horas. Las colonias son
puntiformes beta hemolíticas, catalasa negativa y su diagnóstico presuntivo se realiza
mediante la prueba de susceptibilidad a la bacitracina y PYR, y su confimación mediante
serología con anticuerpos específicos.
Detección de antígenos: Se puede realizar un diagnóstico rápido en muestras faríngeas a
través de la detección de antígenos de S. pyogenes. Esta prueba no reemplaza al cultivo,
especialmente cuando su resultado es negativo.
Detección de anticuerpos: Estas pruebas se utilizan en el estudio de secuelas postestreptocócicas y consisten en detectar la presencia de antiestreptolisina O y anti DNAsa b
en suero.
Susceptibilidad a antimicrobianos: No se han descrito cepas resistentes a penicilina y existe
alrededor de un 5% de cepas resistentes a macrólidos.
118 Bacterias de importancia médica: Infecciones respiratorias
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TRATAMIENTO
La penicilina sigue siendo el tratamiento de elección para faringoamigdalitis
estreptocócica. En los pacientes alérgicos se usan macrólidos orales. Otra alternativa es el uso de
cefalosporinas de primera generación. La erradicación del agente requiere una terapia oral
prolongada de diez días.
BIBLIOGRAFÍA
Muray, P. Kobayashi, G. Pfaller, M. Rosenthal, K. 1997. Microbiología Médica 2°
edición.
Salyers, A. ,Whitt D. 1994. Bacterial pathogenesis, A molecular approach. ASM press.
CAPÍTULO 11.3
STREPTOCOCCUS PNEUMONIAE
Lili Contreras - María Teresa Ulloa
INTRODUCCIÓN
Streptococcus pneumoniae es un diplococo Gram positivo, capsulado. Es un patógeno
extracelular y su virulencia está asociada fundamentalmente a la presencia de cápsula. Pese a
su descubrimiento hace más de 100 años, este agente continúa siendo una causa importante de
morbilidad y mortalidad. Por otra parte, Griffith en la década de 1920, demostró la capacidad
de transformación de esta bacteria, al observar que neumococos vivos no capsulados
inyectados en el peritoneo de ratón, junto a neumococos capsulados destruidos por el calor,
determinaban la aparición de bacterias capsuladas viables, creando las bases para el
descubrimiento de DNA.
CARACTERÍSTICAS DEL AGENTE
S. pneumoniae es un coco Gram positivo encapsulado. Las células miden 0,5 a 1,2 µm,
tienen forma oval o lanceolada y adoptan una agrupación en pares o en cadenas cortas. Son
anaerobios facultativos, catalasa negativos. Requieren medios enriquecidos para desarrollarse.
Producen α hemólisis en agar sangre. Son solubles en presencia de sales biliares y
susceptibles a optoquina.
La cápsula permite su clasificación en alrededor de 90 serotipos distintos, lo que se
realiza mediante la reacción de “Quellung” que corresponde a una reacción especifica del
antígeno capsular con el antisuero específico. Esto se observa como un aumento de la
refracción alrededor del S. pneumoniae, lo que se visualiza mediante microscopía.
PATOGENIA E INMUNIDAD
S. pneumoniae es un patógeno humano exclusivo. La colonización de la nasofaringe
constituye el primer paso de la infección. Alrededor del 10% de los adultos y entre 20 a 40%
de los niños sanos, están colonizados por esta bacteria.
Este agente provoca enfermedad por su capacidad de escapar a la fagocitosis y de
replicarse en los tejidos, generando una respuesta inflamatoria intensa por parte del hospedero,
(Figura 11.3-1).
119
120 Bacterias de importancia médica: Infecciones respiratorias
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Portador Sano
Enfermo
Transmisión hospedero susceptible
Multiplicación nasofaringe
Diseminación por contiguidad
Otitis
Neumonía
Diseminación por vía hematógena
Meningitis
Bacteremia
Artritis
Figura 11.3-1: Patogenia de la Infección Neumocócica
Factores de Virulencia:
-
Cápsula: Inhibe la fagocitosis, ya que evita el contacto entre receptores de células
fagocíticas y la bacteria. Disminuye la producción de una fracción del complemento:
C3b.
-
Acidos teicoicos y peptidoglicano: Constituyentes de la pared celular que activan el
complemento y gatillan la liberación de citoquinas (IL-1 y FNT-α), desencadenando la
respuesta inflamatoria.
-
Neumolisina: Citotoxina que actúa sobre las células endoteliales y alveolares
facilitando a la bacteria el acceso al pulmón. Promueve la inflamación activando la
vía clásica del complemento por su unión a la fracción Fc de las inmunoglobulinas y
estimulando monocitos para la producción de citoquinas
Mecanismos de defensas del hospedero:
-
Integridad de las defensas del aparato respiratorio: reflejo de la tos, revestimiento
mucociliar y otros.
-
Anticuerpos dirigidos contra la cápsula polisacárida del tipo inmunoglobulina G.
Protegen al hospedero de infecciones por este agente.
Streptococcus pneumoniae 121
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-
El bazo es el sitio principal para la depuración de bacterias capsuladas presentes en la
circulación. Su ausencia aumenta en 100 veces el riesgo de infecciones invasivas
graves por este agente.
CLÍNICA
Es un agente etiológico de enfermedades invasoras y no invasoras, tanto de la
población pediátrica como del adulto. Se define como enfermedad invasora aquellas en que se
aísla Streptococcus pneumoniae de líquidos estériles:
Invasoras
-
Meningitis
Neumonía
Bacteremia o sepsis
Peritonitis
Artritis
Celulitis
Endocarditis
No Invasoras
-
Otitis Media
Sinusitis
Bronquitis
Conjuntivitis
Representa la causa más frecuente de neumonía del niño mayor y del adulto y además
es uno de los agentes más frecuentes de meningitis bacteriana del niño.
EPIDEMIOLOGÍA
a) Grupos de Riesgo:
Niños menores de 2 años y adulto mayor de 65 años.
Pacientes inmunocomprometidos:
Asplénicos, síndrome nefróticos, oncológicos, transplantados, SIDA.
Pacientes con patologías crónicas: Bronquitis crónica, diabetes, insuficiencia cardíaca,
insuficiencia renal.
b) Mecanismo de transmisión:
La transmisión ocurre de persona a persona, a través de gotas respiratorias y como
consecuencia de un contacto cercano prolongado. Esto se ve favorecido en hogares de
familias numerosas, jardines infantiles, campamentos y otros.
En 1967, se describen las primeras cepas de S pneumoniae resistentes a penicilina
(CIM ≤ 0,06 µg/ml) en el mundo. Sin embargo, sólo en la década 1990 se comenzó a observar
un significativo incremento en su resistencia a agentes ß-lactámicos. A esto se agrega la
aparición de cepas resistentes a múltiples antimicrobianos, que incluyen a macrólidos,
cloranfenicol, tetraciclinas y cotrimoxazol. Este fenómeno ha sido descrito prácticamente en
todo el mundo, y ha obligado a los laboratorios clínicos a realizar en forma rutinaria estudio
de susceptibilidad a antimicrobianos a las cepas de S pneumoniae.
122 Bacterias de importancia médica: Infecciones respiratorias
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La aparición de cepas de S. pneumoniae resistentes a Penicilina y Cefalosporinas de
tercera generación ha generado un problema en el manejo de estas infecciones, lo cual ha
significado tomar las siguientes medidas:
a) Mantener un sistema de vigilancia nacional de la susceptibilidad antimicrobiana,
considerando que varía de una área geográfica a otra y estudiar los serotipos que más
frecuentemente se asocian a resistencia antimicrobiana.
b) Investigar nuevos antibióticos para el tratamiento de enfermedades invasivas
c) Promover el uso racional de los antimicrobianos en nuestro medio, impulsado por el
Ministerio de Salud.
d) Prescripción de la vacuna antineumocócica a la población de riesgo
Epidemiología nacional:
En Chile, estudios realizados por el Instituto de Salud Pública en la población infantil
menor de 5 años, entre los años 1993 y 1996, demostraron que los serotipos más
frecuentemente identificados en enfermedades invasivas resultaron ser el 14, 5 y 1 (Tabla
11.3-1)
Tabla 11.3-1: Serotipos de S. pneumoniae prevalentes en Chile en
enfermedades invasivas de niños menores de 5 años
SEROTIPOS
NUMERO
(%)
14
5
1
6B
23F
19F
6A
19A
7F
9V
18C
3
4
16F
9N
15B
31
31
27
12
7
8
7
13
11
3
9
7
2
1
3
1
15.7
15.7
13.6
6,1
3,5
4,0
3,5
6,6
5,6
1,5
4,5
3,5
1,0
0,5
1,5
0,5
CID, 1998; 26 Junio
Los serotipos que con mayor frecuencia presentaban resistencia a penicilina resultaron
ser el 14 y los del grupo 6.
Streptococcus pneumoniae 123
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En nuestro país alrededor del 30% de los Streptococcus pneumoniae aislados en la
población infantil son resistentes a penicilina y un 10% a cefalosporinas de tercera generación.
DIAGNÓSTICO
Muestras clínicas: L.C.R., sangre, líquido articular, peritoneal o de otros sitios estériles.
Secreciones provenientes del tracto respiratorio.
Tinción de Gram: Se observan diplococos Gram positivos, lo que permite hacer un
diagnóstico presuntivo.
Cultivo: En agar sangre, requiere incubación en atmósferas con 5% de CO2. En este medio
se visualiza la α hemólisis y la aplicación de pruebas bioquímicas tales como disco de
optoquina y solubilidad en bilis permiten diferenciarlo de otros Streptococcus α
hemolíticos. El diagnóstico definitivo se realiza aplicando la reacción de Quellung.
Detección de antígenos: El polisacárido capsular soluble se puede detectar con rapidez en
líquidos estériles como L.C.R. Se puede detectar con técnicas de aglutinación del látex
o de contrainmunoelectroforesis.
Susceptibilidad antimicrobiana: Se realiza con diferentes técnicas.
- Técnica de difusión en disco. Para evaluar la susceptibilidad a penicilina se utiliza
un disco de oxacilina de 1 ug. Se considera resistente, cuando el halo de inhibición
es menor o igual a 20 mm. Es una técnica cualitativa sensible y específica.
- E-TEST: Es una técnica cuantitativa que permite medir Concentración Inhibitoria
Mínima (CIM). Tiene buena correlación con los métodos “gold standard” para
evaluar susceptibilidad del S. pneumoniae, que son los de dilución en agar y
macrodilución en caldo.
El comité internacional de estandarización de procedimientos de laboratorio clínico
(National Committee for Control of Laboratory Standards, NCCLS), ha establecido los
siguientes niveles de CIM para el diagnóstico de cepas de S. pneumoniae sensibles o
resistentes a Penicilina y Cefotaxima (Tabla 11.3-2).
Tabla 11.3-2: Niveles de resistencia de Streptococcus pneumoniae
a Penicilina y Cefotaxima según CIM.
124 Bacterias de importancia médica: Infecciones respiratorias
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Penicilina
Cefotaxima*
Sensible
< 0,06 µg/ml
< 0,5 µg/ml
Resistencia Intermedia
0,1-1 µg/ml
1 µg/ml
Resistencia Alta
> 2 µg/ml
> 2 µg/ml
* Se indican los puntos de corte de cefotaxima en pacientes con sospecha de meningitis. En
pacientes con Síndromes NO meníngeos, los puntos de corte para sensible, resistencia
intermedia y resistencia alta son <1, 2 y > 4µg/ml respectivamente.
El mecanismo de resistencia de S. pneumoniae a Penicilina se debe a la alteración de
las proteínas fijadoras de penicilina (PBP), fenómeno debido a la recombinación genética de
ADN entre diferentes especies.
TRATAMIENTO
Considerando la existencia de cepas resistentes a antibióticos β lactámicos, en la
elección del antibiótico a utilizar, debe considerarse:
-
Sitio de infección: meníngeo o extra meníngeo
Grado de resistencia a penicilina
Resistencia a otros antibióticos
Severidad de la enfermedad
Existencia de inmunodepresión
La dosis y ruta de administración del antimicrobiano
La penicilina continúa siendo el tratamiento de elección en las infecciones no
meníngeas. Las cefalosporinas de tercera generación se utilizan en las infecciones meníngeas
y en caso de alta resistencia se asocia vancomicina.
Profilaxis:
-
Vacuna polisacárida capsular. Contiene 23 serotipos. Eficaz en la población de riesgo
de infección neumocócica, mayor de 2 años.
- Vacuna conjugada. Contiene 7 serotipos. Eficaz en la población de riesgo de infección
neumocócica, menor de 2 años.
Streptococcus pneumoniae 125
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BIBLIOGRAFÍA
Murray, P. Kobayashi, G. Pfaller, M. Rosenthal, K. 1997. Microbiología Médica 2ª
Edición.
Mandell, Douglas and Bennett, (eds). 1995.
New York: Churchill livingstone Inc.
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Health Organization Surveillance Study.
126 Bacterias de importancia médica: Infecciones respiratorias
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CAPÍTULO 11.4
CLAMIDIAS Y MICOPLASMAS RESPIRATORIOS
María Angélica Martínez T.
INTRODUCCIÓN
Los Chlamydiales son bacterias intracelulares obligadas de células eucarióticas.
Constituyen el grupo bacteriano de más amplia distribución en la naturaleza, encontrándose
especies parásitas en mamíferos, marsupiales, anfibios, reptiles y amebas de vida libre. Los
Chlamydiales son patógenos significativos del hombre y de los animales. Producen tanto
infecciones agudas como crónicas y persistentes. Estas últimas perpetúan una respuesta
inflamatoria crónica, la que es responsable de las secuelas que acompañan a las infecciones
por estos microorganismos. En la Tabla 1 se presenta el rango de hospedero y los cuadros
clínicos producidos por especies de la Familia Chlamydiaceae, considerando su reciente
reclasificación. Existen dos especies que son patógenos humanos primarios; Chlamydia
trachomatis y Chlamydophila pneumoniae. Sin embargo, debemos tener presente el potencial
zoonótico de tres especies de Chlamydophila: Chlamydophila psittaci, Chlamydophila
abortus y Chlamydophila felis.
CARACTERÍSTICAS DE LOS AGENTES
Las Clamidias son bacterias gramnegativas de forma esférica ó piriformes. Su pared
celular contiene una membrana externa con LPS, conservado en las distintas especies. Se
distinguen de las bacterias clásicas, por ser bacterias intracelulares estrictas y porque se
dividen dando origen a un ciclo de multiplicación en el que se alternan dos formas del
microorganismo (Figura 11.4-1). El parasitismo intracelular se debe a que producen
insuficiente capacidad de ATP, debiendo incorporar ATP extra de la célula hospedera.
Tabla 1. Rango de hospedero y espectro clínico de las especies de Chlamydiaceae patógenas
para el hombre
Género y especie
Hospedero
Manifestaciones clínicas
Género Chlamydia
Chlamydia trachomatis
Humanos
Infecciones de transmisión sexual, infertilidad, conjunctivitis y
neumonia neonatal de transmisión vertical
Conjunctivitis crónica (tracoma), Linfogranuloma venéreo
Chlamydia muridarum
Chlamydia suis
Género Chlamydophila
Chlamydophila pneumoniae
Humanos
Infecciones respiratorias
Asociación con enfermedad cardiovascular y asma
Infecciones respiratorias, potencial zoonótico
Aborto, potencial zoonótico
Conjuntivitis, potencial zoonótico
Chlamydophila psittaci
Chlamydophila abortus
Chlamydophila felis
Chlamydophila pecorum
Chlamydophila caviae
Aves en general
Ovinos y caprinos
Gatos
127
128 Bacterias de importancia médica: Infecciones respiratorias
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Figura 11.4-1: Ciclo de división de las Chlamydias.
El proceso infeccioso se inicia con el corpúsculo elemental (CE) o partícula
extracelular. El CE mide 0.3 µm y tiene una gruesa pared celular que le permite sobrevivir
fuera de la célula. Las Chlamidias se adhieren específicamente al epitelio columnar para
ingresar a la célula por fagocitosis y quedar incorporadas en un fagosoma que escapa de la
fusión fagolisosomal. Al cabo de 2 a 3h, el CE se diferencia en un cuerpo reticulado (CR) o
intracelular. El CR mide aproximadamente 0.7 µm, tiene una delgada pared celular y es
metabólicamente activo. Entre las 3 y 25 h post infección, los CR se dividen activamente por
fisión binaria. La membrana del fagosoma crece permanentemente para albergar a esta
microcolonia, denominada inclusión. Al cabo de 25 h, los CR cesan de multiplicarse y se
diferencian en CE. Finalmente, entre las 48 y 72 h post infección, los lizosomas se fusionan
con la inclusión, liberando su contenido enzimático que causa su lisis y la de la célula
hospedero, liberándose una gran población de partículas infecciosas que van a continuar el
proceso infeccioso por contigüidad.
Chlamydias y Mycoplasmas 129
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ROL DE LAS CHLAMIDIAS COMO PATÓGENOS RESPIRATORIOS
C. pneumoniae:
C.pneumoniae es uno de los patógenos humanos de mayor diseminación en el mundo,
con valores de seroprevalencia global en adultos de aproximadamente 60%. La alta
seroprevalencia indica que la exposición a este agente es frecuente, si bien se ha observado
que hasta el 90% de las infecciones serían asintomáticas.
C.pneumoniae es un patógeno respiratorio bien establecido, constituyendo la segunda ó
tercera causa de neumonia adquirida en la comunidad (NAC) en adultos, con frecuencia de
infección alrededor 10%. En nuestro país las neumonias por C.pneumoniae parecen ser más
frecuentes en adultos mayores que en adultos de menor edad y en pacientes que presentan
patología respiratoria crónica, como asma ó EPOC que en pacientes sin patología respiratoria
preexistente. La incidencia de C.pneumoniae en NAC en pediatría es en general algo menor a
10%.
Otras manifestaciones clínicas, incluyen bronquitis, sinusitis, faringitis y otitis, pero la
incidencia real es desconocida.
En los últimos años, la comprensión de la aterosclerosis como parte de un proceso
inflamatorio crónico, ha llevado a una reevaluación del papel de la infección en el desarrollo
de esta patología. Entre los microorganismos que han sido asociados con aterosclerosis,
C.pneumoniae, es quien presenta las evidencias más sólidas. C.pneumoniae puede actuar en
cada uno de las etapas del proceso; contribuyendo a la formación de la placa ateromatosa,
iniciando el proceso inmune inflamatorio y produciendo cambios en su configuración de placa
estable a inestable. Un metaanálisis efectuado el año 1997 y incluyó 18 estudios
seroepidemiológicos efectuados hasta esa fecha y un total de 2.700 casos analizados apoyaron
esta asociación
El diagnóstico de C.pneumoniae se efectúa actualmente según las recomendaciones
efectuadas en 2001 por los Centros de control de enfermedades infecciosas de E.U.A y
Canadá evitando así diferencias entre laboratorios. Para el diagnóstico serológico, se
recomienda utilizar la técnica de IFI, la que permite distinguir los anticuerpos dirigidos contra
esta especie de los generados para C.psittaci y C.trachomatis. La seroconversión para
C.pneumoniae es tardía, requiriéndose un intervalo de 3-5 sem entre las muestras de suero
agudo y convalesciente para evidenciar el alza serológica. El diagnóstico de Laboratorio
puede también ser efectuado por la detección del agente mediante reacción en cadena de la
polimerasa (PCR), a partir de muestras de aspirado nasofaríngeo, lavado faríngeo o
expectoración.
Como otras Clamidias, C.pneumoniae es susceptible a antibióticos que inhiben la
síntesis proteica como tetraciclinas y macrólidos, prefiriéndose el empleo de macrólidos para
el tratamiento de las infecciones respiratorias.
C. trachomatis como agente de infección neonatal:
El recién nacido se infecta al pasar por el canal del parto de una madre infectada y con
menor frecuencia por la ruptura prematura de las membranas ovulares. El riesgo de infección
para el recién nacido es aproximadamente 50%. De los niños que se infectan, el 40-50%
puede desarrollar conjuntivitis, el 20% puede presentar neumonia y un 20-30% puede hacer
infección asintomática, eliminándose Chlamydia al cabo de unos meses o año de vida. La
130 Bacterias de importancia médica: Infecciones respiratorias
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conjuntivitis suele presentarse entre la primera y segunda semana de vida, siendo clínicamente
similar a la conjuntivitis gonocócica, con eritema, secreción conjuntival purulenta y edema
palpebral. Si no es tratada oportunamente, puede dar origen a folículos conjuntivales y
lesiones similares al tracoma, que pueden conducir a la pérdida de la visión. La neumonia
suele aparecer en el lactante entre las 4 y las 12 semanas de vida y en la mitad de los casos
suele existir el antecedente de conjuntivitis neonatal. En este período de la vida, C.
trachomatis es el agente bacteriano más frecuente de neumonia. Radiológicamente, la
neumonia por Chlamydia es una neumonia insterticial. Clínicamente, se manifiesta por la
hiperinsuflación pulmonar, tos paroxística y frecuentemente afebril. Suele acompañarse de una
eosinofilia relativa.
El diagnóstico de C. trachomatis en conjuntivitis, se efectúa fácilmente detectando el
agente en la mucosa conjuntival, mediante inmunofluorescencia directa (IFD) con anticuerpos
monoclonales. En los casos de neumonia, el diagnóstico de elección es la detección de la
Clamidia por PCR de muestras de aspirado nasofaríngeo.
El tratamiento de C. trachomatis en conjuntivitis neonatal y en neumonia, se efectúa
con eritromicina oral, para erradicar el microorganismo.
CHLAMYDIALES QUE CONSTITUYEN PATÓGENOS RESPIRATORIOS
OCASIONALES
C. psittaci:
El hombre constituye un hospedero accidental de esta especie, infectándose al inhalar
polvo contaminado con las secreciones y excretas de las aves enfermas. En Chile, los casos de
psitacosis humana se presentan ocasionalmente, en la forma de pequeños brotes que afectan 1
a 3 personas, generalmente trabajadores de tiendas de mascota o dueños de criaderos de
catitas, pero numerosas especies de aves, incluyendo las aves de corral, pueden ser portadoras
de este microorganismo. En la naturaleza, las aves son portadoras asintomáticas de C.psittaci.
Sin embargo, el estrés de la captura y del enjaulamiento desencadenan una infección
sistémica, con la eliminación por las secreciones de partículas infecciosas que contaminan el
entorno. La psitacosis humana es una infección sistémica grave, potencialmente letal. La
Chlamydia es inhalada llegando al pulmón. Posteriormente es llevada por los macrófagos al
hígado y bazo multiplicándose en el SRE. De ahí alcanza nuevamente a la sangre,
diseminándose por vía hematógena preferentemente al pulmón, donde causa neumonia.
Ocasionalmente, la Chlamydia puede diseminar a otros órganos, originando encefalitis o
pancreatitis. La inmunidad natural es de corta duración, pudiéndose reinfectar varias veces a lo
largo de la vida.
El diagnóstico de Laboratorio se efectúa serológicamente mediante IFI en muestras
pareadas de suero. Los laboratorios de mayor especialización cuentan, además, con la técnica
de PCR.
C. felis
Este agente de conjuntivitis de los gatos, puede ocasionalmente causar
keratoconjuntivitis en los dueños de las mascotas enfermas y más raramente neumonia.
Chlamydias y Mycoplasmas 131
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MICOPLASMAS
CARACTERÍSTICAS BIOLOGICAS
Los Mycoplasmas son las bacterias más pequeñas, 0.15 – 0.5 µm, con capacidad de
vida independiente. Se caracterizan por la ausencia de pared celular, hecho que determina una
morfología variable, con predominio de formas alargadas y filamentosas, sensibilidad al shock
osmótico y a condiciones ambientales y además, resistencia a los antibióticos β-lactámicos.
Los Mycoplasmas evolucionaron hace aproximadamente 600 millones de años, a partir
de una bacteria Gram (+), por reducciones paulatinas de su genoma. Su genoma oscila entre
0.6 – 1.2 Mb. Por este motivo, tienen capacidades biosintéticas limitadas. Actualmente, se ha
secuenciado el genoma de numerosas especies encontradas en humanos y animales,
demostrándose la pérdida de los genes que participan en la biosíntesis de aminoácidos,
cofactores, purinas y pirimidinas. Estas bacterias, requieren para su crecimiento el aporte de
ácidos grasos y esteroles. El colesterol es capturado en la membrana celular, para dar
estabilidad a la membrana. La mayoría de los Mycoplasmas humanos se adhieren tenazmente
a la superficie celular de las mucosas del tracto respiratorio y urogenital, invadiendo raramente
a células del hospedero. Por lo tanto, son considerados parásitos de superficie.
Por carecer de pared celular, los Mycoplasmas han sido agrupados en la clase
Mollicutes (mollis, blando, cutis, piel). Existe una sola familia patógena para el hombre,
Mycoplasmataceae y dos géneros: Mycoplasma y Ureaplasma. Del punto de vista trivial nos
referimos a estos microorganismos como de micoplasmas o ureaplasmas.
Mycoplasma pneumoniae:
M. pneumoniae es un patógenos primario y por ello no forma parte de la microbiota
comensal. Sin embargo lo podemos aislar del tracto respiratorio en infecciones asintomáticas,
o algún tiempo posterior a la enfermedad.
M. pneumoniae es un importante agente de neumonias adquiridas en la comunidad,
especialmente en niños escolares y adultos jóvenes, pero puede causar infecciones en
pacientes de todas las edades. Este agente puede causar, además, infecciones de todo el tracto
respiratorio. Las infecciones pueden presentarse, a diferencia de los cuadros virales, durante
todo el año, existiendo ciclos epidémicos, cada 4-5 años de mayor prevalencia. En Chile
tuvimos un período epidémico entre 1996 y 1997 y actualmente 2005 y 2006. Durante los
períodos epidémicos no menos del 20% de las neumonias de adultos y hasta el 50% de las
neumonias de escolares son ocasionadas por este agente.
La infección se adquiere por vía aérea, a través de las gotitas de Pflüger, o contacto con
secreciones respiratorias. La infección requiere un contacto estrecho, siendo por ello frecuente,
la transmisión intrafamiliar, su presentación en los colegios, universidades y contingente
militar.
M. pneumoniae se adhiere al epitelio respiratorio mediante una adhesina proteica
ubicada en un extremo, denominada proteína P1. Una vez adherido, se va a deslizar mediante
132 Bacterias de importancia médica: Infecciones respiratorias
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un citoesqueleto rudimentario a la base de los cilios. Durante su crecimiento produce
abundante peróxido de hidrógeno, produciendo la parálisis y pérdida ciliar, responsable de la
tos paroxística que acompaña la enfermedad. Sin embargo, la base fisiopatólogica de la
neumonia es explicada por un mecanismo autoinmune de daño. Una característica común a
varias especies de mycoplasmas, es su habilidad de evadir la fagocitosis y más aún, estimular
los macrófagos para secretar citoquinas, las que son responsables de la inflamación.
Específicamente, M. pneumoniae induce en los macrófagos la síntesis de las citoquinas
proinflamatorias TNF α, IL-1 e IL-6 y la quemoquina IL-8. Los glicolípidos de la membrana
celular de M. pneumoniae tienen comunidad antigénica con glicolípidos de las membranas
citoplasmáticas de varios tejidos del hospedero, como el antígeno I del góbulo rojo, células de
músculo liso, células del cerebro. Por este motivo, es posible observar durante las infecciones
por este microorganismo, manifestaciones extrapulmonares en algunos pacientes, destacando
por su mayor frecuencia las anemias hemolíticas y las encefalitis.
El diagnóstico de M. pneumoniae, se efectúa en niños generalmente por serología
mediante IFI o ELISA. La IgM aparece al fin de la primera semana del cuadro clínico y tiene
una sensibilidad > 80% con muy buena especificidad. En adultos la detección de IgM es
infrecuente y tiene mayor utilidad la detección del agente por PCR. M. pneumoniae es
cultivable in vitro. Sin embargo, su crecimiento lento, entre 15-30 días, lo hace poco
apropiado como técnica de diagnóstico.
M. pneumoniae es 100% susceptible a la acción de eritromicina y otros macrólidos,
constituyendo estas drogas los antibióticos de elección para el tratamiento.
BIBLIOGRAFÍA
Razin S, Yoger D, Naot Y. 1998. Molecular biology and pathogenicity of mycoplasmas.
Microb Mol Biol Rev; 62: 1094-1156.
Martínez MA, Diomedi A, Kogan R, Borié C. Taxonomía e importancia clínica de las nuevas
familias del orden Chlamydiales. Rev Chil Infectol 2001; 18:275-84
CAPÍTULO 11.5
BORDETELLA PERTUSSIS
María Teresa Ulloa F.
INTRODUCCIÓN
Bordetella pertussis, patógeno exclusivamente humano, es el agente etiológico de la
tos ferina o tos convulsiva, enfermedad inmunoprevenible, usualmente limitada a la vía aérea
superior. Pertenece al género Bordetella y fue aislada por primera vez en cultivo puro en 1906
por Bordet y Gengou. Otras especies de importancia médica son B. parapertussis y B.
bronchiséptica, esta última afecta tanto a humanos como animales.
CARACTERÍSTICAS DEL AGENTE
El género Bordetella está constituido por cocobacilos Gram negativos pequeños, de
0.2-0.5 µm de diámetro y de 0.5-2 µm de largo. Generalmente se disponen como células
únicas o en pares, son aerobias estrictas, su temperatura óptima de crecimiento es de 35ºC.
Actualmente se reconocen 6 especies: B. pertussis, B. parapertussis, B. avium B.
bronchiséptica, B. hinzii y B. holmesii. B. pertussis. Las dos primeras especies se asocian a la
tos convulsiva o coqueluche.
PATOGENIA E INMUNIDAD
B. pertussis posee un marcado tropismo por los cilios del tracto respiratorio y se
multiplica en la mucosa. Normalmente la bacteria entra por la vía aérea, es atrapada por el
mucus y luego los fragmentos de mucina conteniendo la bacteria son eliminados por las
células ciliadas. La colonización del epitelio respiratorio persiste por varias semanas y esta
asociada con ciliostasis, injuria localizada en el epitelio y en el tejido subyacente
mesenquimatoso. Bordetella actúa uniéndose preferentemente a las células ciliadas y
multiplicándose en su superficie, produciendo finalmente la muerte de éstas, debido a la
producción de compuestos tóxicos por la bacteria. En algunos casos de tos convulsiva, B.
pertussis se desplaza a través de la vía aérea hacia los alvéolos y puede causar neumonía pero
este cuadro clínico es infrecuente. Los efectos sistémicos son producidos por toxinas liberadas
cuando la bacteria se multiplica en el tracto respiratorio.
B. pertussis se adhiere a fagocitos generalmente por opsonización de la bacteria con
C3b o anticuerpos, esto debe ocurrir antes de que sea ingerida. Pero además posee una
hemaglutinina filamentosa (HFA) por la cual se une directamente a la integrina CR3 de la
superficie del fagocito y la adherencia de la bacteria lleva directamente a la fagocitosis. La
unión de la toxina pertussis (TP) a polimorfonucleares neutrófilos (PMN) aumenta la cantidad
de CR3 en la superficie de PMN; así TP y FHA actúan en conjunto estimulando la fagocitosis
de B. pertussis El rol de esta autofagocitosis no esta claro. El hecho que B. pertussis
133
134 Bacterias de importancia médica: Infecciones respiratorias
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sobreviva en el interior del fagocito en células de pacientes con tos convulsiva, ha llevado a
pensar que Bordetella tiene una fase intracelular. Esta hipótesis podría explicar en parte
porque la inmunidad no se correlaciona bien con los niveles de anticuerpos antibacterianos
sugiriéndose que mecanismos de inmunidad celular estarían involucrados en la respuesta
inmune del hospedero, (Tabla 11.5-1).
Tabla 11.5-1: Patogenia de Bodetella pertussis.
FACTORES DE VIRULENCIA
EFECTOS
Hemaglutinina filamentosa
Proteína filamentosa, aglutina eritrocitos. Se une
a glicolípidos sulfatados, presentes en células
epiteliales y al receptor CR3 de los PMN
Toxina pertusis
Polímero exototóxico que funciona como modelo
de toxina A-B. Presenta dos funciones: adhesina
y exotoxina.
Proteínas de membrana externa
Otras toxinas
Adenilato ciclasa
Toxina dermonecrótica
Citotoxina traqueal
Lipopolisacárido
CLÍNICA
La más estudiada ha sido pertactina que
participa en la adherencia bacteriana.
Interfiere con la quimiotaxis y función
bactericida de los leucocitos; produce edema
local
Contracción del músculo liso vascular y necrosis
sistémica.
Ciliotasis y extrusión de células epiteliales
ciliadas.
Actividad de endotoxina.
Bordetella pertussis 135
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La tos convulsiva, en su forma clásica se presenta principalmente en niños menores de
1 año. El período de incubación fluctúa entre 7 a 10 días reconociéndose tres estados:
Catarral caracterizado por síntomas inespecíficos tipo rinorrea serosa y febrículas que duran
alrededor de 1 a 2 semanas. Paroxístico en este período se presenta la típica tos de "gallito" o
quintosa, síntoma que se manifiesta por crisis de apnea en el lactante menor de 6 meses. Su
duración fluctúa entre 2 a 6 semanas. Convalecencia en esta etapa se observa una reducción
gradual en la frecuencia y severidad de los accesos de tos paroxística y se prolonga por 3 a 4
semanas. Actualmente, se observan importantes cambios epidemiológicos de la tos
convulsiva, en relación al desplazamiento de esta infección a la población de prescolares,
escolares y adultos jóvenes y también en cuanto a su presentación clínica atípica, que en
general se manifiesta sólo con períodos de tos prolongados, sin otros síntomas. Ambos
factores, dificultan la oportunidad de diagnóstico de esta enfermedad y su manejo
epidemiológico.
EPIDEMIOLOGÍA
B. pertussis se transmite de una persona infectada a una susceptible a través de gotas
respiratorias. Se caracteriza por una alta transmisibilidad, especialmente a nivel intrafamiliar.
El grupo de mayor riesgo lo constituyen los niños con inmunización parcial.
La mayoría de los casos de tos convulsiva típicos ocurren en el menor de un año
observándose los casos más graves en aquellos menores de 6 meses.
Epidemiología nacional:
En nuestro país a pesar de la alta cobertura de vacunación cada tres a cuatro años se
presentan brotes epidémicos tanto en las poblaciones sin vacunar como las vacunadas, con la
diferencia en las segundas, estos tienen menor intensidad, por lo tanto menor mortalidad y
morbilidad. Por otro lado, la incidencia de esta enfermedad ha aumentado entre las personas
mayores de 10 años, (Tabla 11.5-2).
Tabla 11.5-2: Tasas de incidencia de Tos Convulsiva, por Grupo Etario Chile,
1996 – 1999.
Grupo Edad (años)
<1
1–4
5–9
10 – 14
15 – 19
20 – 24
25 y más
1
Tasas por cien mil
19961
19971
19981
19991,2
1
37,1
44,6
8,6
3,6
0,8
0,7
0,6
323,1
26,3
11,4
2,7
0,6
0,0
0,7
484,0
50,4
22,6
9,1
2,3
0,8
1,1
597,0
73,9
30,9
10,6
2,8
0,8
0,9
136 Bacterias de importancia médica: Infecciones respiratorias
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2
Estimación de Recién Nacidos vivos realizada por el Dpto. de Coordinación e Informática MINSAL.
DIAGNÓSTICO
Muestras clínicas: Secreciones respiratorias, utilizando la técnica de aspirado o hisopado
nasofaríngeo.
Cultivo: El aislamiento, sigue siendo la técnica de confirmación diagnóstica. Su
rendimiento varia según la edad, estado de inmunización del paciente y uso previo de
antibióticos. La muestra se siembra de inmediato en agar Regan Lowe, se incuba en
atmósfera normal a 35-36ºC hasta 7 días. En nuestra experiencia, las colonias de B.
pertussis aparecen usualmente al 3º día, son pequeñas, brillantes, lisas, de bordes
regulares, convexas y de color perlado (gotas de mercurio). La identificación
presuntiva se basa en la morfología de la colonia, la tinción de Gram a partir del
cultivo y el uso de pruebas bioquímicas como catalasa, urea y oxidasa. El diagnóstico
definitivo se realiza por inmunofluorescencia o aglutinación con antisueros
específicos de las colonias aisladas.
Detección de antígenos: Mediante inmunofluorescencia directa. Es una técnica rápida de
diagnóstico presuntivo que permite visualizar las bacterias fluorescentes debido a la
reacción de sus antígenos de pared con anticuerpos específicos. Sin embargo existen
resultados contradictorios en relación a sensibilidad y especificidad.
Detección del genoma: Mediante la reacción de polimerasa en cadena (PCR). Aparece
como una técnica promisoria, rápida, sensible y específica que tendrá un importante
rol en el diagnóstico de B. pertussis Respecto a la zona blanco a amplificar, la más
utilizada ha sido secuencias de inserción altamente repetidas.
TRATAMIENTO
El tratamiento para la infección por B. pertussis es eritromicina por catorce días, dado
que en muchas situaciones es difícil de cumplir con este esquema, se están investigando
alternativas terapéuticas. Publicaciones recientes indican que tanto claritromicina como
azitromicina erradicarían B. pertussis de la nasofaringe en una semana. Una nueva estrategia
en el tratamiento de la tos convulsiva severa es la inmunoglubulina intravenosa específica
antipertussis reduce los paroxismos de tos en niños. Esta inmunoglobulina de alta densidad,
parece ser un recurso eficiente, pero aún no está comercialmente disponible.
Profilaxis:
Se realiza con macrólidos a los contactos.
Vacunas:
Bordetella pertussis 137
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La eficacia de la vacuna de células completa es de 75 a 80% en personas que han
recibido tres dosis; Sin embargo la inmunidad comienza a debilitarse después de cuatro años
de la serie primaria; por este motivo es necesario la aplicación de refuerzos. En nuestro país se
administra la vacuna celular que esta contenida en la vacuna triple DPT (difteria, tétanos,
pertussis), la cual se administra a los 2- 4- 6 y 18 meses más un refuerzo a los 4 años,
Existen además varias presentaciones de vacunas acelulares, cuya ventaja principal
esta orientada a ser entregada a la población adulta como refuerzo cada 10 años.
BIBLIOGRAFÍA
Cofré J. Bordetella pertussis. 1999.
Infectología, 16(1) p 7-16 .
Fastidio para clínicos y epidemiólogos. Rev. Chilena
Ministerio de Salud. 2000. El Vigía Vol. 3, N°11, Enero – Abril.
Murray, P. Kobayashi, G. Pfaller, M. Rosenthal, K. 1997. Microbiología Médica 2ª
Edición.
Salyers, A. ,Whitt D. 1 994. Bacterial pathogenesis. A molecular approach. ASM press.
CAPÍTULO 11.6
MYCOBACTERIUM
María Teresa Valenzuela
INTRODUCCIÓN
Mycobacterium tuberculosis es el agente de la tuberculosis, enfermedad transmisible
de notificación obligatoria.. Los bacilos de la tuberculosis pertenecen a un género distinto de
bacterias considerando dos características: la ácido alcohol resistencia y el crecimiento lento.
Este género incluye diversas especies que están estrechamente relacionadas: Mycobacterium
leprae, el agente de la lepra, Mycobacterium bovis y micobacterias atípicas.
CARACTERÍSTICAS DEL AGENTE
M. tuberculosis, se multiplica en promedio cada 20 a 22 horas, muy lentamente, por lo
que se requieren 4 a 6 semanas para obtener crecimiento bacteriano. Crecen en medios
especiales, a temperatura de 37°C y en un rango de pH de 7 a 7.2.
La ácido alcohol resistencia está dada por la constitución química de la pared
bacteriana (Figura 11.6-1). Esta pared rígida está compuesta por ácidos micólicos, ceras
complejas y glicolípidos. Los ácidos micólicos contienen largas cadenas laterales que se unen
a la molécula de ácido murámico del peptidoglican, a través de puentes de fosfodiésteres y a
los arabino galactanos por uniones de glicolípidos. Otro componente importante son los
dimicolatos de trehalosa (llamados cord factor) y los sulfolípídos, los cuales juegan un rol en
la virulencia. Otro constituyente único es el lipo-arabino-manano (L.A.M.) que puede
contribuir al daño del hospedero. Diferencias en la estructura de ellos, pueden estar
relacionados con la capacidad de estimular la producción de citoquinas en cultivos de células
mononucleares.
Clasificación y Tipos antigénicos:
Con excepción de M. leprae, las micobacterias son clasificadas en 2 amplias
categorías:
a.- Complejo M. tuberculosis: M. tuberculosis, M. bovis, M. microtii, M. africanum.
b.- Micobacterias no tuberculosas: especies habitualmente saprófitas pero potencialmente
patógenas para el hombre. M. avium intracellulare, M.kansasii, M. marinum, M. fortuitum
y otras. Estas últimas se describen según características de velocidad de crecimiento y
pigmentación con y sin exposición a la luz.
139
140 Bacterias de importancia médica: Infecciones respiratorias
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Aunque existen diferencias antigénicas entre las especies en base a reacciones
serológicas para moléculas de carbohidratos y de glicolípidos, tales determinaciones no son
útiles en clínica. Técnicas de biología molecular han revelado una conservación de genes que
codifican para antígenos inmunodeterminantes de todas las micobacterias, incluyendo M.
leprae.
Superficie
(LAM)
Lípidos
superficiales
Ácido micólico
Arabinogalactan
Péptidoglicano
Membrana celular
Citoplasma
Figura 11.6-1:
Estructura de la pared celular de Mycobacterium. Esta pared celular
atípica, otorga a Mycobacterium resistencia a la deshidratación y a los
ácido y alcalis.
PATOGENIA E INMUNIDAD
M. tuberculosis, ingresa al alvéolo y a este nivel resiste la destrucción de los
macrófagos alveolares y se multiplica, formando la lesión primaria o tubérculo, después ellos
se diseminan vía ganglios regionales, entran a la circulación y pueden regresar a los pulmones.
La destrucción tisular es el resultado de la respuesta del hospedero mediada por una reacción
de hipersensibilidad tipo IV.
La susceptibilidad del hospedero está influenciada por factores genéticos y étnicos. La
resistencia adquirida es mediada por linfocitos T, los cuales destruyen los macrófagos
infectados directamente o activando a dichas células por medio de citoquinas (IL-2-y gamma
interferón). Los anticuerpos ,al parecer, no cumplen un rol protector.
Mycobacterium
141
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CLÍNICA
Sólo un 5 a 10% de los individuos infectados desarrollan la enfermedad activa y de
estos el 80% lo hace en los primeros dos años de haber adquirido la infección.
La tuberculosis pulmonar, afecta el aparato respiratorio inferior y se caracteriza por tos
productiva persistente, fiebre, sudoración nocturna y pérdida de peso.
La tuberculosis extrapulmonar incluye compromiso de meninges, huesos, riñones y
ganglios y los síntomas y signos dependen del compromiso de cada uno de estos sistemas.
Por otra parte la tuberculosis se manifiesta de dos formas principales:
-
Tuberculosis primaria: es la enfermedad de los sujetos que se infectan por primera vez.
En general es leve y frecuentemente asintomática. Excepcionalmente puede progresar
a una enfermedad sistémica como meningitis tuberculosa, tuberculosis miliar o ambas.
-
Tuberculosis secundaria, se debe a la reactivación de los microorganismos latentes en
el cuerpo. Esta es la presentación más frecuente de la tuberculosis, una enfermedad
crónica asociada a daño tisular extenso.
Las infecciones por micobacterias atípicas, tales como, M. kansasii y M. avium
intracellulare pueden causar infecciones pulmonares localizadas, indistinguibles desde el
punto de vista clínico de la tuberculosis, o infecciones diseminadas a cualquier órgano o
tejido. La infección aguda diseminada por M. avium intracellulare es particularmente común
en pacientes con SIDA durante las fases terminales de la enfermedad.
Otras micobacterias atípicas producen enfermedades en determinadas condiciones de la
piel o ganglionar, (Tabla 11.6-1).
Tabla 11.6-1: Características de las Micobacterias de importancia clínica.
Especie
M. tuberculosis
M. bovis
M. kansasii
M. scrofulaceum
M. avium intracellulare
M. fortuitum
M. marinum
M. ulcerans
M. leprae
Reservorio
Virulencia para Enfermedad
los humanos
Ser humano
Animal
Medio ambiente
Medio ambiente
Medio ambiente aves
Medio ambiente
Agua peces
Probablemente medio
ambiente tropical
Ser humano
+++
+++
+
+
+
+
+
+
+++
Transmisión de
un caso a otro
Tuberculosis
Tuberculosis
Similar a tuberculosis
Linfadenitis
Similar a tuberculosis
Abscesos cutáneos
Granuloma cutáneo
Severa ulceración
cutánea
Lepra
Sí
Rara
No
No
No
No
No
No
Sí
142 Bacterias de importancia médica: Infecciones respiratorias
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EPIDEMIOLOGÍA
El hombre constituye el único reservorio natural de Mycobacterium tuberculosis. La
enfermedad se adquiere por contacto persona a persona, a través de la inhalación de aerosoles.
A nivel mundial se estima que hay actualmente 20 millones de tuberculosos en el
mundo y que cada año aparecen alrededor de 8 millones de casos nuevos. Por otra parte
fallecen anualmente cerca de 3 millones de personas de una enfermedad 100% curable y lo
que es aún más grave alrededor de un tercio de la población mundial está infectado
actualmente con el bacilo de Koch. Se ha observado un aumento en el número de enfermos,
tanto en países subdesarrollados como desarrollados. Entre las causas del aumento de la
tuberculosis en el mundo se citan:
-
La pandemia de infección por el VIH/SIDA.
El aumento de las poblaciones de alto riesgo: inmunocomprometidos, vagabundos,
adictos a las drogas - alcohol y personal de salud entre otros.
El descuido de los programas antituberculosis.
Epidemiología nacional:
Si bien es cierto, la tuberculosis es uno de los importantes problemas de salud pública,
actualmente en Chile, encontramos un escenario favorable de descenso de los principales
indicadores del problema: Riesgo de infección, incidencia de la tuberculosis pulmonar
bacilífera morbilidad total y mortalidad.
I.-
Riesgo de infección (RIA): traduce el potencial de transmisión de la enfermedad. Es la
proporción de personas en la población que son infectadas o reinfectadas en un año. Este
índice, depende de la incidencia de la tuberculosis pulmonar bacilífera, será alto si las
fuentes de infección son numerosas y será bajo si las fuentes de infección son escasas.
Se estima que para una incidencia de 50/100.000 habitantes correspondería un RIA de
1%. En Chile se estima un RIA de 0,2%.
II.-
Morbilidad: mide el riesgo de la población de enfermarse por tuberculosis y se expresa
como el número de casos de tuberculosis por 100.000 habitantes. El análisis de las cifras
muestran que la morbilidad ha disminuido desde 64,9 a 26,5/100.000 habitantes entre
1981 y 1997, es decir ha habido una reducción del 59,2%. Sin embargo, el indicador más
importante de evaluar, es la morbilidad de los casos de tuberculosis pulmonar bacilífera,
dado que son estos casos los capaces de transmitir y mantener la enfermedad en una
comunidad. Corresponden a los casos que eliminan bacilos al exterior en una cantidad
tal, que es detectable mediante la baciloscopía, es decir sobre 104 bacilos por ml. de
expectoración. Estas cifras han disminuido desde 41,8 a 12,5 /100.000 habitantes desde
1981 a 1997, es decir se produjo una reducción del 70,1 % en este período.
III.- En cuanto a mortalidad, en 1997 fue de 2,6/100.000 habitantes, es decir 100 veces
inferior a la tasa promedio observada en la primera mitad del siglo pasado.
Mycobacterium
143
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DIAGNÓSTICO
El diagnóstico de certeza del M. tuberculosis, se realiza mediante el estudio
bacteriológico o por la demostración indirecta de este bacilo a través de la histopatología.
Muestras: Expectoración, líquidos estériles, orina, tejidos, contenido gástrico.
Toma de muestras: Lo más importante para realizar un buen diagnóstico bacteriológico es
disponer de una buena muestra. Esta es la que proviene del sitio de la infección, en
cantidad suficiente, recolectada en un envase adecuado y conservada correctamente.
El tipo y las condiciones de las muestras, dependen de la localización de la infección.
(Tabla 11.6- 2).
Tabla 11.6-2: Toma de muestra.
Muestras
Momento
de la
obtención
Volumen
requerido
N° de
muestras
Tiempo y
conservación
Envase
Expectoración Matinal
2 – 10 ml
2
5 días en lugar
fresco
Limpio
desechable
C. gástrico
Ayuno de
12 hrs
2 – 10 ml.
2
2 – 6 hrs.
Estéril
Orina
1° muestra 50 – 100 ml.
2do. Chorro
6
2 – 6 hrs.
Estéril
Tejidos
--
--
1
En el día de
obtención incluida
en H2O destilada
Estéril
Líquidos
--
--
1
En el día de
obtención
Estéril
Otros
--
--
1
En el día de
obtención
Estéril
144 Bacterias de importancia médica: Infecciones respiratorias
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Técnicas bacteriológicas:
1.-
Baciloscopía o examen directo: Técnica sencilla, económica, rápida que permite
detectar fuentes de contagio. Se realiza mediante la tinción de Ziehl – Neelsen,
considerando que estas bacterias consiguen resistir una decoloración con ácido o
alcohol. La sensibilidad es variable, depende del número de bacilos presentes en la
muestra, que deben fluctuar entre 5.000 y 10.000 x mm3. Esta técnica no permite
diferenciar las distintas especies de micobacterias.
2.-
Cultivo: Es una técnica más sensible que la baciloscopía. Es capaz de detectar de 500
a 1.000 bacilos por ml. de expectoración. El cultivo se realiza en medio de
Lowestein-Jensen y la primera observación de estos, se realiza a las 48 a 72 horas.
La segunda revisión a los 30 días y a los 60 días se hace el informe definitivo.
Existen actualmente sistemas de cultivo automatizado, que acortan el tiempo de
aislamiento a 14 – 21 días, pero son de costo elevado.
3.-
Estudio de identificación y de susceptibilidad: Utilizan pruebas bioquímicas, siendo
las más importantes niacina, reducción de nitrato y catalasa; incluyendo además, la
observación de la velocidad de crecimiento de las colonias, de la morfología y
pigmentación de ellas. Con estas pruebas se logra diferenciar los dos grandes grupos
de micobacterias señalados anteriormente. Está indicado en pacientes VIH positivo,
cultivos positivos de orina y en cultivos positivos con morfologías de colonias
atípicas.
El estudio de susceptibilidad se realiza utilizando el método de las proporciones de
Canetti, Rist y Grosset, en su variante económica, debido a su reproducibilidad y alta
correlación con la clínica. Está indicado en las siguientes condiciones:
-
Paciente con antecedentes de tratamiento previo.
Sospecha de fracaso a tratamiento.
Paciente con VIH.
También se utiliza con fines epidemiológicos para determinar las cifras de
resistencia inicial y adquirida en nuestro país, en laboratorios de referencia
nacional.
Detección de material genético: Utilizando técnicas de reacción en cadena de polimerasa
resultan útiles en el diagnóstico de infección tuberculosa que compromete sitios
estériles. Son de alta sensibilidad y especificidad, pero de costo alto.
Mycobacterium
145
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TRATAMIENTO
El tratamiento de la Tuberculosis debe ser asociado, es decir, incluir tres o más drogas
en el esquema terapéutico, para prevenir la aparición de resistencia; también debe ser
prolongado para inhibir el desarrollo de bacilos con replicación lenta que se comportan como
parásitos intracelulares y finalmente supervisado por el equipo de salud para lograr pesquisar
abandono de tratamiento y recaídas.
Los fármacos antituberculosos incluyen isoniazida, rifampicina, estreptomicina,
pirazinamida, etambutol y otros.
Los bacilos tuberculosos generan resistencia a los antibióticos, sólo mediante la
resistencia ligada al cromosoma, y ésta aparece en presencia de una población bacilar
abundante, sobre los 100.000 bacilos, población que existe en una caverna de
aproximadamente 2 cms de diámetro. En ésta situación aparece un bacilo resistente a las
drogas, el que continúa multiplicándose en igual forma que la población de bacilos
susceptibles; por lo tanto, se genera una nueva población heterogénea que contiene bacilos
sensibles y resistentes a las drogas. Esto se denomina resistencia natural. Si sobre esta
población actúa un quimioterápico, este selecciona las mutantes resistentes permitiendo que se
multipliquen los bacilos resistentes y mueran los bacilos sensibles. Por ésta razón, es que la
resistencia a los antibióticos considera dos factores: mutación por parte del bacilo y selección
por parte del antibiótico. Si estos bacilos se transmiten a un sujeto virgen a tratamiento genera
en él una resistencia primaria. Esta expresión describe a un paciente infectado inicialmente
con una cepa de M. tuberculosis resistente a uno o más fármacos. Expertos en el tema
prefieren denominarla resistencia inicial, ya que resulta difícil determinar con exactitud el
antecedente de tratamiento previo de aquellos pacientes tratados varios años antes. La
resistencia adquirida es aquella que se genera en un enfermo previamente tratado, por
abandono o fracaso de este tratamiento.
Profilaxis:
La forma más eficiente de prevenir la aparición de nuevos casos de tuberculosis, es
mediante el diagnóstico precoz de los casos de tuberculosis pulmonar bacilífera y el
tratamiento inmediato de ellos.
Existe un método de protección específico, la vacunación BCG, vacuna preparada en
base al Mycobacterium bovis atenuado. La eficacia del BCG es reconocida en la prevención de
la tuberculosis meníngea y diseminada del niño menor de cuatro años. Los ensayos clínicos le
otorgan un 70% a 80% de protección frente a esas localizaciones. La vacuna está indicada en
el Programa Ampliado de Inmunizaciones al recién nacido y al escolar de primer año básico.
146 Bacterias de importancia médica: Infecciones respiratorias
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BIBLIOGRAFÍA
Boletín Anual de Enfermedades de Notificación Obligatoria. Chile, 1997.
Estimaciones de la futura morbilidad y mortalidad globales por tuberculosis. MMWR
1993, 42:961-64
Farga V. 1994. Tuberculosis, 2° ed. Santiago, Chile: Ed. Mediterráneo.
Global TB Control, Report 1999, Ginebra y Div. De población de Naciones Unidas.
MINSAL. 1996.
Actualización de normas y procedimientos para el control de la
tuberculosis. Santiago, Ministerio de Salud Chile.
Notice to Readers. 2000. Updated guidelines for the use of Rifabutin or Rifampin for the
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inhibitors or NNTIs. MMWR, March 10, 49(09): 185-189.
M. Teresa Valenzuela.
1997.
Editorial Mediterráneo.
“Tuberculosis y SIDA”, en SIDA de Cecilia Sepúlveda,
Valenzuela M.T., Valenzuela P. y Rojas M. 1993. ”Situación de la Tuberculosis en Chile”
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Yañez A., Bachelet M., Valenzuela M.T., Valenzuela P., Henríquez H., Child R. 1995.
La infección por VIH y sus consecuencias para la endemia tuberculosa en Chile.
Boletín OPS 119.
CAPÍTULO 12
INFECCIONES DEL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL
Lily Contreras
INTRODUCCIÓN
Las infecciones del Sistema Nervioso Central (SNC) son relativamente poco
frecuentes, pero suelen tener consecuencias graves en términos de letalidad o secuelas
neurológicas como déficit sensoriales, motores o retraso mental, por lo que constituyen un
problema diagnóstico de urgencia.
Según su localización anatómica, estas infecciones pueden clasificarse en: infecciones
del parénquima cerebral denominadas encefalitis, infecciones de las menínges: meningitis y
las infecciones de la médula espinal: las mielitis. Sin embargo, muchas veces existen
compromiso de dos o más áreas ya que están en estrecha relación anatómica, dentro de un
espacio limitado.
Diversos agentes pueden causar las infecciones del SNC: virus, bacterias, hongos y
parásitos. En este capítulo nos referiremos a la meningitis bacteriana aguda definida como la
inflamación de las menínges, lo que se manifiesta por un número anormal de leucocitos en el
L.C.R. y por la presencia de una bacteria patógena en este líquido estéril. Lo anterior señala
que el examen del líquido cefaloraquídeo constituye el procedimiento diagnóstico más
importante de esta infección.
La etiología de esta infección varía de acuerdo a la edad de los grupos afectados como
a determinados factores predisponentes. (Tabla 12-1). Es más frecuente en el grupo menor de
2 años y especialmente en el grupo etario entre 3 a 7 meses.
147
148 Bacterias de importancia médica
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Tabla 12-1: Etiología Meningitis Bacteriana Aguda.
Factores predisponentes
Bacterias
Recién nacidos 0 – 4 semanas
Streptococcus agalactiae,
monocytogenes.
E.
coli,
Listeria
Lactantes a 50 años
S. pneumoniae, N. meningitidis.
Adultos mayores de 50 años
S. pneumoniae, N. meningitidis, Listeria
monocytogenes, Bacilos Gram (-).
Inmunocomprometidos
S. pneumoniae, N. meningitidis, Listeria
monocytogenes, Bacilos Gram (-), (incluyendo
Pseudomonas aeruginosa).
Fractura de cráneo
S. pneumoniae, H. influenzae, S. pyogenes.
Post neurocirugía, post traumatismo
S. aureus, S. epidermidis, Bacilos Gram (-)
(incluyendo P. aeruginosa).
Derivaciones ventrículo – peritoneales
S. epidermidis, S. aureus, Bacilos Gram (-)
(incluyendo P. aeruginosa), Propionibacterium
acné.
En casi todas las infecciones del SNC los agentes causales son introducidos
previamente en los tejidos periféricos del hospedero e ingresan al SNC a través de la
circulación sistémicas o a través de vías nerviosas. Un tercer mecanismo de llegada es por
inoculación directa, en general asociado a traumatismos.
La forma de ingreso al SNC, en las meningitis bacterianas agudas es la bacteremia
secundaria a una colonización o infección nasofaríngea. Las bacterias involucradas tales
como S. pneumoniae y N. meningitidis ambas capsuladas, cuentan con una serie de estructuras
que le permiten colonizar la nasofarínge. Ej.: pili de N. meningitidis. En el espacio
intravascular son capaces de sobrevivir utilizando la cápsula de polisacáridos que interfiere
con la fagocitosis. Posteriormente son capaces de atravesar la barrera hemato-encefálica y
multiplicarse en el L.C.R., que posee una pobre capacidad opsónica, generando la respuesta
inflamatoria del hospedero.
Por otra parte, el recién nacido se coloniza tras su pasaje por el canal del parto con otro
tipo de microorganismos tales como Bacilos Gram (-) tipo Escherichia coli y Streptococcus
agalactiae beta hemolítico del grupo B. Este último también puede ser adquirido vía exógena
por infección cruzada en ambientes intrahospitalarios. En relación a los factores de virulencia
Infecciones del sistema nerviosos central
149
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de E. coli se sabe que más de la mitad de estas cepas tienen una cápsula constituida por el
antígeno K1, lo que sugiere que las cepas neuropatógenas han sido especialmente
seleccionadas de la gran cantidad de E. coli antigénicamente diferentes.
El reconocimiento de los distintos agentes etiológicos ha permitido seleccionar
determinados esquemas de tratamientos antimicrobianos empíricos, que han debido
modificarse ante la emergencia de microorganismos resistentes, tal es el caso de S.
pneumoniae y en otro período H. influenzae tipo b. A nivel individual el estudio
microbiológico permite entregar un diagnóstico presuntivo rápido al clínico, utilizando
tinciones como la tinción de Gram del L.C.R. o detectando un antígeno bacteriano (Látex) y el
cultivo permite establecer el diagnóstico definitivo como también realizar las modificaciones
del tratamiento antimicrobiano inicial.
En relación a la prevención de la meningitis bacteriana aguda, la introducción de
vacunas conjugadas contra H. influenzae b resultó ser una medida eficaz. (Tabla 12-2). Esta
vacuna se introdujo en el programa ampliado de inmunizaciones en Julio de 1996 en Chile.
Recientemente fue aprobada la vacuna conjugada contra S. pneumonie para ser usada en la
población menor de dos años, pero no está disponible en nuestro país y es de alto costo.
Tabla 12-2: Etiología de Meningitis Bacteriana Aguda. Hospital Dr. Exequiel
González Cortés, 1990-1991 (Región Metropolitana).
Año
N. meningitidis
H. influenzae
S. pneumoniae
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
18
32
27
24
39
25
13
16
12
21
11
12
18
11
7
5
4
1
1
1
-
5
8
8
9
7
9
6
6
6
4
2
TOTAL
238
60
70
Dra. Chávez (Comunicación personal)
En situación diferente se encuentra la prevención de infecciones por N. meningitidis
tipo B y S. agalactiae, para los cuales aún no se dispone de una vacuna eficaz para los grupos
de mayor riesgo de infección.
150 Bacterias de importancia médica
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BIBLIOGRAFÍA
Brooks GF, Butel JN, Ornston NL, Jawetz E. Melnick J. Adelberg E.
Microbiología Médica. Ed. El Manual Moderno. S.A. de C.V. México D.F.
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Segunda edición. Harcourt Brace de España, S.A. Madrid, España.
Prescott LM, Harley JP, Klein DA. 1996. Microbiology. 3ª edition, WCB Publishers.
Tortora GJ, Funke RB, Case CL. 1993. Introducción a la Microbiología 3era Ed. Acribia,
S.A. España.
CAPÍTULO 12.1
NEISSERIA MENINGITIDIS
Lily Contreras M. y María Teresa Ulloa F.
INTRODUCCIÓN
La enfermedad meningocócica corresponde a la manifestación clínica de la infección
por Neisseria meningitidis o meningococo, patógeno humano exclusivo. Esta enfermedad es
de distribución mundial y se presenta en forma endémica o epidémica y constituye una
urgencia médico epidemiológica, dado la gravedad con que puede evolucionar y la necesidad
de tratar oportunamente a los contactos.
CARACTERÍSTICAS DEL AGENTE
Neisseria meningitidis forma parte del género Neisseria. Corresponde a cocáceas
Gram negativas capsuladas, que se disponen en pares con sus lados adyacentes aplanados, lo
cual le da la apariencia arriñonada o en granos de café, son inmóviles, anaerobias facultativas,
oxidasa y catalasa positiva y degradan maltosa y glucosa. La temperatura óptima de
desarrollo es de 35° C.
N. meningitidis esta subdividida en grupos serológicos de acuerdo a la presencia de
antígenos capsulares y en serotipos e inmunotipo según proteínas de membrana externa y
lipopolisacárido respectivamente. Se han descrito 13 serogrupos. Los serogrupos más
frecuentemente aislados de enfermedad sistémica son A, B, C, Y y W135, (Tabla 12.1-1).
Tabla 12.1-1: Determinantes antigénicos de Neisseria meningitidis.
Clasificación
epidemiológica
Determinantes antigénicos
Número descrito
Serogrupo
Cápsula polisacárida
A - B – C – d – 29 E – H – I
K - L - W135 – X – Y – Z
Serotipo
Proteína de la membrana > 20
externa
Imnunotipo
Lipopolisacárido
8
151
152 Bacterias de importancia médica: Infecciones del sistema nervioso central
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PATOGENIA E INMUNIDAD
N. meningitidis posee varios factores de virulencia entre los que se destacan aquellos
que se relacionan con la enfermedad meningocócica.
1.- La capacidad de N. meningitidis de colonizar la nasofaringe esta mediada por pilis que se
adhieren en forma selectiva a receptores específicos que se encuentran en las células
columnares no ciliadas de la nasofaringe, posteriormente las bacterias son internalizadas
en vacuolas fagocíticas y al cabo de 18 a 24 horas se encuentran en el espacio
subepitelial.
2.- La diseminación sistémica está mediada por la presencia de cápsula polisacárida que la
protege de la fagocitosis, fundamentalmente disminuyendo la opsonización e impidiendo
la actividad del complemento.
3.- Los efectos tóxicos están mediados por endotoxinas del lipopolisacárido. Fragmentos de
membrana externa son producidos en gran cantidad y serían responsables probablemente
de los graves daños tóxicos, característicos de la enfermedad meningocócica.
La respuesta inmune protectora esta dada por la presencia de anticuerpos séricos
bactericidas dirigidos contra la cápsula, como es el caso de meningococo A, C, Y y W135.
Sin embargo, la cápsula del meningococo serogrupo B es bioquímicamente similar a
moléculas presentes en el organismo humano, resultando ser un pobre inmunógeno. Además
el sistema del complemento desempeña un rol importante en la respuesta inmune.
CLÍNICA
N. meningitidis produce manifestaciones clínicas diversas que pueden variar desde una
fiebre transitoria y bacteremia hasta un cuadro fulminante y muerte. Los cuadros clínicos más
frecuentes son:
- Meningitis: Caracterizada por fiebre, cefalea, vómitos y signos meníngeos, cuadro
indistinguible de la meningitis causada por otros patógenos bacterianos aunque con bajo
porcentaje de secuelas.
- Meningococcemia: Corresponde a una sepsis y se caracteriza por ser un cuadro de inicio
brusco con fiebre, calofríos, mialgias y gran compromiso del estado general, asociado a
lesiones cutáneas que pueden ser máculo – papulares o petequiales. En los casos
fulminantes a pesar del tratamiento, púrpura, coagulación intravascular, shock, coma y
muerte pueden ocurrir en pocas horas (Síndrome de Waterhouse – Friderichsen). Se
presenta en forma aislada o asociada a meningitis.
Neisseria meningitidis
153
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EPIDEMIOLOGÍA
La colonización asintomática o portación del tracto respiratorio superior es frecuente y
estos de individuos constituyen el foco, desde el cual se disemina N. meningitidis.
La frecuencia de portadores fluctúa entre un 5 – 10%, pero podría aumentar hasta un
30 a 90% en condiciones especiales, como hacinamiento en poblaciones cerradas
(regimientos, cárcel, internados).
La transmisión ocurre de persona a persona a través de gotas respiratorias suspendidas
en el aire expulsadas por portadores o enfermos, o en contacto con secreciones respiratorias.
La población de riesgo está constituida por niños menores de 5 años, especialmente
los menores de 1 año, los pacientes con deficiencia del complemento, asplénicos y contactos
de sujetos enfermos. El período de contagio de los enfermos se prolonga hasta 24 horas de
iniciado el tratamiento.
El período de incubación varía de 1 a 10 días lo más frecuente es menos de 4 días.
Epidemiología nacional:
En Chile, durante los años 70, las cepas predominantes eran la A y la C. En el año
1982, se llevó a cabo una vacunación en la Región Metropolitana contra los serogrupos A y
C. Entre 1982 y 1993 comenzó a aumentar el serogrupo B, llegando a representar casi la
totalidad de las cepas aisladas. Sin embargo, el año 1994 resurge el meningococo C,
aumentando progresivamente en los últimos 6 años.
De un total de alrededor de 84 cepas estudiadas en el Instituto de Salud Pública el 1er.
Trimestre del año 2000, 69% corresponden al serogrupo B, 18% al C, 1% al W y un 12% se
encuentra en estudio.
La tendencia de las infecciones meningocócicas ha experimentado un aumento en los
últimos años de 2,3 en 1990 a 3,5 en 1998, con una tendencia a la estabilización a partir de
1994.
Los menores de 5 años representan alrededor del 55% del total de casos notificados.
La letalidad fluctúa entre 6% y 8%.
154 Bacterias de importancia médica: Infecciones del sistema nervioso central
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DIAGNÓSTICO
Muestras clínicas: L.C.R., sangre, líquido articular, lesiones de piel. N. meningitidis se
aísla más fácilmente si las muestras se obtienen antes del tratamiento y si son
transportados rápidamente al laboratorio
Tinción de Gram: Siempre que la cantidad de L.C.R. obtenida lo permita, el L.C.R. se
debe centrifugar y la tinción de Gram se realizará al sedimento. Se observarán
diplococos Gram (-), arriñonados de localización intra o extracelular en
polimorfonucleares. Ante la sospecha de una meningitis, se debe emitir un informe
preliminar del médico tratante.
Cultivo: La muestra se siembra en agar sangre y agar chocolate. Las muestras de sangre
se incuban en medios para hemocultivos. El crecimiento se ve favorecido en
atmósfera húmeda con 2 – 5% ce CO2 a 35 – 37°C. Las colonias son de mayor
tamaño que las N. gonorroheae. Son convexas, redondas, húmedas, luminosas, los
meningococos capsulados son de aspecto mucoso. En agar sangre las colonias son
grises. En el laboratorio asistencial, la identificación presuntiva se realiza mediante
la tinción de Gram del cultivo y la prueba de oxidasa (+). Posterior a esto las cepas
son enviadas al Instituto Salud Pública para su confirmación diagnóstica y
tipificación del serogrupo, serotipo e inmunotipo.
Detección de Antígenos: Al L.C.R. se aplican pruebas de detección rápida tipo
aglutinación con látex o coaglutinación. Estas están disponibles comercialmente.
Los kits contienen reactivos polivalentes para serogrupos A, C, Y y W135 y con otro
reactivo para el serogrupo B, que también detecta antígenos de E. Coli K1 por
reacción cruzada. Estas pruebas deben ser realizados en conjunto con la tinción de
Gram y el cultivo. Los resultados positivos proporcionan un diagnóstico presuntivo
rápido. Los resultados negativos, no excluyen una etiología bacteriana.
La sensibilidad de estos test es de alrededor del 70% para A, C, Y y W135 y de 54%
para serogrupo B. La especificidad del test de látex es cercana al 100%.
Susceptibilidad antimicrobiana: N. meningitidis es sensible a Penicilina. Sin embargo,
en nuestro país se han identificado cepas relativamente resistentes a Penicilina (CIM
0.1-0.7 ug/ml). En el laboratorio asistencial no se requiere estudio de susceptibilidad,
sin embargo es necesario mantener una vigilancia a nivel de laboratorios de
referencia.
Neisseria meningitidis
155
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TRATAMIENTO
El tratamiento tiene como objetivo erradicar la infección, prevenir, detectar y tratar las
complicaciones más frecuentes.
El antimicrobiano de elección es la Penicilina sódica.
cefalosporinas de 3era. generación.
Una alternativa son las
Profilaxis:
En los casos de sospecha o confirmación de enfermedad meningocócica debe indicarse
de inmediato profilaxis a todos los contactos que habitan bajo el mismo techo con
Rifampicina.
Respecto a las vacunas, existen vacunas eficaces para los serogrupos A y C, solas o
combinadas, recomendadas como medida de control de brotes epidémicos. La vacuna
polisacárida A y C está indicada en niños > 2 años y adultos. La escasa protección que ofrece
a los menores de 2 años, unido a la corta duración de la inmunidad que confiere y el escaso
efecto de refuerzo de la revacunación, hace que su utilidad sea fundamentalmente en el
control de brotes epidémicos por estos serogrupos.
Se encuentran en
antimeningocócicas A y C.
etapa
de
evaluación
clínica
las
vacunas
conjugadas
No se ha desarrollado una vacuna eficaz para las infecciones por el sero grupo B.
156 Bacterias de importancia médica: Infecciones del sistema nervioso central
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BIBLIOGRAFÍA
Brooks GF, Butel JN, Ornston NL, Jawetz E. Melnick J. Adelberg E.
Microbiología Médica. Ed. El Manual Moderno. S.A. de C.V. México D.F.
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Murray, P, Kobayashi, G. Pfaller, M. and Rosenthal, K. 1997. Microbiología Médica.
Segunda edición. Harcourt Brace de España, S.A. Madrid, España.
Prescott LM, Harley JP, Klein DA. 1996. Microbiology. 3ª edition, WCB Publishers.
Tortora GJ, Funke RB, Case CL. 1993. Introducción a la Microbiología 3era Ed. Acribia,
S.A. España.
CAPÍTULO 12.2
STREPTOCOCCUS AGALACTIAE
(STREPTOCOCCUS BETA HEMOLÍTICO GRUPO B)
Lorena Porte
INTRODUCCIÓN
Streptococcus agalactiae o estreptococo beta hemolítico del grupo B (SGB) fue
reportado como patógeno humano por primera vez en 1935 por Fry, quien describió tres casos
de sepsis puerperal. Sin embargo, no fue hasta 1960 que varios autores señalaron la existencia
de patología asociada a este microorganismo, indicando que ésta era más frecuente de lo
considerado hasta esa fecha. En 1970, SGB ya se había establecido como el agente más
importante de septicemia y meningitis en recién nacidos. Actualmente, SGB no sólo es un
patógeno importante en niños, sino también en mujeres embarazadas y adultos con patología
de base.
CARACTERÍSTICAS DEL AGENTE
El género Streptococcus está compuesto por cocáceas gram positivas agrupadas en
cadena, que se caracterizan por presentar distintos tipos de hemólisis (alfa o parcial, beta o
total y gama o no hemolíticos) en agar sangre. Los estreptococos beta hemolíticos se dividen
en grupos serológicos según el carbohidrato presente en su pared, los que se designan por
letras mayúsculas. Streptococcus agalactiae pertenece al serogrupo B y, además, se puede
clasificar en serotipos en base a su polisacárido capsular y a algunos antígenos proteicos.
Actualmente existen 9 serotipos (Ia, Ib, II, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX).
SGB es una cocácea gram positiva, catalasa y oxidasa negativa, anaerobia facultativa,
inmóvil y no esporulada, que se presenta formando cadenas de longitud variable. Este
microorganismo puede crecer en medios simples, aunque los medios enriquecidos favorecen
su desarrollo. Tras 18-24 horas de incubación en agar sangre, las colonias son de unos 2 mm
de diámetro, blanco grisáceas y presentan un pequeño halo de beta hemólisis a su alrededor.
Para facilitar la recuperación de este agente de muestras polimicrobianas como las genitales o
gastrointestinales, importantes para la pesquisa de portación de SGB en embarazadas, se
utilizan medios selectivos suplementados con antibióticos.
PATOGENIA E INMUNIDAD
El principal factor de virulencia de SGB es la cápsula. El mecanismo por el cual esta
estructura permite a la bacteria escapar de la respuesta inmune no está completamente
dilucidado, pero tendría relación con su composición de polisacáridos. La estructura capsular
también favorecería la invasividad de algunos serotipos. Por ejemplo, el ácido siálico se
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158 Bacterias de importancia médica: Infecciones del sistema nervioso central
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encuentra presente en las cápsulas de varios serotipos, pero es el residuo terminal exclusivo
sólo en los serotipos Ia, Ib y III. La presencia de este compuesto en esa ubicación inhibe la
activación de la vía alterna del complemento.
Las alteraciones en los factores de defensa del hospedero también pueden contribuir a
la ocurrencia de enfermedad. De este modo, la presencia de bajas concentraciones de
anticuerpos anti-antígenos capsulares específicos, bajos niveles de factores del complemento o
de sus receptores en fagocitos, favorecen la infección por SGB. Estas condiciones, además de
una limitada reserva de neutrófilos, se encuentran presentes fisiológicamente en recién
nacidos, lo que podría explicar la mayor susceptibilidad de este grupo etario a la infección por
SGB, principalmente en prematuros.
EPIDEMIOLOGÍA
SGB forma parte de la microbiota comensal del tracto gastrointestinal desde donde
coloniza la vagina y, a veces, el tracto urinario. La colonización genital puede ser intermitente
y es un hecho importante en las embarazadas, por la posibilidad de transmisión al recién
nacido. La tasa de colonización en mujeres gestantes es de 10-30%.
La tasa de transmisión al recién nacido es de 50% y ocurre durante el parto, a partir del
tracto genital materno, o en el útero, por vía ascendente. Afortunadamente, sólo 1-2% de los
niños colonizados desarrolla enfermedad invasora, con una mortalidad próxima al 10%. Sin
embargo, entre 15% y 30% de los sobrevivientes, presentan secuelas neurológicas
importantes. Los factores de riesgo que aumentan la incidencia de enfermedad invasora en
recién nacidos son fundamentalmente: prematuridad (<37 semanas de gestación), rotura
prematura de membranas (>12 horas), fiebre intraparto (>38°C), haber tenido un hijo con
infección por SGB y la presencia de bacteriuria por este agente durante el embarazo. Los
serotipos de SGB más prevalentes en infecciones invasoras en Chile son Ia, II y III (1995),
siendo el serotipo III el más importante en niños con meningitis.
En los últimos años se ha producido un notable incremento de las infecciones por SGB
en adultos, fuera del postparto, conjuntamente con la emergencia de SGB serotipo V, pero las
causas que determinan este aumento no están claras. Por otra parte, a mediados de la década
pasada, se publicó una guía de consenso elaborada por The Centers for Disease Control and
Prevention (CDC) que recomiendan el “screening” y tratamiento de SGB en mujeres
embarazadas, como parte de su cuidado prenatal. La implementación de esta guía se ha
traducido en la disminución de enfermedad invasora en el recién nacido, pero está aún sigue
siendo alta. Actualmente, la distribución de infecciones por esta bacteria es de 66% en adultos
no gestantes, 30% en niños y 4% en embarazadas (U.S.A., 1998).
CLÍNICA
SGB constituye el principal agente bacteriano de sepsis neonatal precoz (durante la
primera semana de vida). Sin medidas de prevención, su incidencia alcanza hasta 3,5 casos
Streptococcus agalactiae 159
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por 1000 nacidos vivos y suele manifestarse en las primeras horas de vida como neumonía,
sepsis o meningitis.
Aunque la existencia de factores obstétricos de riesgo aumenta la probabilidad de
infección en el recién nacido, sólo en la mitad de las sepsis neonatales se identifica alguno de
estos factores.
Esta bacteria también es causa importante de infecciones en embarazadas y puérperas:
corioamnionitis, endometritis postparto, infección de la herida operatoria por cesárea e
infección del tracto urinario. La bacteriuria por SGB durante el embarazo se asocia a un
mayor riesgo de parto prematuro y rotura prematura de membranas, probablemente debido al
gran inóculo vaginal presente en estos casos.
En adultos, fuera del período de embarazo y puerperio, las infecciones por SGB se
presentan, generalmente, como complicaciones de una patología de base: diabetes,
hepatopatías, cáncer, alteraciones neurológicas e insuficiencia cardiaca o renal. Las
manifestaciones clínicas más frecuentes son las infecciones de piel y tejidos blandos,
bacteriemia sin foco evidente, endocarditis infecciosa, infección del tracto urinario, meningitis
e infecciones osteoarticulares.
DIAGNÓSTICO
El diagnóstico de enfermedad invasora requiere del cultivo de SGB a partir de una
muestra de líquidos estériles, sangre o tejido. En los recién nacidos, el aislamiento de SGB en
mucosas, aspirado gástrico, orina o superficies cutáneas, por sí solo, no tiene significado
diagnóstico, ya que no permite diferenciar entre colonización e infección. Se puede hacer un
diagnóstico presuntivo mediante la detección de antígeno de SGB en suero o líquido
cefalorraquídeo utilizando técnicas rápidas como el látex. Sin embargo, las pruebas
antigénicas presentan baja sensibilidad y especificidad variable, por lo que rara vez son de
utilidad para establecer el diagnóstico. Sin embargo, el valor predictivo negativo de estas
pruebas suele ser alto, por lo que pueden resultar útiles en algunos casos para descartar a este
microorganismo.
Con el fin de detectar la portación de SGB en embarazadas, se debe realizar un cultivo
del introito vaginal y otro ano-rectal a las 35-37 semanas de gestación, utilizando tórulas de
algodón. Una vez en el laboratorio, las tórulas se incuban por 24 horas en un medio
suplementado con antibióticos, que favorece el crecimiento de SGB e inhibe la microbiota
genito-intestinal acompañante. Al cabo de este tiempo, se realiza subcultivo en agar sangre
con el fin de obtener colonias aisladas que permitan la identificación. Esta técnica es la
recomendada actualmente (CDC) y permite la entrega de resultados definitivos a las 72 horas
si el cultivo fuere positivo y a las 96 horas si es negativo.
Como alternativa más rápida a la anterior, autores españoles describen el uso de un
medio de cultivo que se basa en la capacidad de SGB de producir un pigmento rojo-naranja
característico. Este medio permite la detección de la presencia de bacteria directamente a
160 Bacterias de importancia médica: Infecciones del sistema nervioso central
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partir de la muestra, presenta una sensibilidad igual a la del cultivo recomendado por el CDC y
permite la entrega de resultados a partir de las 8 horas de incubación.
No se aconseja el uso de técnicas de detección de antígeno directamente sobre
secreciones vaginales o rectales por la alta frecuencia de resultados falsos negativos.
El diagnóstico de SGB se realiza a partir de colonias aisladas en cultivo y se basa, en
una primera etapa, en las características de la colonia (beta hemólisis), pruebas bioquímicas
(hidrólisis del hipurato, test de CAMP) y resistencia a discos de bacitracina y cotrimoxazol.
El diagnóstico de certeza se obtiene mediante aglutinación de la bacteria con partículas de
látex recubiertas con anticuerpos específicas anti grupo B.
Habitualmente, no se realiza antibiograma para SGB debido a que ha permanecido
sensible a penicilina (antibiótico de elección para el tratamiento). Sin embargo, se ha
observado tolerancia in vitro a este antibiótico en 4 a 6% de las cepas (el significado clínico de
este hallazgo aún no es claro). Por otra parte, existe resistencia documentada a eritromicina y
claritromicina (4-15% y 7-25%, respectivamente), drogas alternativas en el tratamiento de este
agente. Por lo anterior, corresponde vigilancia de la resistencia a nivel de laboratorios de
referencia y la implementación local del antibiograma según la epidemiología de cada centro.
TRATAMIENTO Y PREVENCIÓN
La penicilina G es el antibiótico de elección para el tratamiento de las infecciones
causadas por este microorganismo. También se utiliza la combinación de penicilina con un
aminoglucósido para el tratamiento de infecciones severas, debido a la sinergia que estos
antimicrobianos presentan in vitro. En casos de alergia a penicilina, se recomienda el uso de
eritromicina o clindamicina.
La prevención de la transmisión vertical de SGB se realiza mediante la administración
endovenosa de antibióticos intraparto (penicilina o ampicilina) a las embarazadas portadoras
de SGB detectado por cultivo a las 35-37 semanas de gestación y a las mujeres con factores de
riesgo para infección por dicho agente. La implementación de este programa de prevención ha
significado la reducción de la incidencia de sepsis neonatal temprana en forma significativa,
llegando hasta 0,1/1000 RN vivos. Cabe señalar, que el uso de antibióticos durante el
embarazo no erradica la colonización vaginal, pues luego de realizado, la vagina vuelve a
colonizarse a partir del recto.
Actualmente, se encuentran en fase experimental el desarrollo de vacunas conjugadas
en base a polisacáridos capsulares tipo específicos y “carriers” proteicos (toxoide tetánico)
dirigidas a prevenir la infección neonatal. Los resultados han sido prometedores, pero aún no
se dispone de ellas comercialmente.
Streptococcus agalactiae 161
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BIBLIOGRAFÍA
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protocolo basado en screening para la búsqueda de Streptococcus agalactiae en el tercer
trimestre del embarazo. Posible impacto sobre la sepsis neonatal precoz por este agente.
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162 Bacterias de importancia médica: Infecciones del sistema nervioso central
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CAPÍTULO 13
INFECCIONES POR ENTEROBACTERIAS
Valeria Prado
INTRODUCCIÓN
El grupo de las Enterobacterias, nombre común utilizado para referirse a la Familia
Enterobacteriacea, incluye a bacilos Gram (-), aerobios y anaerobios facultativos, la mayoría
de ellos móviles mediante flagelos perítricos, que como característica microbiológica
fenotípica común tienen la capacidad de fermentar la glucosa y reducir los nitratos a nitritos.
Tienen como habitat el intestino de animales inferiores y del hombre. Tienen además
una amplia distribución en el ambiente, se encuentran en el suelo, agua, plantas y algunas
especies de esta familia, como Proteus, cumplen una función ecológica importante ya que
inician en el ambiente la degradación de la materia orgánica y por este comportamiento que se
relaciona con un ciclo de vida netamente ambiental, son saprófitos.
Entre las numerosas especies que constituyen esta familia, encontramos algunos grupos
que en su relación con el hospedero humano son comensales, ya que constituyen como es el
caso de Escherichia coli un constituyente importante de la microbiota intestinal normal
aerobia, especialmente a nivel de la porción distal del intestino delgado y fundamentalmente a
nivel del intestino grueso. En esta localización la presencia de E. coli resulta en un beneficio
para el hospedero, pues como parte de su metabolismo se sintetizan vitaminas y esta
microbiota participa en la degradación de ácidos y sales biliares. Debido a la presencia masiva
de E. coli a nivel intestinal, la detección de E. coli se utiliza como marcador de contaminación
fecal, por ejemplo se ha establecido un Indice coli para evaluar la calidad microbiológica del
agua potable o de alimentos. Si el índice coli sobrepasa la norma considerada aceptable
significa que existe contaminación fecal e indirectamente se deduce que el agua o el alimento,
según sea el caso, puede contener patógenos intestinales.
Otros integrantes de este grupo en cambio son patógenos intestinales como el género
Salmonella, Shigella, Yersinia y un subgrupo de E. coli con factores de virulencia específicos
que afectan el intestino y por ello se denominan E. coli diarreogénicos. Estos grupos o
Géneros bacterianos causan infecciones gastrointestinales que pueden expresarse clínicamente
como diarrea acuosa, diarrea con sangre (también denominada diarrea enterocólica o síndrome
disentérico) y en algunos casos a partir de la infección intestinal estas bacterias pasan al
torrente sanguíneo y se puede producir una infección sistémica o bacteremia, como por
ejemplo la fiebre tifoidea.
En algunas situaciones una persona puede infectarse con alguna de estas bacterias
enteropatógenas y no sufrir ninguna enfermedad, es decir en este caso se trata de una infección
asintomática, en la cual el patógeno se multiplica a nivel intestinal y es excretado junto con las
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164 Bacterias de importancia médica
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deposiciones, pero el sujeto no tiene síntomas. Este fenómeno es importante desde el punto de
vista epidemiológico porque la excreción asintomática pasa inadvertida y este sujeto disemina
el patógeno al ambiente y eventualmente lo puede transmitir ya sea a través de manos
contaminadas o contaminación de alimentos, a otros sujetos susceptibles que pueden presentar
enfermedad.
Otra condición biológica interesante de señalar es la portación por periodos más o
menos largos de un patógeno bacteriano entérico. En este caso, después de una infección
intestinal generalmente sintomática, no se logra la erradicación del patógeno a nivel intestinal
y aunque se superan los síntomas, continua la excreción por periodos que pueden durar
semanas, meses o años. Los portadores junto con los pacientes asintomáticos explican la
mantención de estos patógenos dentro de una comunidad.
En el síndrome de diarrea infantil, estudios realizados en Chile y en otros países en
desarrollo muestran que los principales responsables de los cuadros gastrointestinales en
niños menores de 4 años son algunos grupos de E. coli diarreogénicos y Shigella. Otro
patógeno entérico importante todavía en Chile es Salmonella typhi responsable de los casos de
fiebre tifoidea, aunque las tasas de incidencia han disminuido en los últimos años. Salmonella
enteritidis, otro tipo de Salmonella , en los últimos años se ha asociado a brotes de
gastroenteritis en niños y adultos en el norte y zona central de Chile.
Un concepto importante de subrayar es que fuera del tracto gastrointestinal,
enterobacterias comensales del intestino pueden producir infecciones. Un buen ejemplo de ello
es la participación de E. coli como principal causa de Infección Urinaria, una patología
infecciosa muy frecuente principalmente en mujeres en la etapa activa de la vida. En este caso
cepas de E. coli del intestino, colonizan el periné , la uretra y son capaces a ascender hasta la
vejiga donde se multiplican activamente y provocan una respuesta inflamatoria. En otro tipo
de pacientes como son los niños recién nacidos y los ancianos, quienes no tienen sus
mecanismos de defensa muy eficientes, E. coli y otras enterobacterias comensales del
intestino como Klebsiella, pueden pasar a la sangre y provocar focos de infección a distancia
como meningitis.
Por último, un concepto también importante de enfatizar es el hecho que algunas
especies dentro de esta Familia tienen como hospedero exclusivo al hombre, como es el caso
de Salmonella typhi y Shigella. En cambio otras tienen un amplio reservorio animal y se
transmiten en forma natural de los animales al hombre, es decir son zoonóticas, entre ellas
tenemos varios tipos de Salmonella, E. coli enterohemorrágico y Yersinia enterocolítica.
En el caso de patógenos zoonóticos, para un efectivo control de estas infecciones es
necesario un enfoque multidisciplinario.
En la Tabla 13-1, se detallan los Géneros más importantes incluidos dentro de la
Familia Enterobacteriacea. Esta clasificación que incluye en total a 27 Géneros y 102
especies tiene como base la homología del DNA cromosomal, características bioquímicas y
composición antigénica.
Infecciones por enterobacterias
165
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TABLA 13-1: Familia Enterobacteriaciaceae.
Género
Número de Especies
Citrobacter
4
Edwardsiella
4
Enterobacter
13
Escherichia
5
Shigella
4
Ewingella
1
Hafnia
2
Klebsiella
7
Kluyvera
2
Morganella
2
Proteus
4
Providencia
5
Salmonella
7 Subgrupos
Serratia
10
Yersinia
11
166 Bacterias de importancia médica
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BIBLIOGRAFÍA
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Murray, P, Kobayashi, G. Pfaller, M. and Rosenthal, K. 1997. Microbiología Médica.
Segunda edición. Harcourt Brace de España, S.A. Madrid, España.
Prescott LM, Harley JP, Klein DA. 1996. Microbiology. 3ª edition, WCB Publishers.
Tortora GJ, Funke RB, Case CL. 1993. Introducción a la Microbiología 3era Ed. Acribia,
S.A. España.
CAPÍTULO 13.1
ESCHERICHIA COLI
Valeria Prado J., Sonia Correa, Isabel M. Alvarez y Marcela San Martín
INTRODUCCIÓN
Existen 5 especies pertenecientes al género Escherichia, de entre las cuales
Escherichia coli destaca por su importancia clínica. E. coli constituye parte de la microbiota
intestinal normal, sin embargo, alguna cepas pueden producir infecciones intestinales y
extraintestinales de diversa consideración. Las E. coli diarreogénicas pueden ser clasificadas
en 6 grupos, los cuales presentan síndromes clínicos similares:
1)
2)
3)
4)
5)
6)
Escherichia coli enterohemorrágica
Escherichia coli enterotoxigénica
Escherichia coli enteropatogénica
Escherichia coli enteroinvasora
Escherichia coli enteroagregativa
Escherichia coli difusamente adherente
ECEH
ECET
ECEP
ECEI
ECEA O ECEAGG
ECDA
1) E. COLI ENTEROHEMORRAGICA (ECEH)
Es la única categoría de E. coli que es zoonótica, es decir, tiene un amplio reservorio
animal, lo que implica condiciones de transmisión y prevención diferentes al resto de las E.
coli diarreogénicas. El aspecto clínico más relevante es su capacidad de producir el Síndrome
hemolítico urémico (SHU), que es la causa más importante de insuficiencia renal aguda en
niños menores de 5 años.
PATOGENIA
a) Adherencia a los enterocitos del colon mediante una fimbria específica, codificada por
un plasmidio de virulencia.
b) Adherencia íntima, produciendo la misma lesión “attachement and effacement” observada
para ECEP, con alteración del citoesqueleto de la célula hospedero, que está mediada por
la proteína de membrana externa intimina, codificada por genes cromosomales y toda la
trascendencia de señales implicadas en este fenómeno.
c) Producción de citotoxinas, las cuales a nivel local producen inhibición de la síntesis
proteica y daño celular directo, lo que da como resultado necrosis hemorrágica de las
vellosidades intestinales, con escasa infiltración de polimorfonucleares y explica la
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168 Bacterias de importancia médica: Infecciones por enterobacterias
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diarrea con sangre. Estas toxinas constituyen uno de los factores de virulencia más
importante de ECEH, y se denominan Shiga-like toxin I y Shiga-like toxin II (SLT I y II).
Son similares desde el punto de vista biológico e inmunogénico a la toxina de Shigella
dysenteriae 1, y también reciben el nombre de Verotoxinas. Estas toxinas se traslocan a
nivel de la mucosa hacia el torrente sanguíneo, y puede unirse a receptores GB3 presentes
en la membrana de glóbulos rojos, a nivel del endotelio renal, plaquetas y Sistema
nervioso central (SNC), produciendo daño sistémico que se traduce clínicamente en el
Síndrome hemolítico urémico, que se caracteriza por anemia hemolítica microangiopática,
falla renal aguda y trombocitopenia.
Las cepas de ECEH aisladas en Chile, en forma predominante, producen ambas toxinas,
y en Argentina producen principalmente SLT II, lo cuál puede indica que las cepas que
circulan en diferentes países poseen diferente genotipo y no se relaciona con diferencias
en prevalencia o severidad de las infecciones por ECEH.
d) Otros factores de virulencia:
Toxina EAST 1
Enterohemolisina
Mecanismo de transporte de hierro
LPS
CLÍNICA
ECEH puede producir desde infecciones asintomáticas , cuadros de diarrea acuosa
(10% de los casos), hasta el cuadro clásico de diarrea con sangre y mucus (90% de los casos),
la que es precedida por 1 a 2 días de deposiciones acuosas, dolor abdominal, fiebre de corta
evolución y vómitos. El periodo de incubación es de 3 a 4 días, y el cuadro de diarrea con
sangre se prolonga por 4 a 10 días. La excreción bacteriana posterior a la resolución del
episodio se mantiene por 17 a 20 días.
Las complicaciones se presentan en un 5 a 10% de los casos , y corresponden a
prolapso rectal, apendicitis, intususpección, cistitis hemorrágica, colecistitis, y alteraciones del
SNC , siendo el SHU la complicación más severa y que se observa hasta en un 7% de los
casos según lo observado en situaciones de un brote. La letalidad varía en diferentes series
entre 1 al 10%. El pronóstico se relaciona directamente con la cuantía del daño intestinal,
cuando este es más intenso se libera una mayor cantidad de toxinas (diarrea con sangre) y se
caracteriza por iniciarse 2 a 14 días después del comienzo de la diarrea, con palidez de piel y
mucosas, oliguria y edema, y hemorragias cutáneas. Los principales factores de riesgo para
SHU son:
E. coli serotipo O157:H7
Cuadros severos
Edades extremas
Grupo sanguíneo P1
Tratamiento con agentes antiespasmódicos
Escherichia coli 169
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EPIDEMIOLOGÍA
Se ha descrito como un patógeno emergente, aunque no se sabe si previamente había
sido subdiagnosticada o es verdaderamente un patógeno nuevo. Se describió por primera vez
en un brote de gastroenteritis en USA, con presentación de cuadros de diarrea con sangre y de
SHU, a comienzo de los años 80. En este brote, se demostró tanto en los pacientes como en la
carne de hamburguesas de una cadena de restaurantes de comida rápida, la presencia de E. coli
serogrupo O157, serotipo H7. Actualmente se han descrito 10 serogrupos y 55 serotipos de
ECEH, pero los más comunes son O157:H7, O26:H11, O26:H32, O111:H8 y O111:H30.
El mecanismo principal de transmisión es la ingestión de alimentos contaminados,
especialmente carne de origen vacuno mal cocida (35% de animales sanos están colonizados
por ECEH), siendo las hamburguesas una fuente importante de infección en brotes
epidémicos. Además, se han identificado como fuentes de contaminación los productos
derivados del cerdo (en Chile el 70% de los cerdos están colonizados por ECEH), frutas y
verduras (contaminación cruzada), jugos y leche no pasteurizada, y también bañarse en aguas
contaminadas. También ocurre transmisión persona a persona y ello puede ocasionar brotes
epidémicos en centros cerrados como Jardines infantiles, con tasas de ataque secundaria de
hasta el 22%. La dosis infectante es baja, semejante a Shigella (102 UFC).
ECEH es una causa poco frecuente de diarrea en Latinoamérica (2 a 3% del total de
episodios), pero es causa importante de diarrea con sangre. Se presenta generalmente en
forma de casos esporádicos, y también pueden ocurrir brotes, lo cual se ha documentado
mejor en países industrializados que mantienen programas de vigilancia de estas infecciones.
Tiene una incidencia estacional con un aumento de casos en primavera y verano. En
Chile es la primera causa de diarrea con sangre en niños menores de 5 años (38%),y es el
principal agente etiológico de SHU (91%). La tasa de SHU en Chile es de 3.0 – 4.2 por
100.000 casos. Argentina presenta la tasa más alta del mundo de SHU asociado a ECEH, con
21.7 por 100.000 casos. En ambos países, a menudo los serotipos más frecuentemente aislados
en diarrea son diferentes a O157:H7, pero éste es el que más se asocia a la aparición de SHU.
DIAGNÓSTICO
El estudio de ECEH no se realiza de rutina, por lo cuál debe ser solicitado y realizado
en pacientes de riesgo que presenten diarrea con sangre, cuadros intestinales con diagnóstico
diferencial de abdomen agudo y en casos de SHU. El examen directo de las deposiciones no es
de utilidad ya que los Leucocitos Fecales son positivos en un 50% de los casos.
La muestra de deposición se siembra en agar MacConkey sorbitol, se incuba en
atmósfera aerobia por 24 hrs , y se observan colonias transparentes, ya que no son capaces de
fermentar el sorbitol. Se seleccionan 5-10 colonias y se les realiza la serología con antisueros
O157 (la más frecuente en SHU) , O26 y O111. La determinación de los serotipos se realiza
en los centros de referencia.
170 Bacterias de importancia médica: Infecciones por enterobacterias
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Otros estudios:
PCR
Sondas DNA
Detección de toxinas cultivo celular o por ELISA
TRATAMIENTO
Se basa en la corrección del trastorno hidroelectrolítico y en el manejo de las
complicaciones. La utilidad de los antibióticos es algo controvertido. El tratamiento
antibiótico está contraindicado en general, ya que favorecería la liberación de la toxina. Hay
algunos estudios con buenos resultados con el uso de fosfomicina en una etapa precoz de la
enfermedad, pero estos resultados requieren confirmación.
Prevención:
Debe orientarse fundamentalmente hacia la educación de la población, informar sobre
reservorios animales y mecanismos de transmisión, para evitar el consumo de carnes
insuficientemente cocidas, evitar la contaminación cruzada en la cocina mediante el lavado de
utensilios después de manipular carne cruda y en el control microbiológico de los planteles de
faenamiento de vacunos y cerdos para evitar contaminación de carcazas.
Hay vacunas en desarrollo que se encuentran en fase experimental, en base a las
toxinas o a factores de adherencia, para uso en forma oral y parenteral.
Escherichia coli 171
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2) E. COLI ENTEROTOXIGÉNICA (ECET)
ECET fue primeramente reconocida como agente causal de diarrea en cerdos, en los
cuales continúa causando una infección letal en animales recién nacidos. Estos estudios
dilucidaron los mecanismos de enfermedad, incluyendo la existencia de dos enterotoxinas
codificadas por plasmidios. Las primeras descripciones de infección por ECET en humanos
indicaron que ciertas cepas de E. coli aisladas de deposiciones de niños con diarrea, inducían
secreción de fluidos en intestino de conejo. Posteriormente se demostró que también eran
capaces de producir diarrea en adultos.
PATOGENIA
ECET es considerado representante de un prototipo patogénico: coloniza la superficie
mucosa del intestino delgado, sin producción de invasión o daño (en humanos) y elabora sus
enterotoxinas dando como resultado un aumento de la secreción de líquidos y electrolitos al
provocando una diarrea secretoria que se caracteriza por deposiciones liquidas copiosas.
a) Factores de colonización: La primera fase de la infección es la adherencia de la bacteria al
enterocito del intestino delgado mediada por fimbrias (pili) denominadas factores de
colonización (CFAs). Existen múltiples CFAs, que se diferencian en la morfología y
composición antigénica de la fimbria. Estas se unen a los receptores específicos, que son
los gangliósidos GM1, que se encuentran en la superficie del enterocito. Los genes para
estas adhesinas están codificados en plasmidios.
b) Enterotoxinas: La segunda fase es la producción y liberación de las enterotoxinas termolábiles (LT) y/o termo-estables (ST) responsables de la secreción de electrolitos y agua al
lumen intestinal.
Toxinas termo-lábiles (LT): Las toxinas termo-lábiles de E. coli están íntimamente
relacionadas en estructura y función con la enterotoxina secretada por Vibrio cholerae
(CT). Existen dos tipos importantes de LT : LT-I, secretadas por cepas de ECET
patógenas tanto de humanos como de animales y LT-II, en cepas patógenas para animales
y que rara vez afectan a humanos.
LT-I es una toxina oligomérica compuesta por una subunidad A y cinco subunidades B.
Las subunidades B están ordenadas en forma de anillo y se unen firmemente al receptor
de la membrana celular (GM1) permitiendo la entrada de la subunidad A, central,
responsable de la actividad enzimática de la toxina. Después de unirse a la membrana
celular, la toxina es endocitada y traslocada a través de la célula por vesículas del aparato
de Golgi. El blanco celular de LT es la adenilato ciclasa localizada en la membrana
basolateral de las células epiteliales intestinales la que, por efecto de la toxina, se
mantiene permanentemente activada. Esto produce un aumento del cAMP intracelular que
deriva en una suprafosforilación de los canales de cloro localizados en la membrana
apical de las células epiteliales.
El resultado final es la estimulación de la secreción de cloro por parte de las células
secretoras de las criptas y la inhibición de la absorción de NaCl por las células vellosas.
172 Bacterias de importancia médica: Infecciones por enterobacterias
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El contenido iónico intraluminal aumentado atrae agua pasivamente por vía paracelular
provocando una diarrea osmótica. Estudios recientes han evidenciado que el mecanismo
de acción de la toxina es aún más complejo.
Toxinas termo-estables (ST): En contraste con las toxinas termo-lábiles, las STs son
moléculas más pequeñas, monoméricas y contienen múltiples residuos de cisteína que
forman puentes disulfuros siendo los responsables de su estabilidad térmica. Existen dos
clases de STs - STa y STb, no relacionadas entre sí, que difieren en estructura y
mecanismo de acción. Genes para ambas clases de toxina ST han sido encontrados
predominantemente en plasmidios y algunos en transposones. STa (también llamada ST-I)
es producida por ECET y otras numerosas bacterias gram-negativas incluyendo Yersinia
enterocolítica y V. cholerae. STb ha sido encontrada solamente en ECET.
STa es producida primariamente como un precursor de 72 aminoácidos (pre-pro forma)
que es clivado por una peptidasa señal a un péptido de 53 aminoácidos. Esta forma es
transportada por el periplasma, en donde los puentes disulfuros son formados por la
proteína DsbA, de codificación cromosomal. Una proteasa aún no definida procesa proSTa a la toxina madura de 18 a 19 residuos la que es liberada por difusión a través de la
membrana externa. El principal receptor para STa es una enzima llamada guanilato
ciclasa (GC-C), localizada en la membrana apical de la célula epitelial intestinal. La unión
de STa a GC-C estimula la actividad de la enzima guanilato ciclasa produciendo un
aumento del nivel de cGMP intracelular.
Esta actividad, que involucra una serie de complejos procesos, produce finalmente
estimulación de la secreción de cloro y/o inhibición de la absorción de NaCl, resultando
en una secreción neta de fluidos intestinales (diarrea osmótica).
STb ha sido asociada preferentemente con cepas de ECET aisladas de cerdos,
reportandose sólo en algunas cepas aisladas de humanos. El receptor para STa es
desconocido pero se sugiere que se une en forma inespecífica a la membrana celular para
ser endocitada. A diferencia de STa, estimula la secreción de bicarbonato por parte de las
células intestinales por aumento de los niveles de calcio intracelular desde fuentes
extracelulares.
Algunas cepas de ECET producen un solo tipo de enterotoxina, otras ambos tipos. Es
suficiente que una cepa de ECET tenga la capacidad de secretar una de estas
enterotoxinas, LT o ST para provocar diarrea. No se ha observado estricta correlación
entre severidad de la diarrea y el genotipo toxigénico, pero en general aquellas cepas que
tienen los genes ST (genotipo ST o ST/LT) se asocian a los cuadros mas severos.
Escherichia coli 173
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fimbrias
ECET
Liberación de
enterotoxinas LT o ST
t
Figura 13.1-1: Esquema patogénico de ECET. Adaptado de Nataro
and Kaper (Clin.Microbiol.Rev, Jan 1998, p152).
CLÍNICA
La presentación clínica de la infección por ECET es de comienzo brusco, con un corto
período de incubación (1 a 2 días) y persiste durante 3 a 4 días. Los síntomas son leves o
moderados, con dolor abdominal, náuseas, vómitos y diarrea acuosa, sin sangre, mucus o pus.
La presencia de fiebre es inhabitual y el cuadro puede ser autolimitado. Sin embargo en
algunos casos puede ser tan severo como lo observado en diarreas por V. cholerae.
La administración de antibióticos efectivos en casos de cuadros severos ,ha demostrado
disminuir la duración de la diarrea y la intensidad de la excreción bacteriana, sin embargo la
resistencia antibiótica en cepas de ECET es un problema emergente en áreas en las que los
antibióticos efectivos no están fácilmente disponibles.
Es necesario tener en cuenta que uno de los pilares fundamentales del manejo de la
infección por ECET continúa siendo la mantención de una hidratación adecuada. La terapia de
rehidratación oral es frecuentemente la que salva la vida de los lactantes y niños con diarrea
por ECET.
174 Bacterias de importancia médica: Infecciones por enterobacterias
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EPIDEMIOLOGÍA
ECET está principalmente asociado a dos síndromes clínicos: diarrea acuosa en niños
de países en desarrollo y diarrea del viajero. Junto a rotavirus, es uno de los principales
causantes de diarrea acuosa con deshidratación en niños de países en desarrollo. En estas
regiones, cada uno de estos niños tiene 2 a 3 episodios de diarrea por ECET al año durante sus
primeros 2 años de vida. Esto representa más del 25% de todas las diarreas y se ha estimado
que produce 700.000 muertes cada año.
En países industrializados, ECET no constituye una enfermedad endémica, sin
embargo da cuenta de alrededor de la mitad de los casos de diarrea del viajero. La transmisión
ocurre por la ingestión de agua y alimentos contaminados, con un aumento de los casos
durante las estaciones cálidas y húmedas.
En Chile se mantiene como una enfermedad endémica por contaminación ambiental afectando
principalmente niños menores de 4 años. La cantidad de bacterias necesarias para producir
infección (dosis infectante) es alta (108 UFC). Presenta una prevalencia de 12,3% en niños
menores de 4 años de poblaciones suburbanas. Estudios de vigilancia pasiva en hospitales y
consultorios de Santiago han reportado una incidencia de 21,6% en niños menores de 2 años.
El patrón epidemiológico de la enfermedad está regulado en gran medida por tres
factores:
i)
Inmunidad de la mucosa intestinal contra el desarrollo de la infección de ECET en
individuos expuestos.
ii) Infección asintomática frecuente, y estas personas pueden eliminar una gran
cantidad de bacterias en sus deposiciones contribuyendo a mantener la
diseminación en el ambiente.
iii) La infección requiere una dosis infectante relativamente alta por lo cual el ciclo
largo en el cual intervienen alimentos contaminados (medio que facilita la
multiplicación bacteriana) es importante.
Estas tres características crean una situación en la cual la contaminación ambiental por
ECET en áreas de infección endémica se traduce en una elevada prevalencia, lo que determina
su persistencia. Por lo tanto, de esto se desprende que la magnitud de la prevalencia está
asociada al grado de exposición a este enteropatógeno.
Escherichia coli 175
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DIAGNÓSTICO
Debe tomarse una muestra de deposiciones emitida espontáneamente en recipiente
estéril o por hisopado. En el caso de niños pequeños se puede recoger una muestra del pañal
cuidando que la deposición sea fresca. Inmediatamente, de tomada la muestra, ésta debe ser
introducida en un medio de transporte adecuado, los más utilizados son el medio Cary Blair o
BGS (buffer glicerol salino). El cultivo se realiza en agar McConkey, selectivo para
enterobacterias, el cual permite ver colonias rosadas (fermentadoras de lactosa), sospechosas
de E. coli. La identificación bioquímica confirma la presencia de E. coli.
El diagnóstico de certeza requiere verificar la capacidad de producir enterotoxinas y
ello puede conseguirse por diferentes técnicas: inmunoenzimáticas, radioinmunoensayo,
hidridación con sondas específicas para los factores de virulencia, PCR para los genes de
virulencia. Otras técnicas (las primeras utilizadas), incluyen cultivos celulares o inoculación
en asa ligada de conejo o en ratón lactante, pero han sido reemplazadas.
Posteriormente a la detección de las enterotoxinas por cual quiera de los métodos antes
señalados se puede efectuar la serotipificación que puede tener un interés epidemiológico si es
necesario realizarlo a nivel asistencial cuando nos enfrentamos a un paciente individual. Los
serogrupos correspondientes a ECET son: O6, O8, 09, O11, O15, O20, O25, O27, O78, O128,
O148, O149, 0153, O159 y O173.
TRATAMIENTO Y PROFILAXIS
En el tratamiento específico de diarrea, el antimicrobiano de elección en nuestro país
continúa siendo cotrimoxazol debido a que ECET aún es altamente sensible. No se
recomiendo todavía el uso de fluoroquinolonas en niños por sus potenciales efectos adversos
a nivel de cartílago de crecimiento, aunque la experiencia acumulada a nivel mundial con el
uso de quinolonas en infecciones pediátricas por bacterias multiresistentes y sensibles a
quinolonas, no ha detectado estas efectos indeseables. En adultos los fluoroquinolonas como
ciprofloxacina son eficaces y el tratamiento debe ser de corta duración, 3-5 dias. En países
industrializados se recomienda fluoraquinolonas (ciprofloxacino, norfloxacino y ofloxacino)
como tratamiento empírico de la diarrea del viajero para disminuir el período de la duración
de una diarrea en que se sospeche ECET y subsalicilato de bismuto para disminuir la
intensidad de los síntomas.
Sin embargo, el creciente problema de resistencia antibiótica y los efectos adversos de
medicamentos, son un argumento de peso en contra de la recomendación de la profilaxis
antibiótica en forma rutinaria.
176 Bacterias de importancia médica: Infecciones por enterobacterias
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Por esto, los expertos recomiendan las siguientes medidas preventivas que ha
demostrado ser eficaces:
i)
Evitar agua y alimentos potencialmente contaminados durante un viaje.
ii) Subsalicilato de bismuto cuatro veces al día.
iii) Uso de antibióticos en forma empírica sólo si se presenta una diarrea
significativa.
Se han desarrollado algunas vacunas orales contra la infección por ECET, tomando
como base los Factores de colonización, sin embargo no se ha logrado la protección adecuada
ha sido complejo debido a la diversidad antígena de los numerosos factores de colonización
intestinal expresados por esta bacteria
Escherichia coli 177
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3) E. COLI ENTEROPATOGÉNICA (ECEP)
Este grupo de E. coli, presenta adherencia a líneas celulares específicas (cultivo
celular). No producen toxinas y tampoco son invasivas.
PATOGENIA
El sello de la infección por ECEP es su capacidad de producir la lesión histológica
llamada “attaching-effacing” (A/E) que no tiene una traducción textual (correspondería a
adherencia y disolución) y que se caracteriza por la adherencia íntima de la bacteria al
enterocito y destrucción de la microvellosidad. Como consecuencia de la adherencia de
ECEP, se producen marcados cambios en el citoesqueleto de la célula epitelial, con
acumulación de filamentos de actina polimerizada bajo la zona de adherencia de la bacteria,
formándose en ocasiones una estructura similar a un pedestal en la célula hospedero que acoge
a la bacteria.
Se han descrito 3 etapas en la lesión AIE:
a) Adherencia localizada: Está dada por fimbrias de adherencia que permiten la adhesión
entre bacterias formando un conglomerado que se une a la célula epitelial. La fimbria está
codificada en un plasmidio llamado “EPEC adherence factor” (EAF).
b) Transducción de señales: La adherencia de ECEP a la célula epitelial induce una serie de
señales de transducción en la célula eucariótica. Los genes bacterianos responsables de
esta actividad están codificados en un “islote de patogenicidad” que codifica para la
producción de proteínas de secreción y una proteína que constituye una adhesina
bacteriana llamada intimina. Como consecuencia de estas señales están el aumento del
Ca+2 intracelular lo que ayuda a la polimerización de la actina y formación de la lesión
A/E. El aumento de Ca+2 además inhibe la absorción de Na+ Cl- y estimula la secreción
de Cl- en el enterocito.
La adherencia de ECEP a la célula epitelial, también produce la fosforilación de varias
proteínas de la célula epitelial, se activa la enzima protein kinasa, induciendo cambios en
la secreción de agua y electrolitos, lo que se traduce en un aumento de la permeabilidad
de las uniones intercelulares.
La unión ECEP-enterocito induce la fosforilación de tirosinas, siendo la más importante
la Hp90, las que se encuentran insertas en la membrana plasmática de la célula epitelial.
Éstas, sirven de receptores para la adhesina intimina, por lo que ECEP representa un
modelo de bacteria entero-patógena que induce su propio receptor.
c)
Adherencia intima: Mediada por una proteína de membrana externa denominada intimina,
codificada por gen eae. Es un elemento esencial de la patogenicidad de la bacteria, se ha
visto que la administración de anticuerpos contra intimina previenen la diarrea.
178 Bacterias de importancia médica: Infecciones por enterobacterias
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Por lo tanto el mecanismo de producción de la diarrea estaría dado fundamentalmente
por alteración en el transporte de iones y la mala absorción por alteración de la
microvellosidad.
CLÍNICA
Diarrea: es el síntoma más frecuente, de consistencia acuosa y con mucus,
generalmente autolimitada. Puede ser profusa siendo la primera causa bacteriana de diarrea
con deshidratación en menores de un año. Se puede acompañar de vómitos, fiebre moderada y
dolor abdominal. No produce diarrea del viajero.
EPIDEMIOLOGÍA
ECEP, es una importante causa de diarrea en los países en desarrollo, siendo la primera
causa de diarrea con deshidratación en los niños menores de un año. Debido a su alta
contagiosidad puede ser causa de brotes nosocomiales. En Chile, han disminuido los brotes en
recién nacidos y las infecciones intrahospitalarias en la medida que han mejorado las
condiciones de saneamiento ambiental. La prevalencia en estudios recientes es de 6%, en
menores de 2 años.
En los países desarrollados la incidencia de casos de diarrea por ECEP es muy baja,
salvo algunos brotes aislados.
La transmisión es fecal-oral, a través de la contaminación de manos, alimentos, leche,
fómites, entre otros. La dosis infectante es 105 UFC. El reservorio son los niños cursando
infecciones sintomáticas o asintomáticas, portadores asintomáticos incluyendo madres y
quienes se encargan del cuidado de los niños.
Varios estudios han mostrado que el calostro y la lactancia materna protegen
efectivamente contra la diarrea por ECEP.
Escherichia coli 179
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DIAGNÓSTICO
El diagnóstico de ECEP se hace en base a su definición, considerando 3 aspectos:
a) Capacidad de producir lesión A/E.
b) Presencia de plasmidio EAF.
c) Ausencia de citotoxina tipo Shiga.
Actualmente, existe consenso en definir que si un ECEP produce lesión A/E, posee
plasmidio EAF y es toxina-Shiga negativo, sea llamado “ECEP típico”, mientras que un ECEP
que produce lesión A/E, es toxina Shiga negativo, pero no posee el plasmidio EAF es
considerado un “ECEP atípico”.
Considerando lo anterior el diagnóstico de ECEP puede hacerse desde dos enfoques: el
fenotípico y el genotípico.
Pruebas fenotípicas: Orientadas a evidenciar in vitro la lesión A/E, esto puede lograrse
inoculando ECEP en cultivo de células HEp-2 y HeLa y mediante tinciones específicas
observar la presencia de microcolonias adheridas en determinados sitios del cultivo
celular bajo el microscopio.
Pruebas genotípicas: Destinadas a evidenciar mediante técnicas moleculares tales como
sondas de DNA o PCR, la presencia de genes de virulencia como los genes eae,
fragmentos del plasmidio EAF y genes que codifican para la toxina tipo Shiga.
Utilidad de la serogrupificación: Los E. coli de la categoría ECEP se ubican dentro de
ciertos serogrupos definidos en base al antígeno O de la pared celular, es así que los
ECEP típicos incluyen serogrupos como O26, O55, O111, O119, O142. Estos
serogrupos son los que tienen mayor impacto clínico y epidemiológico. Entre los
ECEP no típicos se ubican 016, 044, 086, 0114.
Sin embargo, esta asociación entre serogrupo y categoría de E. coli diarreogénico no es
absoluta, ya que algunas cepas del serogrupo O111 pueden ser ECEP y otras ECET,
dependiendo de los factores de virulencia que posea la cepa. Por lo tanto, la manera
más certera de definir a un ECEP seria en base a sus propiedades de virulencia.
TRATAMIENTO
El principal tratamiento de la diarrea por ECEP es prevenir y corregir la
deshidratación. En los casos leves o moderados puede ser suficiente la rehidratación oral, pero
en los casos severos se requiere rehidratación parenteral.
180 Bacterias de importancia médica: Infecciones por enterobacterias
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El uso de antibióticos se reserva para los casos severos y que no responden a un
tratamiento sintomático adecuado. Se pueden utilizar antimicrobianos de acción a nivel
intestinal como neomicina, cotrimoxazol, furazolidona, en tratamientos cortos por 5 días.
Es importante mantener una vigilancia de la resistencia antimicrobiana en ECEP, ya
que es frecuente la adquisición de resistencia y es necesario estar atentos para modificar
normas terapéuticas y evitar la selección y diseminación de cepas resistentes.
BIBLIOGRAFÍA
Karen L., Kotloff, MD. 1999.
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Bacterial diarrheal pathogens. Advances in pediatric
Kotloff K. 1999. Bacterial Diarrheal Pathogens. Advances in Pediatric Infectious Diseases,
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Prado V., O'Ryan M. 1994. Acute Gastroenteritis in Latin America. Infectious Disease
Clinics of North America, vol 8, N° 1, p.77-105.
CAPÍTULO 13.2
SALMONELLA
Alberto Fica
INTRODUCCIÓN
Los cuadros de Salmonellosis son producidos por patógenos entéricos del género
Salmonella y son una importante causa de morbilidad en la población humana. En este
capítulo usted se interiorizará con aspectos microbiológicos relacionados con la
clasificación y diagnóstico de este grupo de bacterias, su transmisión, epidemiología,
cuadros clínicos asociados y los principios terapéuticos y preventivos involucrados en el
manejo de este agente infeccioso.
CARACTERÍSTICAS DEL AGENTE
El género Salmonella pertenece a la familia Enterobacteriaceae y está compuesta
por una sola especie denominada Salmonella enterica. Esta especie se divide en 6 subgrupos
de los cuales sólo la subespecie enterica tiene importancia clínica debido a que es la única
que logra infectar a animales homeotermos. Esta subespecie contiene los serotipos
clínicamente relevantes.
El reconocimiento clínico del género Salmonella se realiza inicialmente mediante
pruebas bioquímicas propias a la Familia Enterobacteriaceae y posteriormente por el
hallazgo de resultados específicos del género Salmonella (Tabla 13.2-1).
La incapacidad de utilizar lactosa es central para el reconocimiento presuntivo de
Salmonella en cultivos naturalmente polimicrobianos, como el coprocultivo. De esta
manera, el hallazgo de bacilos Gram negativos lactosa negativos en una placa de Agar
McConkey indicará la posible presencia de Salmonella o de otras bacterias lactosa negativas
enteropatógenas tales como Shigella o Yersinia. Esta propiedad también se observa en
géneros no enteropatógenos tales como Proteus, Citrobacter, Edwarsiella, Hafnia y
Serratia.
Tabla 13.2-1: Pruebas Bioquímicas claves para el reconocimiento de Salmonella.
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190 Bacterias de importancia médica: Infecciones por enterobacterias
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GRUPO BACTERIANO
PRUEBAS BIOQUIMICAS CLAVES
ENTEROBACTERIAS
Utilizan glucosa
Reducen nitratos a nitritos
Oxidasa negativos
GÉNERO SALMONELLA
Móviles
Producen H2S
Lactosa negativos
Ureasa negativos
Indol negativos
Luego de la identificación del género y subespecie, los integrantes del género
Salmonella, se clasifican e identifican además por métodos serológicos utilizando antisueros
que reconocen antígenos somáticos (O) y flagelares (H). Los antígenos somáticos están
basados en el reconocimiento de diferentes determinantes antigénicos relacionados con el
lipopolisacarido (LPS) y los antígenos flagelares son reconocidos por antisueros específicos
contra proteínas flagelares. La identificación del antígeno somático O permite clasificar a la
subespecie en serogrupos y la información sobre el antígeno flagelar H, sobre el serotipo. La
identificación de Salmonella Typhi se facilita además por la detección del antígeno capsular
Vi (Tabla 13.2-2).
Tabla 13.2-2: Estructuras y antígenos relacionados con el reconocimiento de tipos
específicos de Salmonella.
Antígeno
Estructura asociada
Clasificación
Tipos específicos
Somático (O)
LPS
En serogrupos
A, B, C, D, E, etc
Flagelar (H)
Flagelo
En serotipos
Varios,
determina
nombre especifico
Capsular Vi
Cápsula (sólo en Asociado a serotipo Sólo S. Typhi
algunas Salmonellas) Typhi o Dublin
El reconocimiento de los antígenos somáticos y flagelares es complementario entre sí
y permite identificar definitivamente al tipo específico de Salmonella. Una combinación
especifica de antígenos somáticos y flagelares en la subespecie es referida generalmente con
un nombre característico que reemplaza a la simple descripción de los antígeno O u H
Salmonella 191
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presentes. La Salmonella identificada recibe así el nombre de un serotipo determinado. Este
nombre ha sido derivado de personas, lugares u hospederos determinados. Para facilitar las
cosas, el extenso nombre que identifica a una Salmonella en particular, por ejemplo,
Salmonella enterica subespecie enterica serotipo Typhi, se abrevia solo indicando el
serotipo después del género (Salmonella Typhi), debiendose recordar que no se trata
estrictamente de una especie, sino que de un serotipo dentro de una subespecie. En la tabla
13.2-3, se pueden apreciar los serogrupos y serotipos relevantes.
Tabla 13.2-3: Serogrupos y serotipos de Salmonella epidemiológicamente importantes en
Chile.
SEROGRUPO
SEROTIPO
Serogrupo A
Paratyphi A
Serogrupo B
Paratyphi B y Typhimurium
El serogrupo B contiene el mayor número de
serotipos (más de 2000).
Serogrupo D
Typhi y Enteritidis.
Los laboratorios asistenciales en Chile en general tienen la capacidad de reconocer
los serotipos Typhi y Paratyphi, pero no pueden precisar otros serotipos. Cuando otros
serotipos están presentes, el informe respectivo está limitado a precisar un serogrupo
determinado (por ejemplo, Salmonella Grupo D no Typhi). Para la identificación definitiva
en estos casos, se deben derivar las muestras al Instituto de Salud Pública.
RELACIÓN
ENTRE SEROTIPOS Y ENFERMEDAD
Las infecciones humanas asociadas al género Salmonella se asocian a sólo una
fracción de la enorme diversidad de serotipos existentes, existiendo además un alto grado de
correlación entre un cuadro clínico determinado y los serotipos asociados. La mayor parte de
estas infecciones se agrupan en un número restringido de cuadros clínicos (Tabla 13.2-4).
Tabla 13.2-4: Cuadros clínicos de Salmonellosis y serotipos específicos asociados
SEROTIPO
CUADRO CLÍNICO
192 Bacterias de importancia médica: Infecciones por enterobacterias
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Typhi
Fiebre tifoidea
Paratyphi A,B o C
Fiebre tifoidea
Enteritidis
Enterocolitis con o sin disentería.
ASPECTOS MICROBIOLOGICOS RELEVANTES AL DIAGNÓSTICO
Como se ha señalado, el hallazgo de bacilos Gram negativos lactosa negativos en
deposiciones, sugiere en un contexto clínico adecuado, la presencia de Salmonella. El
reconocimiento de esta propiedad se logra a través de una serie de medios selectivos e
indicadores, tales como Agar McConkey o Agar Salmonella-Shigella, que contienen lactosa
en su formulación. Las colonias que no metabolizan este compuesto no provocarán un caída
del pH y no tendrán un viraje de color del indicador. Sin embargo, la presencia de bacilos
Gram negativos lactosa negativos en una muestra de coprocultivo no asegura la existencia
de Salmonella, debiendo incluir en el diagnóstico diferencial otros enteropatógenos lactosa
negativos como Shigella.
TRANSMISIÓN
Salmonella es un típico agente de transmisión entérica, que requiere para el caso de
fiebre tifoidea una alta dosis infectante para provocar enfermedad (dosis infectante50 105
UFC). Este enteropatógeno se transmite a hospederos susceptibles desde reservorios
humanos o animales según el serotipo de Salmonella involucrado. Los reservorios
contaminan el ambiente a través de las deposiciones y la ingestión de agua o alimentos
contaminados actúa como mecanismo de transmisión. S. Typhi proviene exclusivamente de
un reservorio humano por la existencia de portadores crónicos biliares que contaminan
intermitentemente agua o alimentos. La oportunidad de S. Typhi de alcanzar un hospedero
susceptible está estrechamente ligada a deficiencias en la higiene personal o en la provisión
de agua potable, disposición de excretas y/o falta de un control adecuado de los
manipuladores de alimentos. De esta manera, la frecuencia de fiebre tifoidea en una
comunidad expresa el grado de subdesarrollo de ella y su magnitud disminuye
progresivamente con el desarrollo. En contraste Salmonella Enteritidis está ligado a un
reservorio zoonótico avícola y produce enfermedad luego de la ingestión de alimentos
derivados de la crianza avícola. Su transmisión está ligada a un grupo más estrecho de
alimentos, los que además son muy específicos. La transmisión de Salmonella Enteritidis
desde su reservorio avícola, se produce por la contaminación de huevos y carne de ave en
los planteles avícolas. El grado de aves contaminadas es variable y depende del tipo de
alimentos y agua que reciben, su grado de hacinamiento y el uso de antimicrobianos. La
contaminación de los planteles avícolas se ha favorecido por la centralización de la industria
avícola que permite exponer a numerosos aves de crianza a contaminaciones cruzadas o a
fuentes comunes de contagio.
La contaminación de los huevos se produce en forma intermitente en las aves
ponedoras, ya sea en forma transovárica, lo que la hace independiente de las estrategias de
Salmonella 193
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control mediante limpieza externa, o en el momento de la postura por el contacto del huevo
con Salmonella presente en la cloaca. En cualquier caso, la carga bacteriana que llega a la
yema es baja e insuficiente para provocar enfermedad, por lo que la posibilidad de
producirla dependerá de un proceso de amplificación bacteriana favorecido por a) la
ausencia de cadenas de frío en el transporte, distribución y almacenamiento domiciliario, b)
por el tiempo transcurrido entre la postura y el consumo y c) por los hábitos culinarios de la
población y tiempos y forma de cocción utilizados. Las principales diferencias de
transmisión entre los serotipos epidemiológicamente importantes en Chile se describen en la
siguiente tabla 13.2-5.
Tabla 13.2-5: Diferencias clínicas y epidemiológicas entre Salmonella Typhi y Salmonella
Enteritidis
Variable
Salmonella Typhi
Salmonella Enteritidis
Cuadro Clínico
Fiebre entérica
Enterocolitis
Reservorio
Exclusivamente humano
Avícola (zoonosis)
Alimentos involucrados
Agua, verduras, mariscos, otros
Carnes de ave y huevos
Duración
3 a 4 semanas
1 semana
Tratamiento
Efectivo con antibióticos
Sin tratamiento antibiótico
efectivo
Letalidad
10% si no se trata
Muy baja
Examen microbiológico
relevante
Hemocultivos
Coprocultivo
Control y prevención
Saneamiento ambiental: agua
potable, alcantarillado, higiene
personal
Programas de control de
alimentos,
cocción
alimentos
Efecto del desarrollo
Desaparece con el desarrollo
Aparece con el desarrollo
Situación
epidemiológica actual
En declinación
Aparición epidémica en
1994, endemia actual.
ASPECTOS EPIDEMIOLÓGICOS EN CHILE
Chile vive actualmente una transición epidemiológica entre dos tipos de
Salmonellosis. Durante muchas décadas, las infecciones por Salmonella en nuestro país
estuvieron dominadas epidemiológicamente por la fiebre tifoidea, la que se presentaba en
cifras endémicas, hiperendémicas o incluso en epidemias de larga duración (por ejemplo,
1977 a 1986). Desde esa época, la tasa de infecciones de fiebre tifoidea ha declinado
194 Bacterias de importancia médica: Infecciones por enterobacterias
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progresivamente, hasta <5 casos por 100.000 habitantes, el año 2000. Esta cifra sitúa a
nuestro país con cifras equivalentes a la observada en países mediterráneos occidentales,
aunque varias veces superior a tasas de países desarrollados. Esta declinación progresiva es
multifactorial y está relacionada a mejorías en el saneamiento ambiental, en la provisión de
agua potable y alcantarillado a la población y en la educación e higiene personal. Esta
disminución continuará en el futuro, en forma paralela al grado de desarrollo económico e
instalación de plantas de aguas servidas.
La pérdida de la importancia epidemiológica de la fiebre tifoidea se ha acompañado
por la emergencia de una nueva Salmonellosis en Chile (S. Enteritidis). En este caso se trata
de un serotipo que se transmite desde un reservorio zoonótico y no desde un reservorio
humano como las Salmonellas ligadas a Fiebre tifoidea. El reservorio zoonótico implica que
las medidas de saneamiento ambiental no tendrán gran impacto en el control epidemiológico
de estas infecciones, sino que su control estará ligado al control de la calidad microbiológica
de los alimentos, a la incorporación de cadenas de frío en la distribución y a la educación de
las personas respecto a sus hábitos culinarios. De esta manera, el cambio epidemiológico de
las Salmonellas obliga a considerar nuevas estrategias preventivas y que involucran no solo
al publico general sino que también a productores y distribuidores comerciales.
Salmonella Enteritidis emerge lentamente en Chile en 1988 y luego en forma
epidémica en 1994. La caracterización microbiológica ha demostrado que la aparición de S.
Enteritidis es explicada mayoritariamente por dos grupos bacterianos no detectados
previamente en nuestro país, constituyendo de esta manera a S. Enteritidis en un genuino
patógeno emergente en Chile. Además de la aparición en escena de dos grupos bacterianos
no presentes previamente, la epidemia actual tiene una distribución regional específica con
un grupo bacteriano propio de la región norte (fagotipo 1) y otro de la zona central y sur
(cepas fagotipo 4). Asimismo, estudios epidemiológicos moleculares han señalado que al
interior de cada grupo hay diferentes clones o subgrupos. Estos hallazgos indican que las
infecciones humanas han tenido diferentes orígenes y apuntan a la diversidad de fuentes
infectantes, algo propio de las infecciones zoonóticas. Ello indica que la posibilidad de
controlar efectivamente estas fuentes será muy difícil.
CUADROS CLÍNICOS CARACTERÍSTICOS
Salmonella establece una infección clínica más o menos estereotipada que depende
en gran parte del serotipo involucrado. Las principales manifestaciones clínicas
corresponden a Fiebre tifoidea y a Enterocolitis aguda (Tabla 13.2-6). La fiebre tifoidea es
una enfermedad sistémica febril de 3 a 4 semanas de duración, asociada a cefalea,
hepatoesplenomegalia, roseólas tíficas, lengua saburral y en ocasiones cierto compromiso
sensorial. La fiebre no se acompaña de un aumento proporcional de la frecuencia cardíaca
(bradicardia relativa). Este cuadro puede ser provocado indistintamente por Salmonella
Salmonella 195
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Typhi, Paratyphi A, B o C, siendo la primera de ellas la causa predominante (sobre 80% de
los casos). El compromiso de las placas de Peyer en la porción distal del intestino delgado,
determina que hacia la tercera semana pueda aparecer rectorragia o perforación intestinal,
especialmente si el paciente no ha sido tratado. El período de incubación es de
aproximadamente 11 días y en países con cifras endémicas característicamente afecta
especialmente a la población joven (Tabla 13.2-6). En contraste, las infecciones por
Salmonella Enteritidis tienen un período de incubación muy corto que facilita la detección
de ingestión de productos avícolas mediante una rápida encuesta alimentaria e incluso
reconocer un brote alimentario. El cuadro clínico se caracteriza por diarrea acuosa o
disentería, dolor abdominal cólico y fiebre. Este cuadro dura aproximadamente 8 días (Tabla
13.2-6).
Luego del período sintomático, Salmonella es capaz de permanecer por un período
variable a nivel digestivo y se excreta por las deposiciones pudiendo afectar a otros
hospederos susceptibles. La duración del estado de portador es larga en el caso de S. Typhi
(varios años) o corta en el caso de S. Enteritidis u otras Salmonellas zoonóticas (pocas
semanas). La portación de S. typhi reside a nivel biliar y la S. Enteritidis a nivel intestinal.
La duración de la portación en S. Typhi y su asociación exclusiva con un reservorio humano
determinan que estos portadores sean relevantes en la dise
minación de la enfermedad. En
contraste, la importancia de los portadores transitorios de S. Enteritidis es baja o nula.
PATOGENIA
Las infecciones por Salmonella requieren un alta dosis infectante debido a la barrera
ácida gástrica. Por ello los pacientes afectados de hipoclorhidria resultan especialmente
susceptibles. No obstante, en un pais con un alto número de dosis infectantes circulantes los
casos se observan mayoritariamente en personas sanas.
Luego de vencer las limitaciones impuestas por la barrera ácida, Salmonella
establece una interacción con el epitelio intestinal, el que invade migrando a la membrana
basal y luego hacia la lámina propia, sin replicarse en su interior. El destino patogénico de
Salmonella varia desde este punto dependiendo del tipo de agente. En el caso de Salmonella
Typhi (o Paratyphi A, B o C), ésta logra diseminarse en el torrente sanguíneo e invadir
células del sistema retículo endotelial en diferentes órganos. Sobrevive intracelularmente y
se replica, permitiendo bacteremias contínuas luego de un período de incubación. Estas
bacteremias permiten que S. Typhi se localice secundariamente en las placas de Peyer y en
la vesícula biliar. En ausencia de tratamiento efectivo, la enfermedad es finalmente
controlada por la respuesta inmune pero la respuesta inflamatoria puede originar
perforaciones y hemorragia intestinal localizadas sobre las placas de Peyer. La colonización
de la vesícula biliar permitirá a su vez el desarrollo de portadores crónicos de este patógeno.
En contraste, las Salmonellas asociadas a diarreas permanecen patogénicamente
restringidas a la lámina propia, donde por diferentes mecanismos (aún poco dilucidados),
gatillan una diarrea secretoria con elementos inflamatorios. Sólo ocasionalemente aparecen
en Hemocultivos.
196 Bacterias de importancia médica: Infecciones por enterobacterias
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Debido a que una parte o la mayor parte del proceso patogénico de Salmonella es
intracelular, este agente puede estar asociado a patologías con inmunodeficiencia celular
como neoplasias y SIDA.
ASPECTOS TERAPÉUTICOS
Las infecciones por Salmonella tienen un diferente enfoque terapeútico según el
cuadro clínico y serotipo involucrado. En el caso de S. Typhi, la letalidad asociada a la
aparición de complicaciones digestivas y la demostración clínica de la eficacia del
tratamiento antibiótico para prevenir estas complicaciones y acortar la enfermedad
determina que el enfoque fundamental sea la administración de antibióticos para el control
de ella. El antibiótico más utilizado en Chile corresponde a cloranfenicol (25 mg/Kg/día
oral) que tiene una eficacia de un 90%. Existen otras alternativas de igual eficacia como
ciprofloxacina (500 mg cada 12 horas oral) pero que son más onerosas. En el embarazo debe
sólo administrarse ampicilina en altas dosis. En general el tratamiento se prolonga por 14
días.
Las infecciones por Salmonella Enteritidis y por otros serotipos que se expresan
como cuadros de diarrea aguda, no tiene un tratamiento antibiótico efectivo demostrado, ya
que la duración de los síntomas no es diferente al comparar grupos de pacientes que
recibieron placebo en relación a pacientes que recibieron algún antibiótico (ciprofloxacino o
trimetroprim- sulfametoxazol). El manejo de estos pacientes se realiza mediante
indicaciones generales que incluyen el manejo del dolor abdominal.
PREVENCIÓN
Las infecciones por Salmonella, son adquiridas a través de la ingestión de agua o
alimentos contaminados. Sin embargo, los reservorios involucrados y el tipo de alimento
varía entre los dos serotipos prevalentes en Chile. Tal como se ha señalado, las infecciones
por los serotipos Typhi o Paratyphi están asociados a un reservorio humano y a la ingestión
de agua o verduras, mariscos u otros alimentos generales contaminados. La adquisición de
estos serotipos no involucra carnes de ave o productos derivados del huevo. La transmisión
de fiebre tifoidea disminuye en función de la disponibilidad de agua potable en la población
y en una adecuada disposición de excretas. También participa el conocimiento por parte de
la población de medidas de higiene básicas y la capacitación adecuada de los manipuladores
de alimentos, potenciales portadores crónicos de S. Typhi. Todos estos factores disminuyen
la posibilidad de tomar contacto con una dosis infectante de los serotipos de Salmonella
responsables de fiebre tifoidea.
Las infecciones por S. Enteritidis se transmiten por alimentos específicos y su control
está ligado estrechamente a una política de control de alimentos que incluya en este caso, el
uso de aves reproductoras libres de Salmonella, prácticas higiénicas en los planteles
avícolas, uso de alimentos con calidad microbiológica certificada, almacenamiento
postpostura, uso de cadenas de frío en el transporte, pre y postventa, educación del
Salmonella 197
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consumidor y cambio de ciertas prácticas culinarias que impiden una cocción adecuada del
huevo o sus derivados (Tabla 13.2-6). En el caso de fiebre tifoidea no existen vacunas de
eficiencia aceptable que aseguren una protección adecuada de los expuestos. Su uso a pesar
de estar recomendado para turistas a zonas endémicas (desde países desarrollados) y para
manipuladores de alimentos, no tiene una racionalidad científica. Las vacunas para evitar
infecciones humanas por S. Enteritidis no están desarrolladas.
Tabla 13.2-6: Principales
características
clínicas
epidemiológicamente relevantes en Chile.
Variable
Pacientes afectados
S. Typhi
Casos esporádicos
Jóvenes menores de 40 años
de
las
Salmonellosis
S. Enteritidis
Casos esporádicos o brotes
Principalmente niños y adultos
jóvenes
198 Bacterias de importancia médica: Infecciones por enterobacterias
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Antecedente
epidemiológico
Difícil de rastrear
Cuadro Clínico
Fiebre tifoidea
Otros Serotipos
S. Paratyphi A, B o C
Período de incubación
Largo, 11 días
Otros serotipos zoonóticos
como
S.
Panama,
S.
Typhimurium.
Corto: 16 o más horas
Síntomas principales
Fiebre, cefalea
Diarrea poco importante
Dolor cólico abdominal, diarrea
con o sin disentería, fiebre
Signos
Fácil de rastrear. Inquirir sobre
ingestión de alimentos de
riesgo, otros afectados, tipo de
cocción utilizada y período de
incubación
Diarrea aguda
Roseolas tíficas
Esplenomegalia
Lengua saburral
Bradicardia relativa
Laboratorio general
Hemograma
“tífico”
caracterizado por leucopenia,
Desviación
a
izquierda,
eosinopenia, anemia leve y
moderado aumento VHS (<50
mm/hr).
Otros: Adenosin deaminasa
elevada en plasma (>60 a 80
U/L)
Estudios Microbiológicos Hemocultivos
revelan
crecimiento de bacilos Gram
negativos al inicio
Diagnóstico diferencial
Cuadros febriles prolongados
Borborismo
Deshidratación
Complicaciones
Hemorragia intestinal
Perforación intestinal
Duración del cuadro
3 a 4 semanas
Insuficiencia renal aguda por
deshidratación severa
Rabdomiolisis
Shock séptico
1 a 2 semanas (promedio 8 días)
Desviación a izquierda
Moderado aumento VHS
Coprocultivo indica colonias
lactosa negativas al inicio
Cuadros de diarrea aguda
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200 Bacterias de importancia médica: Infecciones por enterobacterias
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CAPÍTULO 13.3
SHIGELLA
Cecilia Toro
INTRODUCCIÓN
Dentro del género Shigella se reconocen cuatro especies y múltiples tipos y subtipos,
de acuerdo a la composición de su antígeno O (LPS). Las especies son Shigella dysenteriae,
Shigella flexneri, Shigella boydii y Shigella sonnei, que son equivalentes a los cuatro
serogrupos A, B, C y D, respectivamente.
El tipo de Shigella que predomina en una comunidad varía en distintas áreas
geográficas y está relacionada al nivel de desarrollo económico del lugar. Así, Shigella sonnei
es el principal tipo encontrado en países industrializados. En América Latina predominan
Shigella sonnei y Shigella flexneri. De hecho, en Chile Shigella sonnei, Shigella flexneri 2a y
Shigella flexneri 6 constituyen más del 80% de los serotipos aislados. En países como India,
en cambio, Shigella boydii y Shigella dysenteriae son los serotipos más prevalentes.
CARACTERÍSTICAS DEL AGENTE
Shigella es un bacilo Gram negativo, que pertenece a la familia de las
enterobacteriaceas. Se distingue de Escherichia coli principalmente porque no fermenta la
lactosa y es inmóvil.
PATOGENIA
El ciclo infectivo de Shigella presenta directa relación con la sintomatología de la
enfermedad. Comienza cuando el hombre ingiere unas pocas bacterias. Estas bacterias son
capaces de sobrevivir al ambiente ácido del estómago y alcanzan los epitelios del intestino
delgado, colonizando finalmente las mucosas del intestino grueso (LaBrec y cols., 1964).
A nivel del intestino delgado la bacteria es capaz de sintetizar enterotoxinas
responsables de la diarrea acuosa que caracteriza al cuadro clínico inicial. Este flujo de
secreciones facilitaría a la bacteria poder llegar al epitelio del intestino grueso, ya que es
inmóvil.
Una vez en contacto con los enterocitos del colon, la bacteria atraviesa esta barrera a
través de las células M (Figura 13.3-1). Desde aquí, Shigella logra acceder a la zona
basolateral de las células epiteliales, donde es capaz de inducir su propia internalización,
quedando atrapada en vacuolas. Shigella es capaz de escapar de estas vacuolas lisando la
membrana, para luego multiplicarse en el citoplasma de la célula.
201
202 Bacterias de importancia médica: Infecciones por enterobacterias
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Este proceso es mediado por proteínas bacterianas, que Shigella secreta al medio
externo e inyecta en la célula eucariótica. Estas proteínas inducen reordenamientos en el
citoesqueleto de las células epiteliales que permiten a estas células no-fagocíticas fagocitar a la
bacteria. Finalmente otras proteínas bacterianas específicas permiten que la bacteria se
movilice dentro de la célula y se disemine lateralmente a las células adyacentes.
Shigella
Polo Apical
Polo Basolateral
Enterocitos
Célula M
Figura 13.3-1: Esquema de internalización y desplazamiento de Shigella en las
células epiteliales del intestino grueso.
La invasión bacteriana de las células epiteliales desencadena una intensa respuesta
inflamatoria, caracterizada por edema e infiltración de leucocitos polimorfonucleares (PMN) y
células monucleares a la lámina propia . El daño causado por la inflamación es la fuente de
sangre y mucus en las deposiciones (Parsot y Sansonetti, 1996).
Factores de virulencia:
Todas las cepas clínicas virulentas de Shigella poseen un plasmidio de 220Kb,
denominado plasmidio de virulencia, que contiene la información necesaria para que la
bacteria penetre a las células epiteliales (Sansonetti y cols., 1982). Esta capacidad, junto a la
expresión de las enterotoxinas, son los factores de virulencia más importante de este patógeno.
Toxina Shiga: Es producida sólo por S. dysenteriae tipo 1. Corresponde a una toxina tipo
A1B5, es decir, está formada por una subunidad que presenta la actividad de la
toxina y 5 subunidades B que le permiten adherirse a la célula blanco. Inhibe
irreversiblemente la síntesis de proteínas, inactivando la subunidad 60S
ribosomal. Esta toxina tiene varias actividades tóxicas: actúa como una
enterotoxina al aumentar secreción neta de fluídos en el modelo de asa ligada
de conejo; actúa como una neurotoxina cuando es inyectada en ratones,
provocándoles parálisis; y actúa como una citotoxina cuando es ensayada en
células mamíferas in vitro.
Shigella
203
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Shet-1:
Esta nueva enterotoxina fue descrita en S. flexneri 2a . Está codificada en el
cromosoma bacteriano (set1) y se expresa en ambientes de baja concentración
de Fierro. También presenta una configuración A1B5.
Shet-2:
Esta enterotoxina fue descrita inicialmente en Escherichia coli enteroinvasora.
El gen que codifica para esta toxina (set2) se encuentra en el plasmidio de
virulencia.
CLÍNICA (Kotloff, 1999)
Enterocolitis: El período de incubación es de 1 a 4 días generalmente. Los primeros síntomas
son fiebre, dolor de cabeza, anorexia y ocasionalmente vómitos. La mayoría de
las veces la diarrea acuosa es la única manifestación clínica de una infección
leve. En algunos casos, luego de 12 a 18 horas los síntomas progresan a una
diarrea disentérica, caracterizada por frecuentes pujos y tenesmo rectal, además
de la presencia de sangre, mucus y pus en las deposiciones.
Manifestaciones extraintestinales: La característica más común de una shigellosis es la
aparición de convulsiones febriles sin encefalopatías asociadas. Este cuadro
permite distinguirla de otras diarreas disentéricas.
Una complicación posible producida durante una shigellosis es la anemia
hemolítica microangiopática, que en niños se manifiesta como síndrome
hemolítico urémico (SHU) y en adultos como púrpura trombocitopénico.
La mayoría de los episodios de shigellosis son autolimitados y se resuelven en
5-7 días, sin secuelas. Sin embargo, es posible detectar complicaciones en
pacientes inmunocomprometidos y en niños desnutridos, tales como
deshidratación, hiponatremia, hipoglicemia; complicaciones intestinales como
megacolon tóxico, prolapso rectal, perforación intestinal y en algunas ocasiones
sepsis.
EPIDEMIOLOGÍA
La Shigellosis es una de las causas de diarrea infantil más importantes tanto en países
en desarrollo como en países industrializados, afectando principalmente a niños entre 6 meses
y 10 años de edad.
El cuadro clínico de la Shigellosis presenta un amplio espectro de manifestaciones, que
varían desde una diarrea acuosa con o sin fiebre, al síndrome disentérico clásico o disentería,
caracterizado por la presencia de sangre, mucus y pus en las deposiciones. Este cuadro puede
ser acompañado por complicaciones severas que incluso llevan a la muerte.
Las cuatro especies de Shigella pueden causar disentería, sin embargo, Shigella
dysenteriae tipo 1 es el serotipo más virulento y ha sido el agente responsable de grandes
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pandemias, abarcando América Central, Bangladesh, Asia del Sur, Africa Central y del Este
durante los últimos 30 años.
En Chile, Shigella es responsable del 4 al 12 % de los casos de diarrea aguda y del 22
al 30 % de las diarreas con sangre en niños menores de 5 años.
El hospedero y único reservorio natural conocido para esta bacteria es el hombre. Cabe
destacar que Shigella es un microorganismo altamente infeccioso para el ser humano, puesto
que se necesitan sólo 10 a 100 bacterias administradas oralmente para producir la enfermedad
en un hospedero susceptible, hecho que facilita enormemente la diseminación de esta
infección.
La transmisión de esta enfermedad se realiza fundamentalmente de persona a persona,
por contacto directo o a través de la contaminación de los alimentos durante un ciclo fecal-oral
corto.
DIAGNÓSTICO
Para diagnosticar una infección por Shigella es necesario aislar el agente bacteriano a
partir de deposiciones, por lo tanto se solicita al paciente un coprocultivo.
La muestra debe ser llevada al laboratorio en el menor tiempo posible, ya que la
bacteria no sobrevive en deposiciones. Para prevenir la muerte bacteriana es posible poner la
muestra fresca en un medio de transporte. Para Shigella se aconseja el medio BGS (Buffer
Glicerol Salino) o el medio CaryBlair.
Una vez recibida la muestra en el laboratorio, se debe aislar el agente patógeno.
Cuando se sospecha Shigella, se puede usar un medio de baja selectividad como el medio
McConkey, donde Shigella crece como colonias incoloras (no fermentan lactosa). Además se
puede usar un medio de selectividad alta, como el medio XLD, donde Shigella crece como
colonias rosadas (no fermentan xilosa), o el medio Salmonella-Shigella (SS), donde Shigella
crece como colonias incoloras (no fermentan lactosa).
Luego de aislar la cepa sospechosa se deben realizar varias pruebas bioquímicas y
serológicas para identificar la especie y si es posible el subtipo.
TRATAMIENTO
La shigellosis es una de las diarreas agudas para las cuales el tratamiento con
antibiótico es efectiva, puesto que acorta la duración de la fiebre, disminuye la severidad de la
enfermedad, la duración de la diarrea y la excreción del patógeno. Sin embargo, es necesario
considerar que después de décadas usando antibióticos, más del 60% de las cepas de Shigella
aisladas desde pacientes es resistente a uno o más antibióticos en Asia, Africa, Norte América
y Latinoamérica. En general, el tratamiento para cepas susceptibles de Shigella se basa en el
uso oral de ampicilina o de cotrimoxazol (trimetoprim/sulfametoxazol). En Chile, a partir de
Shigella
205
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1994, se introdujo cloramfenicol como tratamiento alternativo, debido al aumento de
resistencia a los antibióticos más usados.
Control y Prevención:
Un aspecto importante para controlar y prevenir la shigellosis es interrumpir la
transmisión. Para ello, una de las medidas más simples y más eficaces es el mantener hábitos
de higiene como el lavado de manos antes y después de preparar alimentos, después de ir al
baño, etc. Esta simple medida puede disminuir considerablemente la transmisión de Shigella y
en general la de cualquier enteropatógeno. Medidas más generales implican el mejoramiento
del suministro de agua y manejo adecuado de las aguas servidas.
Vacunas:
Actualmente se están desarrollando vacunas en base a bacterias vivas atenuadas. Para
ello es necesario construir cepas mutantes que sean avirulentas para el hombre, pero que al
mismo tiempo expresen los antígenos que realmente induzcan protección contra la bacteria.
206 Bacterias de importancia médica: Infecciones por enterobacterias
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CAPÍTULO 14
INFECCIONES
DE TRANSMISIÓN SEXUAL
María Angélica Martínez T.
Las Infecciones de transmisión sexual (ITS) son enfermedades infecto-contagiosas,
cuyo principal mecanismo de transmisión es la vía sexual. No obstante, algunas ITS se
transmiten, además, en forma vertical de la madre al hijo, por vía transplacentaria, durante el
parto, o mediante la lactancia materna. Asimismo, algunas ITS pueden ser transmitidas por
transfusiones de sangre o productos sanguíneos contaminados, o mediante agujas, jeringas y
cualquier instrumento cortopunzante contaminado.
El impacto de las ITS es grande, porque no solo atañe a la salud física o psicológica de
las personas afectadas, sino que también tiene un impacto en la relación de pareja y familia y
un impacto social.
Los agentes causantes de ITS tienen características comunes, que podemos observar en
la tabla 14-1.
Tabla 14-1: Características comunes de los agentes de ITS.
¾
Uso de la vía sexual como principal vía de transmisión.
¾
Reservorio humano exclusivo
¾
No sobreviven en el ambiente
¾
No emplean vectores en la transmisión
¾
No dejan inmunidad definitiva
Diversas clases de microorganismos: virus, bacterias, hongos, protozoos y
ectoparásitos, constituyen agentes de ITS. En la tabla 14-2 se aprecian los microorganismos
más importantes. En este capítulo abordaremos las ITS bacterianas, la Candidiasis
vulvovaginal y la Trichomoniasis, pero puede referirse al texto de Virología para el estudio de
las ITS virales.
225
226 Bacterias de importancia médica
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Tabla 14-2: Agentes principales de ITS.
Agente
¾ Bacterias
Treponema pallidum
Enfermedad y localizaciones
Sífilis adquirida y congénita
Neisseria gonorrhoeae
Uretritis(gonorrea), cervicitis, faringitis,
proctitis, artiritis conjuntivitis, E.I.P.,
Inf.diseminada
Chlamydia trachomatis
Uretritis no gonocócica,
conjuntivitis, E.I.P.
Vaginosis bacteriana
Disbacteriosis (polimicrobiana)
Ureaplasma urealyticum
Uretritis no gonocócica
¾ Virus
Virus Herpes simplex tipos 1 y 2
Herpes genital
Virus Papiloma humano
Condilomas acuminados
Citomegalovirus
Citomegalovirus
Virus de la Hepatitis B, C,D,E
Hepatitis B,C,D,E
Virus Molluscum contagiosum
Moluscos contagiosos
Virus VIH
Sida
¾ Hongos
Candida albicans
Vulvovaginitis
¾ Protozoos
Trichomonas vaginalis
Vulvovaginitis
¾ Ectoparásitos
Phitirus pubis
Pediculosis pubiana
Sarcoptes scabei
Sarna
cervicitis,
Infecciones génito-urinarias
227
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Los datos epidemiológicos de las ITS, son obtenidos por el MINSAL a través del
Sistema de notificación obligatoria, entregada por los médicos generales y especialistas y el
personal no médico. Las cifras pueden reflejar valores inferiores a los reales, debido a la
subnotificación del área privada. En 1999 se notificaron 2.152 casos de ETS, con un promedio
mensual de 179 casos. De las cifras entregadas por el MINSAL de los anuarios de
notificación de las ETS, se observa un cambio en los últimos años, en las tendencias de las dos
ETS más frecuentes en Chile: sífilis y gonorrea. Mientras la curva de gonorrea ha ido en
descenso desde la década de 1980s, hasta alcanzar la tasa actual de 10.9/100.000 habitantes, la
tendencia de la curva de sífilis es hacia el ascenso, con una tasa actual de 14.7.
Los factores de riesgo más importantes de ITS son:
¾ Promiscuidad. La frecuencia de ITS guarda relación directa con el número de parejas
sexuales. Actualmente se define promiscuidad como la existencia de más de 1 pareja
sexual en los últimos 6 meses.
¾ Edad. Como lo demuestra que la mayoría de las ITS se presenten entre los 15 y 40 años,
con un promedio de edad es 30.5 años.
Actualmente, los clínicos enfrentan el manejo y tratamiento de las ITS en base a
Síndromes, agrupándose en:
¾
Secreción uretral
¾
Vulvovaginitis y cervicitis
¾
Ulceras genitales
¾
Vegetaciones
228 Bacterias de importancia médica
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BIBLIOGRAFÍA
Brooks GF, Butel JN, Ornston NL, Jawetz E. Melnick J. Adelberg E.
Microbiología Médica. Ed. El Manual Moderno. S.A. de C.V. México D.F.
1992.
Murray, P, Kobayashi, G. Pfaller, M. and Rosenthal, K. 1997. Microbiología Médica.
Segunda edición. Harcourt Brace de España, S.A. Madrid, España.
Prescott LM, Harley JP, Klein DA. 1996. Microbiology. 3ª edition, WCB Publishers.
Tórtora GJ, Funke RB, Case CL. 1993. Introducción a la Microbiología 3era Ed. Acribia,
S.A. España.
CAPÍTULO 14.1
NEISSERIA GONORRHOEAE
Leonardo Maggi y Roberto Jorquera
INTRODUCCIÓN
Neisseria gonorrhoeae es el agente etiológico de la gonorrea, Enfermedad de
Transmisión Sexual (ETS) que tiene un reservorio humano exclusivo. Es una infección de
notificación obligatoria y constituye la segunda. ETS notificada en el país.
CARACTERÍSTICAS DEL AGENTE
Como otras Neisserias, N. gonorrhoeae son diplococos gramnegativos unidos por sus
caras adyacentes planas lo que les da aspecto de granos de café. Son bacterias aerobias
estrictas, oxidasa y catalasa positiva. Los gonococos requieren medios de cultivo
enriquecidos, CO2 y humedad para su desarrollo. Son muy sensibles a las condiciones
ambientales y no sobreviven en el ambiente, por este motivo su transmisión es siempre directa
de persona a persona. Por otra parte, N. gonorrhoeae no forma parte de la flora comensal, por
lo que su aislamiento es siempre clínicamente significativo.
PATOGENIA
N. gonorrhoeae es capaz de infectar una amplia gama de mucosas conteniendo
epitelio columnar no escamoso, siendo la mucosa uretral, endocervical, conjuntival y rectal las
puertas de entrada mas frecuentes. En menos de una hora de ocurrido el contacto, los
gonococos se adhieren fuertemente a la mucosa a través de las fimbrias y proteínas de la
membrana externa para ser posteriormente internalizados por la célula epitelial. Dentro de
vesículas, los gonococos van a viajar a través de la célula llegando al espacio subepitelial al
cabo de uno o dos días. El lipooligosacárido (endotoxina) de la N. gonorrhoeae induce una
fuerte reacción inflamatoria con la llegada de cuantiosos leucocitos polimorfonuclaeres al sitio
de infección. La inflamación en la mucosa uretral es responsable de la disuria y descarga
uretral característica de la gonorrea en el hombre. En la mujer, la infección endocervical es en
comparación frecuentemente asintomática.
El recién nacido se infecta al nacer al pasar por el canal del parto de una madre con
infección gonocócica cervical, produciéndose una conjuntivitis gonocócica (oftalmia
neonatorum). En la Tabla 14.1-1 se resumen las propiedades de patogenicidad de N.
gonorrhoeae.
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230 Bacterias de importancia médica: Infecciones génito-urinarias
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Tabla 14.1-1: Factores de patogenicidad de Neisseria gonorrhoeae
Estructura
Actividad
Fimbrias (pili)
Adherencia,
Proteínas de la membrana externa
Adherencia
Fagocitosis intracelular
Lipooligosacárido (LOS)
Endotoxina (daño celular)
CLÍNICA
Infección en el hombre:
La gonorrea en el hombre tiene un período de incubación de 2 a 5 días, al cabo del cuál
el paciente se presenta con secreción uretral amarilla abundante y disuria (dolor al orinar).
Con frecuencia el meato urinario está edematizado y enrojecido. En general no presenta signos
sistémicos. En la era preantibiótica la gonorrea remitía por si sola al cabo de un mes, pero
dejaba frecuentemente complicaciones como estenosis uretral, epididimitis y prostatitis.
Infección en la mujer:
En la mujer, la infección gonocócica se localiza en el endocérvix, ocasionando una
cervicitis mucupurulenta. Entre el 20 y 80% de las mujeres con gonorrea permanecen
asintomáticas. Esto tiene extrema gravedad, puesto que la complicación más frecuente de la
gonorrea en la mujer es la Enfermedad Inflamatoria pelviana (EIP), cuyas secuelas más graves
son los embarazos ectópicos y la infertilidad, causadas por las lesiones cicatriciales de la
mucosa tubaria, las que impiden el paso del óvulo ó huevo fecundado. Hasta en el 50% de las
mujeres con gonorrea se produce la infección de la mucosa rectal, siendo frecuente la proctitis
concomitante. En el hombre, la infección rectal es rara excepto en hombres homosexuales.
Otro sitio de ubicación de la infección gonocócica en hombres y mujeres es la faringe,
la que resulta en manifestaciones clínicas discretas y excepcionalmente en angina febril aguda.
Infección gonocócica diseminada:
La diseminación de N. gonorrhoeae hacia la circulación sanguínea se estima que
ocurre en el 1 – 3% de los pacientes, la mayoría de los casos en mujeres, instaurándose un
cuadro de fiebre alta, escalofríos, poliartralgia migratoria, artritis y lesiones cutáneas
purpúricas. Se ha comprobado que en la diseminación intervienen características de las cepas
Neisseria gonorrhoeae 231
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y factores relativos al hospedero. Las lesiones purpúricas se localizan en la mayoría de los
casos en palmas de manos, plantas de pies y sobre las articulaciones. La artritis suele afectar
una ó dos articulaciones, preferentemente la rodilla, escápulo-humeral, la muñeca y las
pequeñas articulaciones de la mano.
EPIDEMIOLOGÍA
La vigilancia epidemiológica de la gonorrea en Chile se inició en 1981 y desde
entonces, su incidencia a mostrado una baja sostenida en el tiempo. La tasa global en Chile de
la gonorrea fue 15.3/100.000 habitantes en 1999. El mayor problema epidemiológico actual
respecto de la gonorrea es la aparición periódica de resistencia antimicrobiana del gonococo lo
que hace necesario cambiar los esquemas nacionales de tratamiento.
DIAGNÓSTICO
El diagnóstico de la infección gonocócica se debe realizar demostrando la presencia
de N. gonorrhoeae. Para tal efecto se obtienen muestras de uretra anterior en el hombre y del
cérvix en la mujer. La muestra uretral se obtiene introduciendo una tórula fina de algodón, 24 cm en la uretra anteriore imprimiendo un giro enérgico para que se adhiera suficiente
cantidad de secreción. En la mujer, tras la introducción del espéculo, se recoge la secreción
endocervical mediante una tórula introducida también 2-4 cm dentro del cérvix.
La tinción de Gram es el método de elección para el examen directo de las muestras.
La observación de diplococos gramnegativos en el interior de los leucocitos
polimorfonucleares establece el diagnóstico de gonorrea en el hombre con una sensibilidad
del 96%. En la mujer la sensibilidad de la tinción es menor, 50 – 60% y es inespecífica. Por
ello, en la mujer el cultivo es la técnica de diagnóstico de certeza. Para el estudio de muestras
no genitales el diagnóstico de N. gonorrhoeae debe efectuarse igualmente por cultivo.
Para el aislamiento en cultivo se utiliza el medio selectivo Thayer-Martin. La
aparición de colonias mucosas, pequeñas, de diplococos gramnegativos oxidasa positiva
permite el diagnóstico de género. Para el diagnóstico de especie se estudia la utilización de
azúcares. N. gonorrhoeae es glucosa positiva.
TRATAMIENTO Y PREVENCIÓN
En los últimos años, el tratamiento de la gonorrea se ha centrado en la utilización de un
antimicrobiano que actúe sobre las cepas resistentes a la penicilina, productoras de
penicilinasa y también sobre los gonococos resistentes a las tetraciclinas. Asimismo, se
recomienda el empleo de un antibiótico administrado en monodosis, que mejore la adherencia
al tratamiento, que produzca los menores efectos secundarios posibles y que sea de bajo costo.
Para el tratamiento de gonorrea no complicada, la OMS recomienda la administración
de 250 mg de ceftriaxona por vía intramuscular en dosis única o 400 mg de cefixima o 500 mg
232 Bacterias de importancia médica: Infecciones génito-urinarias
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de ciprofloxacino por vía oral en dosis única. La “Food and Drug Administration” (FDA) ha
autorizado, recientemente la comercialización de la cefpodoxima-axetilo, una nueva
cefalosporina oral de tercera generación, que es muy eficaz en el tratamiento de la gonococia
no complicada en dosis única de 200 mg por vía oral. En Chile, el esquema recomendado por
el Ministerio de Salud es ciprofloxacino en dosis única oral de 500 mg.
En la mujer embarazada la pauta recomendada incluye ceftriaxona 250 mg por vía
intramuscular en dosis única y control posterior del cultivo cervical post tratamiento, con
vigilancia clínica estrecha para prevenir una infección gonocócica diseminada y para evitar la
transmisión de la infección al niño en el canal del parto.
El recién nacido de madre con gonococia no tratada, que padece oftalmía o infección
gonocócica diseminada debe tratarse durante 7 días (10-14 días si existen síntomas de
meningitis) con una de las siguientes pautas: ceftriaxona, 25 a 50 mg/kg/día por vía
intravenosa o intramuscular en una única dosis diaria, o cefotaxima, 25 mg/kg. por vía
intravenosa durante 12 días. Con el tratamiento parenteral, en caso de oftalmía asociada no se
requiere la aplicación de antibióticos locales, siendo suficientes las irrigaciones con soluciones
salinas.
El paciente con sospecha de infección gonocócica diseminada debe ser hospitalizado
para asegurar el cumplimiento del tratamiento, confirmar el diagnóstico, evitar complicaciones
y demostrar la posibilidad de complicaciones como endocarditis o meningitis. Los
antimicrobianos son administrados por 7 días dependiendo de la evolución clínica. y de los
controles microbiológicos del paciente. En la Tabla 14.1-2
se resumen los esquemas
antimicrobianos de uso habitual para el tratamiento de la gonorrea.
La prevención de la gonococia dependerá del conocimiento y la actitud particular que
sobre estas enfermedades tenga el individuo y de las estrategias que cree y promocione la
comunidad, como Programas de educación e información para limitar la infección en los
grupos de riesgo (adolescentes, prostitutas, homosexuales y heterosexuales promiscuos) y en
el resto de la población.
Clásicamente la prevención de la oftalmia neonatorum por gonococo se realizaba
mediante la instilación en los ojos del recién nacido de gotas de una solución de nitrato de
plata en el momento de nacer. Actualmente se recomienda una sola aplicación de eritromicina
al 0,5% en ungüento oftálmico o de tetraciclina al 1% en ungüento oftálmico durante la
primera hora después del nacimiento.
El control de la gonococia en el adulto se basa en el correcto diagnóstico y
tratamiento, el seguimiento de los contactos sexuales expuestos y el establecimiento de
sistemas de vigilancia. De forma individual se recomendará la utilización de preservativo
tanto en el hombre como el recién comercializado para la mujer.
Neisseria gonorrhoeae 233
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Tabla 14.1-2. Resumen de los principales esquemas antimicrobianos recomendados para el
manejo de las infecciones gonocócicas.
Condición
Esquema
Infección Gonocócica no complicada
Ciprofloxacino 500 mg oral dosis única.
Cefixime 400 mg oral dosis única.
Ceftriaxona 250 mg dosis única vía IM.
Espectinomicina 2 gr vía IM dosis única.
Infección Gonocócica
embarazada
Ceftriaxona 250 mg dosis única vía IM.
en
mujer
Infección Gonocócica diseminada
Ceftriaxona 1 gr IM o IV al día por 7 o más
días.
Ceftizoxima 1 gr IV cada 8 h por 7 o más
días.
Cefotaxima 1 gr IV cada 8 h por 7 o más
días.
Meningitis o endocarditis
Ceftriaxona 1-2 gr cada 12 horas por varios
días.
Recién
nacido
diseminada
con
infección
Ceftriaxona 25 a 50 mg/Kg/día IV o IM en
dosis diaria única o Cefotaxima 25 mg /Kg
IV o IM ambas por 7 días
234 Bacterias de importancia médica: Infecciones génito-urinarias
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BIBLIOGRAFÍA
Ison CA. 1990. Laboratory methods in genitourinary medicine: Methods of diagnosis in
gonorrhea. Genitourin Med. 66:453-9.
Mandell, Douglas y Bennett. 1995. Enfermedades Infecciosas Principios y práctica. Cuarta
Edición.Chunchill Livingstone Inc, New York.
Ministerio de Salud de Chile. 1993.
Normas para el Manejo clínico de las ETS.
CAPÍTULO 14.2
TREPONEMA PALLIDUM
Leonardo Maggi y Roberto Jorquera
INTRODUCCIÓN
Treponema pallidum es el agente etiológico de la sífilis, una enfermedad de
transmisión sexual, que presenta características clínicas y secuelas que tiene una importante
connotación social.
T. pallidum, es una espiroqueta muy sensible a condiciones ambientales, como la
desecación y temperatura y el contacto con antisépticos suaves, por lo que su transmisión
requiere un contacto muy directo o muy constante.
La vía fundamental de transmisión de la enfermedad la constituyen las relaciones
sexuales. La transmisión a través de transfusiones sanguíneas prácticamente no existe, pero la
transmisión transplacentaria debe tenerse en cuenta. Aunque es probable que este
microorganismo sea capaz de atravesar la piel o las mucosas intactas, al parecer el mecanismo
de contagio es a través de erosiones en superficies húmedas.
CARACTERÍSTICAS DEL AGENTE
En el género Treponema, se encuentran bacterias comensales y patógenos humanos
exclusivos. Los treponemas patógenos se encuentran relacionados por su morfología,
antigenicidad, homología del DNA y por su capacidad para adherirse a células de mamífero.
Éstos agentes son de forma delgada y helicoidal. El citoplasma está rodeado por una
membrana citoplamática trilaminar, una capa de peptidoglicanos, una capa interna de
mucopéptidos (periplasto), una membrana lipoproteíca externa (lipopolisacárido) y una
membrana externa (rica en fosfolípidos).
Se moviliza con un movimiento rotatorio flotante y suele tener un movimiento
ondulante característico cerca del centro del microorganismo.
Los treponemas patógenos, incluido T. pallidum, no pueden ser cultivados in vitro.
Sólo pueden mantenerse viables en nitrógeno líquido (a menos de –70ºC) y en mamíferos
(ejemplo, testículos de conejos).
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236 Bacterias de importancia médica: Infecciones génito-urinarias
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PATOLOGIA E INMUNIDAD
T. pallidum, se adhiere a las células de la puerta de entrada, generalmente de las vías
genitourinarias y luego se disemina rápidamente por vía linfática y hematógena. En el
endotelio vascular, por el cual tiene gran afinidad, degrada la sustancia intercelular mediante
la mucopolisacaridasa (responsable de la adherencia bacteriana) y pasa así al espacio
perivascular, donde se produce destrucción estructural de los vasos con el desarrollo de una
endarteritis obliterante. Ésta interrumpe el riego sanguíneo de la piel o mucosa y genera una
ulceración (Chancro). Aunque la sintomatología es local, la infección está generalizada desde
las primeras horas del contagio; desde que éste se produce hasta que aparecen los primeros
síntomas de la enfermedad, suelen transcurrir unas 2-4 semanas (la duración del período de
incubación depende del inóculo treponémico y del estado inmunitario del hospedero, entre
otros factores, pudiendo ser hasta de 90 días). Esta lesión desaparece espontáneamente,
alrededor de la cuarta semana, proponiéndose que sería por anticuerpos que bloquearían la
entrada de treponemas a nuevas células.
Algunos autores han demostrado la permanencia de treponemas viables dentro de las
células durante años, lo que explicaría su cronicidad y las reactivaciones de la enfermedad. A
las seis semanas, aproximadamente, comienzan a aparecer las primeras manifestaciones del
período secundario. La enfermedad se presenta generalizada, afectando piel y mucosas, y
otros órganos. Se cree que este período sería consecuencia de una inmunodepresión debida a
la acción directa de la cápsula del treponema y a la presencia de inmunocomplejos circulantes.
El hospedero respondería de nuevo con un infiltrado linfoplasmocitario y macrófagos en el
lugar de la infección, que fagocitarían los treponemas no unidos a células. De nuevo, los
anticuerpos antimucopolisacaridasa bloquearían la unión a nuevas células y la formación de
cápsula y se resolvería así el período secundario. Este período de la sífilis se caracteriza por su
latencia. Después de dos años del contagio las manifestaciones clínicas suelen ser muy
infrecuentes y, cuando existen, en estos estadios tardíos adoptan un carácter histológico más
tuberculoide, como si en cierta manera la inmunidad celular se fuera recuperando.
En el 30%, aproximadamente, de los casos y tras un período entre 7 y 20 años o más, el
paciente puede evolucionar a la fase terciaria de la enfermedad, caracterizada por
manifestaciones cutáneas o viscerales, sobre todo cardiovasculares y nerviosas.
La sífilis se clasifica desde una perspectiva epidemiológica en cuanto a su
contagiosidad, en sífilis precoz y tardía, cuyo límite se ha fijado en los 2 años de la infección.
La sífilis precoz comprende los períodos primario y secundario y las latencias y
recidivas ocurridas en el paciente dentro de los primeros 2 años de la infección. Es muy
infecciosa y transmisible por vía sexual o transplacentaria; sin tratamiento, los síntomas
recidivan con mucha frecuencia, pero si aquél se instaura, la respuesta es rápida, sin secuelas
ni complicaciones.
La sífilis tardía, por el contrario, es poco contagiosa por vía sexual y excepcional por
vía transplacentaria. Puede producir lesiones crónicas y destructivas en múltiples órganos y
sistemas y su tratamiento es más difícil y con resultados incompletos y muchas veces de
Treponema pallidum
237
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dudosa interpretación.
CLÍNICA
Las manifestaciones clínicas de la sífilis se engloban cronológicamente en distintos
períodos:
1. Período primario (sífilis primaria):
Se caracteriza por el chancro, las adenopatías satélites y la impregnación treponémica
generalizada. El chancro es la primera manifestación aparente de la sífilis y se localiza en el
punto de inoculación del treponema. Se caracteriza por una erosión o ulceración indolora,
circunscrita y de contornos redondeados u ovales. Su superficie es en general lisa, brillante y
de aspecto barnizado y suele exudar una serosidad limpia o ligeramente turbia, sin tendencia a
la formación de costras. La base indurada del chancro es uno de sus caracteres primordiales.
La lesión suele ser única, aunque en un tercio de los casos pueden ser múltiples.
En la mayoría de los casos, la localización del chancro es genital o perigenital, pero
también puede ser extragenital. En el varón la localización más común es el surco
balanoprepucial. En la mujer, la localización más común es el cuello del útero, donde sólo
una exploración ginecológica puede detectarla; esto tiene gran importancia epidemiológica en
la transmisión de la enfermedad, porque la mujer no se percata de la lesión, que además, es
asintomática. Con menor frecuencia el chancro aparece en los labios mayores y menores y en
la horquilla vulvar. La localización extragenital más frecuente es la boca.
La septicemia treponémica persiste y se acentúa durante este primer estadio completa
el síndrome primario de la sífilis.
A las 3-5 semanas, el chancro cura y deja una cicatriz discretamente indurada y en
ocasiones una pigmentación residual hipocrómica o hiperpigmentada.
2. Período secundario (sífilis secundaria):
Manifestaciones generales. Los signos y síntomas de compromiso del estado general,
como febrículas o pérdida de peso, pueden acompañar o preceder a las lesiones de la piel y de
las mucosas. El compromiso ganglionar linfático se encuentra casi siempre presente en la
sífilis secundaria. Son microadenopatías (0,5-2 cm) generalizadas, no dolorosas, de
consistencia aumentada a la palpación. A menudo se comprueba esplenomegalia, así como
también hepatomegalia dolorosa.
Manifestaciones cutáneas y mucosas. En este período, son extraordinariamente
polimorfas y diseminadas o localizadas en algunas áreas anatómicas. En general, las lesiones
cutáneas que aparecen en este período reciben el nombre de sifílides; morfológicamente,
según la lesión elemental, pueden ser de dos tipos: maculares o papulosas.
238 Bacterias de importancia médica: Infecciones génito-urinarias
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Como manifestaciones localizadas de las sifílides papulares existen dos cuadros
clínicos importantes por su frecuencia: los condilomas planos y las sifílides palmoplantares.
Los primeros suelen ser de aparición precoz, a los 3-6 meses de la infección. Son lesiones
papulares, que pueden confluir en placas elevadas en meseta, con cierta tendencia vegetante,
húmedas, exudativas y maceradas. Debido a que se localizan en la zona perianal, región
inguinal y las regiones genitales, son muy contagiosos. Las sifílides palmoplantares suelen ser
la manifestación más frecuente y característica de la sífilis en este período.
Se observan también máculas blanquecinas en las mucosas labial y oral. Las comisuras
labiales pueden verse también afectadas (rágades sifilíticas). Una manifestación relativamente
frecuente es la alopecia sifilítica, que se caracteriza por presentarse en forma de múltiples
focos mal delimitados (alopecia apolillada), con predominio en la región temporoccipital y
retroarticular. Puede también afectar las cejas y la barba. La caída cede a las 3 semanas,
produciéndose a continuación la recuperación del cabello. Si el paciente no recibe tratamiento,
las manifestaciones mucocutáneas se reproducen en brotes.
Otras manifestaciones: Durante este período puede presentarse incluso nefritis,
iridociclitis y/o artritis, entre otras.
3. Período terciario clásico (sífilis tardía):
La sífilis tardía agrupa los cuadros clínicos que sobrevienen a partir del segundo año
de la evolución de la sífilis y se caracteriza también por estados latentes de la enfermedad
(latencias tardías). La sífilis tardía comprende cuadros clínicos cutáneomucosos (lesiones
nodulares y noduloulceradas), osteoarticulares, sífilis cardiovascular y neurosífilis.
En relación con su pronóstico se denomina sífilis tardía benigna a la sífilis
cutaneomucosa y del sistema óseo, mientras que la enfermedad cardiovascular y la neurosífilis
tienen peor pronóstico. La sífilis tardía sintomática es hoy día poco frecuente. Sin embargo,
debido a la infección por el HIV están describiéndose cuadros clínicos de sífilis tardía en
períodos que cronológicamente corresponden a los primeros 2 años de la infección sifilítica.
Sífilis congénita
El contagio del feto se produce a través de la placenta de la madre sifilítica. El feto se infecta
en períodos tempranos del embarazo, pero los cambios anatomoclínicos no se observan hasta
que madura el sistema inmunológico del niño, que suele ocurrir al quinto mes. La probabilidad
de que una mujer embarazada no tratada, durante el primer año de su enfermedad, contagie al
feto la sífilis es del 90%. En caso de que el feto se haya contagiado durante los primeros
meses del embarazo, suele morir in utero. Por lo general, si una mujer embarazada padece una
sífilis de menos de 2 años de evolución y no ha recibido tratamiento, presenta una posibilidad
del 30% de sufrir un aborto y otro 30-40% de muerte neonatal; de los que sobreviven, el 30%
suele desarrollar una sífilis congénita. Existen dos cuadros clínicos bien diferentes de sífilis
congénita: la forma congénita precoz, en la que los síntomas aparecen en los primeros 2 años
de la vida del niño, y la forma congénita tardía, cuyos síntomas se manifiestan a partir de los 2
Treponema pallidum
239
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años de vida. En la sífilis congénita precoz los niños tienen bajo peso y el aspecto general de
la piel es arrugada, como deshidratada. Los trastornos más frecuentes son alteraciones de la
radiología ósea (40-85%), que afectan más a menudo las metáfisis de los huesos largos. Es
frecuente también la aparición de una rinorrea seropurulenta (72%) desde los primeros días
del nacimiento. Con cierta frecuencia se presentan diversas erupciones cutáneas (44-70%) a
modo de exantemas simétricos y ampliamente distribuidos y el pénfigo sifilítico, con ampollas
serohemorrágicas localizadas en las palmas y las plantas. Suele haber hepatosplenomegalia y
alteraciones del hemograma.
La sífilis congénita tardía se diagnostica en niños de más de 2 años de edad y sus
manifestaciones fundamentales se clasifican en tres grandes grupos:
1.
Afectación del sistema nervioso.
2.
Lesiones características de la propia enfermedad, como queratitis parenquimatosa
intersticial; esta lesión es la más frecuente y muy grave, ya que evoluciona
dejando lesiones corneales de diversa magnitud, siendo la más grave la ceguera
total bilateral. La hipoacusia por afectación del VIII par craneal es un síntoma
tardío, pero característico.
3.
Estigmas de la sífilis congénita: en el 40% de los enfermos con sífilis congénita
manifiesta presentan secuelas o malformaciones, como nariz en silla de montar,
frente olímpica, alteraciones dentarias, rágades peribucales, sordera y tibia en
sable.
EPIDEMIOLOGÍA
La gran mayoría de los pacientes con sífilis, la adquiere por vía sexual, de ésta forma el
grupo etario más afectado es el de los 15 a 30 años, por ser el grupo sexualmente más activo.
Existe mayor riesgo de contagio al tener contacto sexual con un paciente al inicio de su
enfermedad, cuando presenta condilomas planos, chancro y/o un foco mucoso.
Progresivamente, con el tiempo el riesgo va disminuyendo hasta los 4 años de adquirida la
enfermedad, luego de lo cual el paciente ya no es capaz de transmitir la sífilis.
La adquisición de la sífilis también es posible al besar o tocar a un individuo que tiene
lesiones activas. La vía transplacentaria, a través del canal del parto, también es importante.
La inoculación directa accidental y a través transfusión de sangre y otros productos
sanguíneos son poco frecuentes en la actualidad.
Hacia mediados de los años 80 se observó una disminución de casos nuevos en la
población homosexual, sin embargo, paralelamente aumenta la incidencia de pacientes
heterosexuales, lo que se confirme con el incremento de la sífilis en mujeres y los neonatos
(sífilis congénita).
240 Bacterias de importancia médica: Infecciones génito-urinarias
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Hoy en día es fundamental en el control de la enfermedad, la búsqueda de todos los
contactos y el tratamiento de todos los expuestos recientemente a menos que se pueda
asegurar su seguimiento con exámenes.
El año 1999 hubo 3.797 casos de sífilis, notificados en Chile y el año 2000, se
registraron 3.680 casos, lo que proporciona una tasa de morbilidad del 25,7 % y 24,2 %,
respectivamente.
Actualmente, en nuestro país se notifican más casos de sífilis que gonorrea. En 1999
hubo 1.407 casos menos de gonorrea (2.390 pacientes con la enfermedad). En el año 2000, se
observa lo mismo, se notificaron 2.488 casos de gonorrea versus 3.680 casos de sífilis. En
total, hubo 1.192 casos menos de gonorrea en ese año. Por otro lado, El número de casos de
sífilis en la mujer embarazada fue de 420 en el año 1998 y 453 en 1999.
Respecto sífilis congénita, se declararon 79 casos en 1999 y en el año 2000, 85 casos.
Frente al desafío planteado en la OMS, por los países latinoamericanos, de eliminar la sífilis
congénita entre los años 2001 y 20002, Chile se ha sumado a esta tarea. Debido a que la sífilis
congénita, es una consecuencia de la enfermedad no tratada o tratada inadecuadamente,
durante el embarazo, es en esta población en la que se está trabajando, con el fin de detectar
todos los casos y dar tratamiento adecuado.
DIAGNÓSTICO
La sífilis constituye una de las pocas enfermedades, de etiología bacteriana, cuyo
diagnóstico de laboratorio se hace fundamentalmente a través de métodos indirectos
(detección de anticuerpos específicos).
Existen algunos métodos directos, como la microscopía de campo oscuro, la que se
realiza tomando una muestra desde el exudado del chancro y luego se observa en un
microscopio de campo oscuro. De esta forma, se aprecian abundante treponemas móviles, lo
que permite un diagnóstico de certeza. Sin embargo, este método no se utiliza en todos los
laboratorios debido a que posee algunas dificultades, como la fragilidad del treponema, el que
sólo permanece móvil unos 3 a 5 minutos, incluso en cámaras húmedas a 37ºC, y el requisito
de poseer un microscopio de alta calidad.
Entre los métodos actuales, aún en investigación, se encuentra la utilización de PCR
(reacción en cadena de la polimerasa), la que ha sido aplicada utilizando LCR, líquido
amniótico y sangre de recién nacidos.
Como se mencionó, el diagnóstico indirecto es sin duda el más utilizado. Este se basa
en la demostración de anticuerpos en el suero del paciente, mediante la realización de diversas
reacciones serológicas. La respuesta del hospedero frente a la invasión por el treponema da
lugar a la aparición de anticuerpos dirigidos frente a dos tipos de antígenos: los antígenos
lipídicos resultantes de la acción del treponema contra el tejido del hospedero y los
componentes antigénicos propios de T. pallidum.
Treponema pallidum
241
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Entre las pruebas serológicas inespecíficas, reagínicas o no treponémicas, que
pesquisan anticuerpos no treponémicos, se utilizan actualmente pruebas de aglutinación o
precipitación. Actualmente, las pruebas no treponémicas más se utilizadas son el VDRL
(“Venereal Disease Research Laboratory”) y el RPR (“rapid plasma reagin”). Son técnicas
sencillas, rápidas, baratas y fáciles de reproducir. Tienen la ventaja de poder dar los resultados
cualitativa y cuantitativamente. Estas pruebas, se utilizan por su sensibilidad para la detección
sistemática en mujeres embarazadas, en los pacientes con enfermedades de transmisión sexual,
en donantes de sangre y pacientes infectados por el HIV, pero tienen la desventaja de tener
baja especificidad, por lo que es necesaria la utilización de pruebas treponémicas de
confirmación.
Las pruebas no treponémicas detectan la presencia de anticuerpos, no protectores, en el
suero, pero no lo hacen hasta después de 3-5 semanas de la infección, por lo que durante el
período primario de la infección (chancro con adenopatía) la prueba sólo es positiva en el
59-87% de los casos. En la práctica clínica, una serología no treponémica negativa en la fase
de chancro y adenopatía no descarta necesariamente una sífilis. Con la evolución de la sífilis,
el RPR y la VDRL se van positivizando hasta llegar al 100% en el período secundario. En los
períodos latentes precoces, la serología sigue siendo generalmente positiva y en el tercer
período la positividad es del 90% e incluso baja el porcentaje mientras evoluciona la
enfermedad. En la neurosífilis se encuentra una elevada frecuencia de LCR positivos, pero
mucho menos en el suero. La utilización de estas pruebas serológicas cuantitativamente las
hace muy valiosas desde el punto de vista práctico para controlar la eficacia del tratamiento.
La respuesta a éste se expresa por un descenso del título de anticuerpos e, incluso, la
negativización de las pruebas en un tiempo proporcional al período de evolución de la sífilis
en que se ha tratado. Si el tratamiento se ha realizado en los primeros meses de la infección, la
negativización de las pruebas inespecíficas se produce generalmente en 3 o 6 meses, y si el
tratamiento se efectuó en el segundo período bien instaurado, esto se producirá posiblemente
al cabo de12 o 18 meses. En este tiempo de negativización y si el enfermo ha sido bien tratado
se realizarán controles de serología inespecífica cada 3-6 meses con petición de la titulación
porque ésta debe ir descendiendo progresivamente hasta la negativización. En caso que la
titulación ascienda de nuevo por encima de dos diluciones del último control, puede haber
ocurrido un defecto de técnica en el laboratorio o una nueva reinfección sifilítica. A pesar de
un tratamiento correcto, en pacientes con estadios más avanzados de la sífilis, no suele
negativizarse la serología y queda como un estigma o cicatriz serológica de por vida, pero con
titulaciones muy bajas. Jamás se debería realizar un diagnóstico de sífilis a partir de una sola
prueba serológica no treponémica positiva. Ésta debería confirmarse siempre con una prueba
serológica específica o treponémica (MHA-TP, FTA-Abs), solicitando la titulación de
anticuerpos de pruebas no treponémicas, para el control posterior del tratamiento. Las pruebas
inespecíficas tienen el inconveniente de presentar falsos positivos con cierta frecuencia en
enfermedades autoinmunes (lupus eritematoso sistémico [LES], periarteritis nudosa, artritis
reumatoide), infecciones agudas (hepatitis víricas, mononucleosis infecciosa, paludismo,
neumonía vírica) y crónicas (hepatitis crónica, lepra, tuberculosis [TBC], fiebre recurrente,
leptospirosis) y en algunos estados, como en el embarazo y en los adictos a drogas por vía
parenteral.
242 Bacterias de importancia médica: Infecciones génito-urinarias
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Actualmente, las pruebas serológicas específicas o treponémicas que se utilizan para
detectar anticuerpos frente a T. pallidum son la de la inmunofluorescencia directa (FTA-Abs),
las pruebas de hemaglutinación (MHA-TP o TPHA) y, más recientemente, los métodos de
enzimoinmunoanálisis (EIA). La prueba de inmovilización del treponema (TPI) es un método
clásico muy específico que se utilizó como referencia durante muchos años, pero su alto costo
y complejidad técnica no permiten mantenerla actualmente. De forma sistemática, suelen
utilizarse las MHA-TP y la FTA-Abs.
Mención aparte merece el diagnóstico de laboratorio de la neurosífilis, ya que ésta no
puede diagnosticarse con las pruebas serológicas anteriormente descritas, pues carecen de
sensibilidad o especificidad en el diagnóstico a partir del LCR. Los parámetros biológicos que
deben utilizarse en el diagnóstico de la neurosífilis son: reactividad de las pruebas no
treponémicas (VDRL, no es válido el RPR) y/o treponémicas y el aumento de células (más de
5 células/mm3) y de proteínas (más de 45 mg/dL) en LCR.
Para establecer el diagnóstico de laboratorio de sífilis congénita hay que diferenciar
los anticuerpos maternos (IgG) transferidos pasivamente a través de la placenta y los propios
del feto (IgM). Las pruebas serológicas se realizan de modo cuantitativo inicialmente a los 3 y
6 meses, ya que los anticuerpos desaparecerán de forma progresiva si son debidos a una
transferencia pasiva. Así pues, para confirmar una sífilis congénita las pruebas serológicas
FTA-Abs, anti-IgM y las pruebas de EIA serían las más adecuadas.
Infección sifilítica asociada a la infección por el HIV:
La coexistencia de ambas infecciones en un paciente es relativamente elevada. Al
parecer, el HIV interfiere en la historia natural de la sífilis modificando su evolución y las
manifestaciones clínicas. El clásico chancro sifilítico cambia su aspecto y muestra un gran
tamaño, con bordes más necróticos; tarda más en desaparecer y es frecuente el hallazgo de
otras infecciones asociadas.
Las manifestaciones cutáneomucosas del período secundario se hacen más extensas y
tienden a generalizarse. Al parecer, la enfermedad tiende a progresar hacia una neurosífilis en
forma muy rápida, no respetando los plazos clásicos. Por otra parte, la serología no sirve de
mucho debido a que, generalmente es negativa
TRATAMIENTO Y PREVENCIÓN
El tratamiento de elección de la sífilis sigue siendo la penicilina, puesto que el
treponema no ha evidenciado resistencia. En el tratamiento de la sífilis de menos de un año de
evolución se administra penicilina G benzatina, 2,4 millones de unidades, en dosis única por
vía intramuscular. En pacientes alérgicos a la penicilina se utiliza doxiciclina, 100 mg, 2 veces
al día, durante 2 semanas por vía oral (excepto embarazadas). En mujeres embarazadas
alérgicas a la penicilina o en pacientes con alteraciones gastrointestinales o vértigos debido a
las tetraciclinas se administra eritromicina (etilsuccinato), 500 mg, 4 veces al día, durante 2
Treponema pallidum
243
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semanas por vía oral. Al ser las tasas de curación sólo del 90%, en las embarazadas se tratará
siempre al recién nacido con penicilina y a la madre con la pauta de doxiciclina después del
parto.
La pauta de elección en el tratamiento de la sífilis de más de un año de evolución es la
penicilina G benzantina por vía intramuscular, 7,2 millones de unidades totales, repartidas en
3 dosis de 2,4 millones de unidades por semana, durante 3 semanas.
En el tratamiento de la neurosífilis se recomienda como pauta de elección la penicilina
G acuosa, administrando 2-4 millones cada 4 h por vía intravenosa, durante 10-14 días,
seguida de penicilina G benzatina, 2,4 millones de unidades por semana durante 3 semanas,
por vía intramuscular. Como pauta alternativa en los pacientes alérgicos a la penicilina se
administrará doxiciclina,100 mg/12 h por vía oral durante 4 semanas. Esta pauta se
recomienda sólo en pacientes con antecedentes de accidentes muy graves con la penicilina, ya
que su eficacia en neurosífilis no se ha demostrado totalmente, como tampoco el paso de la
doxiciclina en el LCR.
En la sífilis congénita la pauta recomendada es penicilina G cristalina,
100.000-150.000 U/kg/día, administrada en dosis de 50.000 U/kg cada 8-12 h por vía
intravenosa durante 10-14 días.
244 Bacterias de importancia médica: Infecciones génito-urinarias
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Normas para el Manejo clínico de las
CAPÍTULO 14.3
CHLAMYDIA TRACHOMATIS
Y MICOPLASMAS UROGENITALES
María Antonieta Cruz y María Angélica Martínez
CHLAMYDIA TRACHOMATIS
C.trachomatis es un patógeno de reservorio humano exclusivo con una amplia
distribución mundial. Actualmente está clasificada en 19 serovariedades según las diferencias
antigénicas ó genéticas en los epitopes de la proteína principal de la membrana externa Omp1:
A, B, Ba y C; D K y L1-L3.
Los serotipos A, B, Ba y C, causan una forma crónica de queratoconjuntivitis, llamado
tracoma, que constituye la principal causa de ceguera en Africa y Asia.
Los serotipos D a K de C.trachomatis se transmiten por vía sexual ó vertical.
Constituyen una de las infecciones de transmisión sexual (ITS) más frecuentes en el mundo y
la más cara después de la infección por el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH). Los
costos son atribuidos a las secuelas, a menudo irreversibles, de la infección en la mujer, como
son la enfermedad inflamatoria pelviana (EIP), los embarazos ectópicos y la infertilidad.
A pesar de su impacto en la salud, la infección es frecuentemente subdiagnosticada
pues se presenta en forma asintomática en una gran proporción de los casos. Se ha demostrado
que 70 a 90% de las infecciones por C.trachomatis en la mujer son asintomáticas, pudiendo
persistir por meses o años. En 10 a 40% de los casos de infección cervical se produce el
ascenso de la infección al tracto genital superior y el desarrollo de un proceso inflamatorio
pelviano. Por otra parte, la EIP suele presentar síntomas muy leves ó ser asintomática, lo que
explica que en alrededor del 85% de los casos, la consulta médica ocurra tardíamente, dando
la oportunidad al microorganismo de causar daño a la mucosa tubaria, mediado por
hipersensibilidad.
C.trachomatis es también la causa del 30-50% de las uretritis no gonocócica (UNG)
en el hombre. La infección uretral suele ser sintomática, aunque se describe no menos de 10%
de infecciones asintomáticas, especialmente en adolescentes.
Aproximadamente el 50% de los recién nacidos (RN), por parto vaginal, adquiere la
infección al pasar por el canal del parto infectado. La conjuntivitis es la forma clínica más
frecuente de infección, presentándose entre la 1ª y 2ª semana de vida. La 2ª manifestación
clínica en frecuencia, es la neumonía que se presenta en lactantes entre las 4 y las 12 semanas
de vida.
Finalmente, los serotipos LGV (L1, L2, L2a y L3) son los agentes del
Linfogranuloma venéreo, enfermedad venérea clásica, prevalente en algunas regiones
tropicales del mundo. Los serotipos LGV invaden los ganglios linfáticos regional al sitio de
entrada, causando linfadenopatía significativa.
El diagnóstico de C. trachomatis en un laboratorio clínico se efectúa mediante
inmunoensayos como la inmunofluorescencia (IF) directa con anticuerpos monoclonales o a
través de detección de ADN por PCR.
245
246 Bacterias de importancia médica: Infecciones génito-urinarias
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El tratamiento de C. trachomatis en pacientes con ITS, se efectúa principalmente con
doxiciclina, mientras que en embarazadas y recién nacidos se utilizan macrólidos como los
antimicrobianos de elección.
MICOPLASMAS UROGENITALES
Se describen actualmente tres especies de Micoplasmas urogenitales:
-
Mycoplasma hominis
Mycoplasma genitalium
Ureaplasma spp.
Estos microorganismos se adquieren generalmente al inicio de la actividad sexual y
pueden persistir indefinidamente en el tracto genital. Causan generalmente infecciones
genitales asintomáticas.
Importancia clínica
M. hominis se aisla en pacientes con Vaginosis bacteriana, en asociación polimicrobiana con
Gardnerella y especies de anaerobios. Ocasionalmente puede ocasionar infecciones
ascendentes. No causa enfermedad en hombres.
M. genitalium causa UNG en el hombre y cervicitis en la mujer.
Ureaplasma spp. causa UNG en el hombre. Existe una alta tasa de colonización, 60-80% en
mujeres, pero no causa signos ó síntomas de infección genital en la mujer. Ocasionalmente
puede causar infecciones ascendentes en la embarazada, asociándose con parto prematuro.
El diagnóstico de M. hominis y Ureaplasma spp. se realiza por cultivo en medios
especiales que tienen una alta proporción de suero de caballo, el que aporta esteroles para
estabilizar su membrana celular. El crecimiento se observa entre 24-72 horas por viraje de
color de los medios por alcalinización: caldo arginina para M.hominis y caldo urea para
Ureaplasma spp.
El diagnóstico de M. genitalium se efectúa por PCR. El aislamiento en medios de
cultivo no es clínicamente relevante, porque requiere 30-60 días y se ve generalmente
superado por el crecimiento de los otros Micoplasmas.
Las muestras clínicas apropiadas para el diagnóstico de Micoplasmas genitales son
secreción vaginal, cervical ó uretral, dependiendo del diagnóstico clínico y la especie a
detectar. Como alternativa a la secreción uretral, se puede tomar orina 1er chorro en el varón.
Las muestras deben ser depositadas en medio de transporte PPLO ó 2SP y transportadas en
hielo.
Los Micoplasmas genitales son susceptibles a tetraciclinas y macrólidos. Sin embargo,
lo fundamental en terapia antimicrobiana es analizar los posibles beneficios de tratamiento,
evitando así tratamientos innecesarios y resistencia antimicrobiana.
Chlamydias y Micoplasmas urogenitales 247
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CAPÍTULO 14.5
INFECCIÓN DEL TRACTO URINARIO
Lorena Porte
INTRODUCCIÓN
El tracto urinario normal es estéril, excepto el tercio distal de uretra donde existe
microbiota comensal. Las infecciones del tracto urinario se encuentran entre las más
frecuentes en humanos y en su mayoría, son causadas por un pequeño número de especies
bacterianas.
EPIDEMIOLOGÍA
La infección urinaria afecta tanto a personas previamente sanas como a pacientes
comprometidos o debilitados y abarca todos los grupos etareos. Durante la infancia (recién
nacidos y lactantes) esta infección alcanza una frecuencia de 1-2% y es más prevalente en el
sexo masculino hasta el tercer mes de vida. Posteriormente, predomina en niñas.
En la etapa preescolar, la infección es más frecuente en el sexo femenino. Debido al
riesgo de daño renal asociado a ITU en esta etapa de la vida, lo que determina un grupo de
mayor susceptibilidad a la infección y a sus complicaciones en la edad adulta, el manejo de
esta patología debe incluir siempre un estudio anátomo-funcional completo, tanto en niños
como en niñas.
En adolescentes y adultos existe un predominio muy importante de estas infecciones en
el sexo femenino, principalmente en el grupo etareo entre 20 y 40 años (1-3%), con una
relación hombre:mujer de 1:30. Esta proporción se debe a la presencia de factores
predisponentes en mujeres, tales como:
-
menor distancia colon-meato uretral
-
uretra más corta
-
proximidad meato urinario-vagina
-
actividad sexual (favorece ascenso de gérmenes)
-
hiperestrogenismo (ACO, embarazo)
La prevalencia global de ITU en el adulto mayor es superior que en otras edades y la
relación hombre:mujer es de 1:2. Esta mayor frecuencia en ambos sexos se relaciona con la
aparición de patologías como uropatía obstructiva (adenoma prostático), prolapso uterino,
incontinencia fecal y una mayor frecuencia de instrumentalización de la vía urinaria y de uso
253
254 Bacterias de importancia médica: Infecciones génito-urinarias
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de sonda Foley. También constituyen importantes factores predisponentes, la
institucionalización y el estado de postración en que se encuentran algunos de estos pacientes.
ETIOLOGÍA
La mayoría de las infecciones urinarias son causadas por bacterias de la microbiota
intestinal. El microorganismo más frecuente, tanto a nivel intra como extra hospitalario es E.
coli.
En la comunidad, los grupos de mayor riesgo son las niñas menores de 10 años y las
mujeres en edad fértil. El 95% de estas ITU son causadas por un agente bacteriano único y
sólo el 5% son polimicrobianas.
En cambio, a nivel intrahospitalario el 80% de las infecciones urinarias se asocian con
el uso de catéter urinario. El 85% son causadas por un solo agente y hasta el 15% pueden ser
polimicrobianas.
Tabla 14.5-1: Agentes etiológicos de ITU*.
Agente
E. coli
Proteus mirabilis
Klebsiella
Enterococcus
Staphylococcus saprophyticus
Otros
Extrahospitalaria (%)
89,2
3,2
2,4
2,0
2,0
Intrahospitalaria (%)
52,7
12,7
9,3
7,3
-
1,2
Pseudomonas
Acinetobacter
Enterobacter
Proteus no mirabilis, Serratia
Candida, S. epidermidis, S. aureus
*R. Camponovo, comunicación personal
6,0
4,0
1-3
Infección del tracto urinario 255
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PATOGENIA
Existen dos posibles vías de invasión del tracto urinario:
1. Vía ascendente:
Es la más frecuente e importante. Las bacterias causales son de origen fecal, por
lo que generalmente corresponden a bacilos Gram negativos. Los
microorganismos ascienden por la uretra luego de colonizar el introito vaginal y
el área periuretral.
2. Vía hematógena:
Es mucho menos frecuente que la vía ascendente (aprox. 3%). A partir de un
foco primario de infección, se produce bacteremia que permite la llegada de los
microorganismos al tracto urinario. Generalmente involucra bacterias Gram
positivas (Ej: S. aureus).
Aunque E. coli es el agente más frecuente de ITU, sólo unos pocos serogrupos son
responsables de la mayoría de las infecciones (O1, O2, O4, O6, O7, O75 y O150). Este hecho
ha dado origen al concepto de clones de E. coli uropatógena los que se seleccionarían de entre
la microbiota fecal, por la presencia de factores de virulencia que les permiten colonizar e
invadir el tracto urinario.
El factor de virulencia más importante para esta bacteria es su habilidad de adherirse a
las células uroepiteliales. Esta adherencia está mediada por fimbrias específicas localizadas en
la superficie bacteriana y de las cuales existen dos tipos. Las fimbrias tipo 1 se adhieren a
receptores presentes en el mucus urinario, asociándose a ITU baja. Las fimbrias P, en cambio,
encuentran sus receptores a nivel renal pudiendo producir ITU alta (pielonefritis).
Otros factores de virulencia involucrados en la infección urinaria incluyen resistencia
al poder bactericida del suero y a la fagocitosis, existencia de mecanismos que facilitan la
adquisición de nutrientes y la producción de toxinas.
Exceptuando la mucosa uretral, el tracto urinario normal es resistente a la colonización
bacteriana y capaz de eliminar rápida y efectivamente a los microorganismos que logran
acceso a la vejiga. Esta capacidad es producto de varios mecanismos de defensa
antibacteriana, tales como la micción, válvulas vésico ureterales, osmolaridad y pH urinario,
contenido de úrea, acción bactericida del líquido prostático, revestimiento proteico
antiadherente de la vejiga, IgA antiadherente e inflamación.
256 Bacterias de importancia médica: Infecciones génito-urinarias
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CLÍNICA
El término “infección del tracto urinario” se refiere a un conjunto de sindromes
clínicos y no a una sola enfermedad. Los cuadros más frecuentes son bacteriuria asintomática,
cistitis (ITU baja) y pielonefritis (ITU alta). Algunos pacientes desarrollan “infecciones
urinarias complicadas”. Este término se refiere a las infecciones en individuos con
anormalidades congénitas o adquiridas de las vías urinarias.
Otros sindromes menos frecuentes incluyen prostatitis aguda, abscesos intrarrenales o
perinefríticos e ITU bacterémica.
Bacteriuria asintomática:
Se define como la presencia de un recuento significativo de bacterias en la orina en
ausencia de síntomas. Su significado clínico es controversial excepto en ciertos grupos de
pacientes, incluyendo niños con reflujo vésicoureteral (por riesgo de daño renal asociado a
ITU clínicamente silenciosa), embarazadas (por riesgo de progresión a ITU severa y daño al
fetal), y pacientes que van a ser sometidos a procedimientos invasivos en la vía urinaria (por
riesgo de bacteremia secundaria a la instrumentalización).
Este síndrome es especialmente frecuente en ancianos, los que en su mayoría
permanecen asintomáticos y evolucionan sin daño renal hacia la negativización del urocultivo.
En sujetos con catéter urinario, la bacteriuria asintomática generalmente corresponde a
colonización y casi siempre se elimina en forma espontánea una vez retirada la sonda.
Cistitis:
Es la forma clínica más frecuente de ITU. Se refiere a aquellas infecciones confinadas
a vejiga. Clínicamente, se manifiesta por disuria, urgencia miccional, tenesmo vesical,
polaquiuria, orina turbia y ausencia de síntomas o signos sistémicos (ej: fiebre).
Pielonefritis:
Implica compromiso de la vía urinaria superior (riñón y pelvis renal). Se caracteriza
por dolor o sensibilidad en el flanco correspondiente al riñón afectado acompañado de
evidencias de respuesta inflamatoria sistémica (fiebre, compromiso del estado general,
náuseas). Los síntomas de compromiso vesical pueden o no estar presentes.
Infección del tracto urinario 257
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DIAGNÓSTICO
Toma de muestra:
El análisis de una muestra depende principalmente de su calidad. Esto es
particularmente cierto en el caso de la orina, pues aún utilizando métodos invasivos de
recolección, existe la posibilidad de contaminación con bacterias provenientes de la
microbiota cutánea, perineal o uretral. Los métodos de toma de muestra más utilizados son:
Punción suprapúbica y cateterización: La aspiración suprapúbica es el “gold standard” para
determinar la presencia de bacterias a nivel vesical. Consiste en la aspiración
transcutánea directa de orina desde la vejiga utilizando técnica aséptica.
Otro método más comúnmente usado y que permite obtener el mismo tipo de muestra,
es la cateterización. Aunque en ocasiones se pueden introducir pequeñas cantidades de
microorganismos durante la inserción del catéter, su presencia en la orina generalmente
no altera la interpretación del cultivo.
Estas técnicas se indican en pacientes pediátricos y en casos en que la interpretación de
los resultados se hace difícil utilizando otros métodos de toma de muestra.
Orina de segundo chorro: Es la técnica más frecuentemente utilizada ya que no es invasiva.
Con el fin de evitar la contaminación, previo a la toma de la muestra se realiza un aseo
prolijo de la vulva o del glande según sea el caso. Luego, el primer chorro de orina es
eliminado para limpiar la uretra y se recolecta el segundo chorro en un recipiente estéril
(al menos 3 ml). La utilización de esta técnica requiere de un paciente capaz de
comprender las instrucciones y de cooperar.
Orina obtenida por recolector: Es una técnica no invasiva de recolección de orina que se
utiliza en niños que aún no tienen control voluntario de la micción. Debido a la alta
probabilidad de contaminación con microbiota perineal, los cultivos de estas muestras
sólo se consideran significativos cuando son negativos. Los resultados positivos
deberían confirmarse por punción suprapúbica o cateterización.
Catéteres urinarios a permanencia (>24 horas): Las sondas Foley que han estado colocadas por
más de 24 horas, generalmente desarrollan una microbiota microbiana diferente a la que
el paciente efectivamente presenta en su tracto urinario. Por esta razón, las muestras de
orina tomadas a partir de los catéteres urinarios no son fidedignas.
Debido a lo anterior, cuando se requiera un urocultivo en un paciente cateterizado, se
recomienda primero cambiar la sonda (si ha estado en posición por más de 24 horas).
Una vez colocado el nuevo catéter debe dejarse fluir orina y luego puncionar la sonda,
previa desinfección, en la zona más próxima a la uretra evitando tomar contacto con los
genitales.
258 Bacterias de importancia médica: Infecciones génito-urinarias
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Transporte de la muestra:
La orina recolectada en un recipiente estéril debe ser transportada al laboratorio a la
brevedad posible, acompañada de una orden de examen que especifique el método de
recolección utilizado.
El transporte rápido de la muestra al laboratorio es fundamental, pues la interpretación
de los resultados del cultivo se basa en recuentos bacterianos.
E. coli se replica cada 20-30 minutos, por lo que la demora en el procesamiento de la
orina se traducirá en resultados poco confiables. Si no es posible el transporte inmediato, la
muestra debe refrigerarse a 4oC por un máximo de 24 horas.
Procesamiento de la muestra:
A)
Examen microscópico:
Es el primer paso en el diagnóstico de laboratorio de una infección urinaria. Este
examen generalmente se realiza de dos formas:
1. Sedimento urinario
Una muestra de orina centrifugada es examinada en busca de bacterias y
leucocitos.
2. Tinción de Gram
Es uno de los métodos más rápidos, confiables y baratos de estimar bacteriuria
en recuentos >105 UFC/ml y >8-10 leucocitos/µl. Una muestra (0,001 ml) de
orina bien mezclada, no centrifugada, se coloca en un portaobjeto y se deja
secar al ambiente. El frotis se fija con calor o metanol y se tiñe. La detección de
≥ 1 bacteria por campo de inmersión se correlaciona con un recuento de
colonias ≥ 105 UFC/ml, con una sensibilidad de 85%.
B)
Cultivo:
Es el “gold standard” para el diagnóstico de infección urinaria.
Un volumen de 0.001ml de orina se siembra en dos placas, una de agar sangre y otra de
agar MacConkey, las que se incuban a 35-37ºC por 18-24 horas, en atmósfera
ambiental. Luego de este período de incubación, se cuenta el número de colonias
(unidades formadoras de colonias, UFC) en el cultivo y este número se multiplica por
1000, lográndose una estimación del recuento de bacterias presentes originalmente en
la orina del paciente. El resultado se informa como UFC por ml.
E. H. Kass demostró que existía una clara asociación entre un recuento >105
UFC/ml en muestra de orina de segundo chorro e ITU, por lo que se considera este
recuento como indicador de infección. Si bien la mayoría de las cistitis y pielonefritis
Infección del tracto urinario 259
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se detectan correctamente utilizando este punto de corte, el criterio no es aplicable a
algunas situaciones que frecuentemente se encuentran en clínica (Ejemplo mujeres
sintomáticas con recuentos menores; niños, en quienes las infecciones pueden
manifestarse con recuentos de 103 a 104 UFC, etc.). Para estos pacientes especiales, se
ha propuesto aceptar recuentos menores como significativos, situación que debe
evaluarse en cada caso.
En el caso de muestras tomadas por punción vesical, cualquier recuento se
considera significativo.
TRATAMIENTO Y PREVENCIÓN
Las drogas de elección para el tratamiento de ITU son aquellas que cubren bacilos
Gram negativos (espectro reducido) y que logran concentraciones adecuadas a nivel del tracto
urinario. Aunque se dispone de variadas alternativas, el uso de determinadas drogas se
encuentra limitado fundamentalmente por la creciente resistencia antibiótica de las bacterias a
los antimicrobianos de uso habitual, principalmente a nivel intrahospitalario. Por esta razón, si
la situación clínica demanda el inicio de terapia empírica, ésta debe adecuarse posteriormente,
según el resultado del cultivo y antibiograma debidamente tomados previo al inicio del
tratamiento.
En relación a la profilaxis de infección urinaria, existen varios enfoques. Uno de los
más recomendados para mujeres con infecciones recurrentes es el inicio de tratamiento por la
propia paciente al presentarse los primeros síntomas. En los individuos con catéter urinario a
permanencia (>24 horas), la recomendación es el retiro de la sonda en cuanto sea posible y no
utilizar profilaxis antibiótica mientras se mantenga el catéter en posición.
260 Bacterias de importancia médica: Infecciones génito-urinarias
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BIBLIOGRAFÍA
Sobel JD, Kaye D. 1995. Urinary tract infections. En: Mandell, Douglas and Bennett, ed.
Principles and practice of infectious diseases. New York: Churchill livingstone Inc.,
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Clarridge JE, Jonhson JR, Pezzlo MT. 1998.
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http://gsbs.utmb.edu/microbook/ch097.htm
Laboratory diagnosis of urinary tract
CAPÍTULO 15
INFECCIONES DE PIEL Y TEJIDOS BLANDOS
Lorena Porte
INTRODUCCIÓN
Las infecciones de piel y tejidos blandos pueden ser causadas por virus, bacterias,
hongos o parásitos. Los patógenos bacterianos cutáneos más comunes son Streptococcus beta
hemolítico grupo A (S. pyogenes) y Staphylococcus aureus. El agente más frecuente de
infección viral de la piel es Herpes simplex. En cuanto a los hongos, destacan el género
Candida y los dermatofitos.
Las infecciones de piel y tejidos blandos pueden ser primarias o secundarias. Las
primarias, presentan un cuadro clínico y evolución características, son causadas por un sólo
agente y generalmente afectan a piel previamente sana. Los tipos más comunes son el
impétigo, la foliculitis y los furúnculos. También pertenecen a este grupo algunas infecciones
sistémicas que involucran manifestaciones cutáneas tales como sarampión, varicela y
sindrome de piel escaldada, entre otras.
En cambio, las infecciones secundarias ocurren sobre piel dañada y su etiología puede
ser tanto monomicrobiana como polimicrobiana, tal como ocurre en algunas infecciones
gangrenosas causadas por anaerobios. En casos de infección secundaria, la extensión y curso
clínico son variables debido a la presencia de enfermedades de base o de traumatismos
subyacentes (Tabla 15-1).
Tal como se señaló anteriormente, los agentes bacterianos más comunes en este tipo de
infecciones son Streptococcus pyogenes y Staphylococcus aureus. Estos microorganismos
merecen especial atención debido a su alta frecuencia y a la evolución que los cuadros clínicos
causados por ellos han experimentado en el tiempo.
En relación a Streptococcus pyogenes, sus características microbiológicas, patogenicidad y
cuadros clínicos que puede dar origen, fueron tratados convenientemente en el Capítulo 10.2
261
262 Bacterias de importancia médica
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TABLA 15-1: Clasificación de infecciones de piel y tejidos blandos.
Tipo de lesión
Infecciones Primarias
Impétigo
Foliculitis
Furúnculos
Paroniquia
Ectima
Erisipelas
Celulitis
Infecciones Secundarias (ocurren en
piel lesionada):
Quemaduras
Dermatitis eczematosa
Ulceras crónicas
Varicela
Traumas
Agente etiológico
S. pyogenes, S. aureus
S. aureus, Candida
S. aureus
S. aureus, Candida
S. pyogenes
S. pyogenes
S. pyogenes, S. aureus
P. aeruginosa, otros bacilos Gram (-)
S. aureus, S. pyogenes
Enterobacteriaceae, BNF
S. aureus, S. pyogenes
S. aureus, S. pyogenes, infecciones mixtas
con Enterobacteriaceae y anaerobios
BNF = Bacilos No Fermentadores
A fines de la década de 1970, S. aureus emergió como agente de una nueva
enfermedad llamada Sindrome de Shock Tóxico (SST), que se asocia principalmente a la
producción de la Toxina del Sindrome de Shock Tóxico (TSST-1). Esta proteína tiene la
capacidad de actuar como superantígeno (ver capítulo de S. aureus), produciendo un cuadro
clínico caracterizado por rápido compromiso sistémico, fiebre, rash cutáneo, shock, y muerte
en aproximadamente 3% de los casos.
En un comienzo, se asoció su aparición al uso de un tipo de tampones
hiperabsorbentes, pues la mayoría de los casos se observó en mujeres entre 20 y 40 años de
edad, durante el período menstrual. Sin embargo, al remover el producto del mercado, la
incidencia no disminuyó notoriamente, por lo que las razones últimas del surgimiento
repentino de esta patología no están del todo dilucidadas.
A mediados de los ochentas, S. pyogenes también comenzó a hacer noticia como
agente de un cuadro clínico muy parecido al asociado a S. aureus, al que se llamó Sindrome
similar al Shock Tóxico (TSLS). Esta entidad, aunque clínicamente semejante a la producida
por S. aureus, exhibe una tasa de mortalidad bastante superior (30%-60%). Este hecho estaría
asociado al ingreso de la bacteria al torrente sanguíneo, a diferencia de lo que ocurre con S.
aureus, en que sólo la toxina entra a la circulación.
Infecciones de piel y tejidos blandos 263
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Además, S. pyogenes aumentó su frecuencia como microorganismo causal de
infecciones severas de piel y tejidos blandos, tales como fasceítis necrotizante y miositis.
Si bien aún no existe una clara explicación para la mayor incidencia de infecciones
invasivas asociadas a cepas de S. pyogenes en los últimos años, la producción por parte de la
bacteria de las exotoxinas pirogénicas A, B y C podrían, en parte, ser las responsables de este
fenómeno. Estas proteínas son consideradas superantígenos al igual que la TSST-1. Tanto
estudios internacionales como investigaciones nacionales, han implicado principalmente a la
exotoxina A (Spe A) en el desarrollo de cuadros clínicos graves, aunque no puede descartarse
la participación de otros factores actualmente en estudio.
En cuanto al manejo de estas infecciones, es fundamental el diagnóstico precoz y el
uso combinado de antimicrobianos por vía sistémica y cirugía en los casos de compromiso
severo a nivel cutáneo y de partes blandas.
DESCRIPCIÓN DE INFECCIONES DE PIEL Y TEJIDOS BLANDOS
1. Impétigo:
Afecta epidermis. Se inicia como una vesícula superficial que se rompe
rápidamente dando salida a serosidad que al secarse forma costras amarillentas
(mieliséricas). La infección se disemina fácilmente por dedos, toallas, etc.,
produciéndose autoinoculación y aparición de lesiones nuevas. Se acompaña
frecuentemente de adenopatías regionales. Es más común en los niños y se
ubica preferentemente en cara y región periorificial.
2. Ectima:
Forma profunda y ulcerada de impétigo.
3. Foliculitis:
Infección e inflamación de los folículos pilosos asociada generalmente a
bloqueo del folículo o a un trauma local menor. Clínicamente, corresponde a
una pápula o pústula con un pelo al centro y rodeada de un halo eritematoso
4. Furúnculo:
Infección de un folículo piloso con compromiso subcutáneo que generalmente
se desarrolla a partir de una foliculitis. Ocurre preferentemente en áreas
sometidas a fricción o maceración. La confluencia de varios furúnculos se
denomina carbunclo.
5. Paroniquia:
Infección superficial de los bordes ungueales que puede ser aguda o crónica. La
forma aguda generalmente es causada por S. aureus. La forma crónica se asocia
a infección por Candida.
264 Bacterias de importancia médica
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6. Erisipela:
Compromete dermis y tejido linfático en cara y extremidades. Afecta
preferentemente a lactantes, niños pequeños y adultos mayores. Se observa una
placa eritematosa, brillante, edematosa, dolorosa y de bordes netos. Se
acompaña de fiebre y compromiso del estado general.
7. Celulitis:
Infección cutánea más profunda que erisipela y que compromete el tejido
celular subcutáneo. Clínicamente, es difícil distinguirla de erisipela, aunque se
caracteriza por presentar bordes poco definidos.
8. Fasceítis necrotizante:
Cuadro muy grave. Afecta fascia superficial y profunda. Se caracteriza por
comenzar en un sitio de trauma leve o inaparente con rápida extensión (24 hrs)
desde la lesión (eritema violáceo, bulas necrosis), pudiendo evolucionar a shock
tóxico (TSLS). Los serotipos de S. pyogenes más frecuentemente involucrados
son 1, 3 y 18. Los factores de riesgo para esta infección son diabetes, cáncer,
edad avanzada, quimioterapia y obstrucción linfática. El diagnóstico se hace por
hemocultivos, ya que el cultivo de la lesión tiene bajo rendimiento. Mortalidad:
35%-40%.
9. Miositis:
Compromete músculo dando un cuadro de mialgia e inflamación del músculo
afectado. También, presenta toxicidad sistémica y aumento de creatina
fosfoquinasa (CPK). Es un cuadro muy grave con una mortalidad superior a
80%.
10. Sindrome de shock tóxico estreptocócico (TSLS):
En la mayoría de los casos se trata de pacientes previamente sanos cuyo foco de
infección inicial es la piel. Las cepas causantes son altamente transmisibles
persona a persona y tienen gran tendencia a ocasionar cuadros invasivos en los
contactos (originando brotes). Como la mayoría ocurre en pacientes con
infecciones cutáneas invasoras, el cuadro clínico es muy similar a la fasceítis
necrotizante. En el caso típico, la infección comienza en una zona de trauma
menor llegando a falla orgánica múltiple y muerte rápidamente. Mortalidad:
30%-60%.
Infecciones de piel y tejidos blandos 265
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BIBLIOGRAFÍA
Bisno AL.
1995. Streptococcus pyogenes. En: Murray PR, ed. Manual of clinical
microbiology. Washington, D.C.: ASM Press, 1786-1799.
Salyers A, Whitt D. 1994. Scarlet fever, toxic shock syndrome and the return of severe
invasive streptococcal disease. En: Bacterial Pathogens: a molecular approach.
Washington, D.C.: ASM Press, 122-129.
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Waldvogel FA. 1995.
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Mandell, Douglas and Bennett, ed. Principles and practice of infectious diseases.
New York: Churchill livingstone Inc., 1754-1776.
Apuntes “Curso: Microbiología Básica”, Programa de Formación de Especialistas en
Microbiología, U. de Chile, 1996.
266 Bacterias de importancia médica
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CAPÍTULO 15.1
STAPHYLOCOCCUS
Lorena Porte
INTRODUCCIÓN
En 1880, Alexander Ogston, cirujano inglés, demostró que un agente
microbiano en forma de cocáceas agrupadas en racimos, era el causante de ciertos abscesos
piógenos en el hombre. En 1882 nombró al microorganismo Staphylococcus, derivado del
griego “Staphyle”, racimo de uva y “coccus”, grano.
CARACTERÍSTICAS DEL AGENTE
El género Staphylococcus está compuesto por cocáceas Gram positivas dispuestas en
grupos debido a que la división celular, que se realiza en planos perpendiculares entre sí, no
logra la separación completa de las células hijas. De este modo, las células van quedando
adheridas unas a otras formando “racimos”. Estos microorganismos son anaerobios
facultativos, inmóviles y no esporulados. Producen la enzima catalasa, pueden crecer en
medios simples y toleran altas concentraciones de sal. El género está compuesto por 32
especies, pero en clínica humana sólo unas pocas son importantes. A saber:
-
S. aureus
S. epidermidis
S. saprophyticus
PATOGENIA
El principal mecanismo de transmisión de esta bacteria es a través de manos
contaminadas. Por esta razón, la medida de prevención más importante para evitar infecciones
por este agente es el lavado de manos prolijo y frecuente.
S. aureus posee una amplia gama de factores de virulencia que se pueden dividir en
estructurales y no estructurales. Los primeros incluyen aquellos que forman parte de la
estructura bacteriana y consisten en:
1.
Péptidoglicano: Posee importantes actividades biológicas tales como inducción de
IL1, atracción de PMN, activación del complemento e inducción de anticuerpos
opsónicos entre otras.
2.
Ácido teicoico: Participaría en la capacidad de adherencia del microorganismo.
267
268 Bacterias de importancia médica: Infecciones de piel y tejidos blandos
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3.
Proteína A: Está incorporada a la porción externa de la capa de péptidoglicano y
es capaz de unir la fracción Fc de las IgG, evitando la fagocitosis.
4.
Cápsula: Su formación es variable. Algunas cepas la poseen y otras no. Tendría
un rol antifagocitario.
En cuanto a los factores de virulencia no estructurales, éstos se refieren a las enzimas y
toxinas producidas por la bacteria.
Enzimas:
1. Catalasa: Evita la acción de los radicales tóxicos al degradar el peróxido de
hidrógeno (H2O2) producido durante los procesos de fagocitosis.
2. Coagulasa: Entre las especies de importancia clínica, sólo S. aureus, produce esta
enzima por lo que su detección se utiliza como prueba diagnostica de esta especie
bacteriana.
La coagulasa convierte el fibrinógeno en fibrina al unirse a la protrombina,
favoreciendo la formación de coágulos. Durante una infección, al interior de este
coágulo quedan atrapadas células fagocitarias, detritus celulares y bacterias
originándose abscesos, manifestación típica de la infección por S. aureus.
3. Otras: Hialuronidasa, lipasa, DNAsa.
Toxinas:
1. Leucocidinas: produce degranulación y lisis de granulocitos.
2. Exfoliatina: es la responsable del sindrome de piel escaldada. Produce cambios
dramáticos en la epidermis, especialmente en recién nacidos, con formación de
bulas intra-epidérmicas.
3. Enterotoxinas: la mitad de las cepas de S. aureus las producen. Aumentan el
peristaltismo intestinal dando diarrea y actúan directamente sobre SNC, induciendo
vómitos. Son proteínas termoestables que se forman cuando el microorganismo
crece en alimentos que no han sido refrigerados apropiadamente.
4. Toxina del Sindrome de Shock Tóxico (TSST-1): Está codificada a nivel
cromosomal y pertenece a la familia de los superantígenos (al igual que las
exotoxinas pirogénicas estreptocócicas). Los superantígenos son un tipo especial
de toxinas bacterianas que ejercen su efecto mediante la formación de un puente o
unión inespecífica, entre las moléculas MHC II de las células presentadoras de
antígenos y los receptores de las células T. Esto provoca la estimulación de un gran
número de linfocitos T, 1 en 5 (lo normal es 1 en 10.000), liberándose una cantidad
Staphylococcus 269
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excesiva de citoquinas. Esta situación se traduce clínicamente en fiebre, rash,
hipotensión, compromiso multisistémico y muerte en el 3% de los casos.
CLÍNICA
La mayoría de las infecciones asociadas a S. aureus son cutáneas o subcutáneas
(ampollas, furúnculos, impétigo o infección de herida operatoria). Sin embargo, la bacteria
puede diseminarse por vía hematógena a muchas localizaciones, incluyendo huesos
(osteomielitis), pulmones, corazón y cerebro. Otros cuadros clínicos producidos por este
agente son los asociados a sus toxinas (Sindrome shock tóxico, sindrome de piel escaldada,
intoxicación alimentaria).
EPIDEMIOLOGÍA
Staphylococcus aureus es ubicuo y reside fundamentalmente en la piel. El recién
nacido se coloniza al poco tiempo de nacer a nivel cutáneo, umbilical y perineal.
Posteriormente, los niños y hasta 25% de los adultos pueden transformarse en portadores,
siendo su principal reservorio el vestíbulo nasal anterior. En las mujeres, hasta un 10% puede
ser portadora vaginal de este microorganismo.
Algunos grupos de personas son más propensos a estar colonizados, como el personal
de salud. Se ha observado hasta un 50% de portación nasal en el personal médico de los
hospitales. Otros grupos son los diabéticos insulino dependientes, pacientes en hemodiálisis
crónica, personas con enfermedades dermatológicas y los drogadictos endovenosos.
DIAGNÓSTICO:
El diagnóstico microbiológico de S. aureus, al igual que el de la mayoría de las
bacterias, incluye las siguientes etapas:
1. Gram de la muestra: se ven cocáceas Gram positivas agrupadas en racimo, aunque a
veces es difícil encontrar esta formación y pueden verse como células únicas o en
pares.
2. Siembra y cultivo: Son bacterias poco exigentes que crecen en la mayoría de los
medios de cultivo. Generalmente se siembra en agar sangre donde las colonias se ven
grandes (2-3 mm de diámetro), de color dorado (aureus) debido a la presencia de
carotenos y usualmente rodeadas de un halo de beta hemólisis. Se incuba a 35-37oC en
atmósfera ambiental por 18 a 24 horas.
3. Identificación: Se basa en las características macroscópicas del cultivo, la tinción de
Gram de las colonias (suele verse mejor la agrupación en racimo cuando la tinción se
realiza a partir de un cultivo en medio sólido) y pruebas bioquímicas como la catalasa
(es positiva) y la coagulasa (es positiva).
270 Bacterias de importancia médica: Infecciones de piel y tejidos blandos
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4. Antibiograma: Siempre debe realizarse. Este microorganismo presenta sensibilidad
antibiótica variable ya que posee varios mecanismos de resistencia antimicrobiana.
TRATAMIENTO Y PREVENCIÓN
S. aureus era originalmente sensible a penicilina. Cuando apareció la resistencia a
penicilina debido a una beta lactamasa, se introdujo la meticilina (pariente de la cloxacilina)
como antibiótico resistente a esta penicilinasa (generalmente codificada en plasmidios).
Sin embargo, en 1961 se identificó S. aureus meticilino resistente (SAMR) en
Inglaterra. En U.S.A. apareció esporádicamente en 1965 hasta que en 1981 emergió en forma
importante causando numerosos brotes. En Chile, las primeras cepas se aislaron en 1967, pero
adquirieron importancia en la década de 1980. Actualmente, la mayoría de los hospitales
presentan una situación de endemia en relación a este microorganismo. Si bien se lo considera
un agente de infección nosocomial, el 15% de los pacientes lo adquieren en la comunidad.
La meticilino-resistencia es de origen cromosomal e involucra a todos los beta
lactámicos incluyendo a las cefalosporinas. Se asocia a la aparición de una proteína fijadora de
penicilina (PBP) alterada. Estas proteínas son muy importantes en la síntesis de la pared
celular y generalmente presentan alta afinidad con los antibióticos beta lactámicos. Sin
embargo, en las cepas meticilino resistentes, aparece una PBP llamada PBP2a asociada a la
presencia del gen mecA. Si bien todos los SAMR tienen la habilidad genética de expresar
resistencia frente a los antibióticos beta lactámicos, frecuentemente sólo 1 célula en 104-108 la
manifiesta. Este fenómeno, llamado hetero-resistencia, constituye un problema en el
laboratorio, pues si no se considera podría informarse una cepa resistente como sensible. Para
reducir este riesgo el máximo posible, se estimula la expresión del gen de resistencia in vitro,
incubando el antibiograma por 24 horas y a temperaturas menores (30º-35º C), entre otras
técnicas.
La mayoría de las cepas de SAMR son resistentes a una gran cantidad de otros
antimicrobianos (macrólidos, quinolonas, etc.), por lo que se las suele llamar también S.
aureus multi-resistentes.
En los casos de SAMR no es posible usar cloxacilina, la droga de elección para el
tratamiento de infecciones causadas por S. aureus meticilino sensible, por lo que se debe
recurrir a la Vancomicina. Actualmente, ya se han descrito en el extranjero cepas de S. aureus
con sensibilidad intermedia a Vancomicina. Esta situación refuerza la necesidad de un uso
racional de los antimicrobianos y de la aplicación rigurosa de las medidas de precaución
standard (lavado de manos) en forma rutinaria.
Staphylococcus 271
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Staphylococcus epidermidis
Es parte de la microbiota normal de piel y mucosas. Tiene la capacidad de adherirse a
superficies extrañas (como catéteres y sondas), por lo que se asocia a infecciones de pacientes
hospitalizados. No produce la enzima coagulasa, por lo que se lo conoce también como
Staphylococcus coagulasa negativo. La mayoría son multi-resistentes.
Staphylococcus saprophyticus
Es agente de infección del tracto urinario en mujeres en edad fértil (principalmente
adolescentes) y en pacientes hombres con catéter urinario. También es un Staphylococcus
coagulasa negativo.
272 Bacterias de importancia médica: Infecciones de piel y tejidos blandos
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BIBLIOGRAFÍA
Kloos WE, Bannerman TL. 1999. Staphylococcus and Micrococcus. En: Murray PR, ed.
Manual of clinical microbiology. Washington, D.C.: ASM Press, 264-282.
Salyers A, Whitt D. 1994. Scarlet fever, toxic shock syndrome and the return of severe
invasive streptococcal disease. En: Bacterial Pathogens: a molecular approach.
Washington, D.C.: ASM Press, 122-129.
Waldvogel FA. 1995.
Staphylococcus aureus (including toxic shock syndrome). En:
Mandell, Douglas and Bennett, ed. Principles and practice of infectious diseases. New
York: Churchill livingstone Inc., 1754-1776.
Apuntes “Curso: Microbiología Básica”, Programa de Formación de Especialistas en
Microbiología, U. de Chile, 1996.
CAPÍTULO 17
INFECCIONES INTRAHOSPITALARIAS
María Eugnia Pinto
INTRODUCCIÓN
Las infecciones intrahospitalarias (IIH) o nosocomiales son procesos infecciosos
generales o localizados en determinados órganos o regiones anatómicas adquiridas durante la
permanencia o concurrencia de un enfermo al hospital.
Están incluidas infecciones cuyos agentes causales podrían ser considerados de origen
exógeno (microbiota hospitalaria) o endógeno (microbiota comensal del hospedero).
Quedan descartadas aquellas cuyo comienzo antecedió al ingreso o en que ya sea por
la duración del período de incubación o por antecedentes epidemiológicos, puede determinarse
que la infección fue adquirida fuera del establecimiento. En muchos casos, especialmente de
permanencia breve en el hospital, los síntomas aparecen después del alta.
Esta definición no establece límites cuantitativos para catalogar el proceso. La
infección de uno o dos puntos de una herida quirúrgica tiene igual significación y riesgo que
una infección generalizada o extendida a cualquier órgano o sistema (absceso de la pared,
infección respiratoria, cutánea, digestiva o urinaria, entre otras).
AGENTES ETIOLÓGICOS
Los agentes causales de las infecciones intrahospitalarias pueden ser de origen
exogeno, endógeno o exoendógeno con respecto al enfermo. En este último caso la microbiota
proveniente del exterior coloniza al paciente y reemplaza posteriormente en forma transitoria
su microbiota comensal.
Las bacterias son los agentes causales más frecuentes de IIH y alguna de ellas poseen
ciertas características fisiológicas que les permiten multiplicarse y sobrevivir en ambientes o
reservorios inertes.
Por ejemplo:
a) La capacidad de multiplicación de bacilos gram negativos en reservorios húmedos
(Pseudomonas aeruginosa, en agua destilada; Klebsiella pneumoniae y Enterobacter
en soluciones glucosadas).
b) La sobrevida en soluciones desinfectantes (Pseudomonas y Serratia marcescens).
279
280 Bacterias de importancia médica
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c) La supervivencia y multiplicación de especies del género Candida en soluciones
utilizadas en hiperalimentación parenteral.
A lo anterior debe agregarse la emergencia de bacterias con resistencia múltiple
favorecida por el uso masivo de antimicrobianos en la práctica clínica, que origina una
selección de cepas resistentes que se pueden diseminar en el hospital.
FACTORES CONDICIONANTES DE IIH
En el ambiente hospitalario, existen factores predisponentes, que favorecen el
desarrollo de IIH.
a) Pacientes con mayor o menor compromiso de su respuesta inmune, que ingresan para
ser sometidos a diferentes tipos de procedimientos.
b) Permanencia en salas comunes, de pacientes infectados con no infectados. Estos
últimos, constituyen grupo de riesgo para adquirir infecciones, por ejemplo, pacientes
con heridas por traumatismo, quemaduras u otras intervenciones.
c) Coexistencia de pacientes infectados con pacientes que presentan un déficit
inmunitario, tales como los ancianos, prematuros, lactantes, desnutridos,
convalecientes de enfermedades graves.
Entre los factores condicionantes de IIH, tienen un rol fundamental los procedimientos
invasivos realizados con fines de diagnóstico o terapéutico, si ellos se realizan sin cumplir con
las normas establecidas, Ej. cirugía, respiradores, nebulizadores.
LOCALIZACIONES DE LA IIH
La IIH son más frecuentes en servicios que atienden pacientes de mayor riesgo y con
patología más compleja (UCI, recién nacidos prematuros, cirugía).
Las tasas de IIH por localización varían según los diferentes servicios de los hospitales
y a nivel nacional están registradas tasas de 4,5 por cada 100 egresos hospitalarios.
Las localizaciones más frecuentes de la IIH son:
-
Heridas operatorias
Respiratorias
Piel y quemaduras
Urinarias
Torrente sanguíneo
Endometrio
Gastrointestinal
Infecciones Intrahospitalarias 281
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FUENTES DE ORIGEN DE LAS IIH
- Fuentes animadas:
a) Personas: pacientes, personal, portadores.
b) Animales: roedores, insectos.
- Fuentes inanimadas:
a) Equipos, como incubadoras, equipos de oxinoterapia, respiradores, nebulizadores,
equipos fleboclisis, instrumental quirúrgico, equipos de anestesia.
b) Medicamentos, como colirios, ungüentos, lociones, sueros y desinfectantes.
c) Elementos de aseo ( jabones, escobillas).
d) Alimentos y mamaderas.
MICROORGANISMOS AISLADOS
MÁS FRECUENTEMENTE EN IIH
Bacterias:
- Staphyloccocus aureus
- Escherichia coli
- Enterobacter spp
- Klebsiella pneumoniae
- Staphyloccocus coagulasa (-)
- Pseudomonas aeruginosa
- Acinetobacter baumaunnii
- Proteus spp.
Virus:
- Respiratorios (Adenovirus, Virus sincicial respiratorio)
- Enterovirus (Rotavirus)
- Otros (Varicela)
Hongos:
- Candida
Las bacterias que producen IIH se consideran en general oportunistas y pueden tener
un origen exógeno (Ej. Pseudomonas aeruginosa) o endógeno (Ej. Escherichia coli).
Las cocaceas (Ej. Staphyloccocus aureus) tienen en general reservorio animado
(portadores) y los bacilos gram negativos pueden ser aislados de reservorios ambientales,
como líquidos y fuentes húmedas (Ej. Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae,
Acinetobacter spp.)
282 Bacterias de importancia médica
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Los virus son habitualmente de fuente exógena y las infecciones por hongos, como
Candida con frecuencia son de origen endógeno.
Lograr la identificación de los agentes etiológicos, poder determinar la localización de
las infecciones, los probables reservorios y vías de diseminación de los microorganismos, así
como, la detección de errores técnicos que pudieran ocurrir durante algunos procedimientos
médicos, constituyen una información fundamental en la prevención y control de IIH. Otras
medidas importantes para la prevención de IIH, son las normas para el aislamiento de
pacientes infectados, normas de esterilización y desinfección de equipos médicos, y de
realización de procedimientos invasivos.
El comité de IIH, tiene la responsabilidad de llevar a cabo las actividades de vigilancia
epidemiológica y de supervisión del cumplimiento de las normas de procedimientos
médico-quirúrgicos.
BIBLIOGRAFÍA
Brooks GF, Butel JN, Ornston NL, Jawetz E. Melnick J. Adelberg E.
Microbiología Médica. Ed. El Manual Moderno. S.A. de C.V. México D.F.
1992.
Murray, P, Kobayashi, G. Pfaller, M. and Rosenthal, K. 1997. Microbiología Médica.
Segunda edición. Harcourt Brace de España, S.A. Madrid, España.
Prescott LM, Harley JP, Klein DA. 1996. Microbiology. 3ª edition, WCB Publishers.
Tortora GJ, Funke RB, Case CL. 1993. Introducción a la Microbiología 3era Ed. Acribia,
S.A. España.
CAPÍTULO 19
BIOLOGÍA GENERAL DE LOS HONGOS
Germán Hermosilla D.
INTRODUCCIÓN
La gran diversidad de estos organismos hace difícil una definición precisa de los
hongos. En general, se puede decir que los hongos son organismos eucarióticos, heterotróficos
y con nutrición por absorción, los cuales pueden reproducirse de forma asexual y sexual.
Actualmente, se han descrito aproximadamente 100.000 especies de hongos,
estimándose que este número representa un 5 a un 6 % de los hongos realmente existentes.
Afortunadamente, sólo una pequeña fracción de éstos, alrededor de 500 especies, están
involucrados regularmente en micosis que afectan a animales y al hombre.
Los hongos son organismos heterotróficos, específicamente quimioorganotróficos, es
decir, requieren de materia orgánica preformada como fuente de energía, nitrógeno y carbono.
La ausencia de pigmentos fotosintéticos los obliga a desarrollarse como saprofitos o bien
como parásitos.
Como eucariontes, los hongos poseen una envoltura nuclear, que protege su material
genético. Dependiendo de la especie, su genoma puede variar de tamaño desde los 10 Mb a los
100 Mb, y está constituido por varios cromosomas con topología lineal, de características
similares a los cromosomas de células de mamíferos. Además, poseen organelos
membranosos, como el aparato de Golgi, retículo endoplasmático y mitocondrias, estas
últimas relacionadas con el metabolismo energético.
Debido a que poseen una pared celular rígida, los hongos no pueden fagocitar su
alimento, por lo que absorben nutrientes simples y solubles obtenidos a partir de la
degradación de polímeros complejos mediante las enzimas extracelulares que producen.
De acuerdo al tipo de crecimiento, estos organismos pueden presentarse como
levaduras o bien como hongos filamentosos:
Levaduras: Estos hongos son unicelulares. Se pueden reproducir por gemación (Ej.
Saccharomyces cerevisiae, la levadura de la cerveza) o por fisión binaria (Ej.
Schizosaccharomyces pombe).
Algunas levaduras, bajo determinadas condiciones ambientales, pueden sufrir cambios
morfogenéticos y comenzar a crecer como un hongo filamentoso. Candida albicans, un hongo
de la microbiota normal de ser humano, generalmente se recupera en su forma de levadura
cuando se encuentra como comensal, sin embargo en cuadros infecciosos causados por este
301
302 Micología
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hongo (candidiasis), específicamente afectando mucosas, se puede recuperar no sólo
levaduras, sino también su forma de crecimiento filamentosa.
Hongos filamentosos: Estos corresponden a hongos “pluricelulares”, aunque en
micología el término más correcto es el de organismos multinucleados. Éstos crecen como
largos filamentos, llamados hifas y cuyo conjunto, incluyendo hifas especializadas para la
reproducción, constituye el cuerpo del hongo o micelio. Las hifas sólo crecen en la región
apical, ramificándose periódicamente detrás de los ápices. Este crecimiento se debe a que en
los ápices de las hifas se congregan vesículas membranosas conteniendo enzimas de
degradación y síntesis de pared celular. Ejemplo son Aspergillus spp y Penicillium spp.
Hongos dimórficos: Estos son un grupo particular de hongos que tienen la facultad de
crecer de una forma cuando están en vida libre y de otra forma cuando están infectando a un
hospedero. Generalmente, estos cambios de morfología están asociados a cambios de
temperatura. Como ejemplo podemos mencionar a Histoplasma capsulatum, que en su forma
libre se comporta como un hongo filamentoso, mientras que cuando afecta a un hospedero, se
comporta como una levadura.
CLASIFICACIÓN
De acuerdo a Whittaker los hongos pertenecen al Reino Fungi. Estos se pueden agrupar
como hongos sin pared celular (Myxomycotas), y los verdaderos hongos, con pared celular
(Eumycotas). Recientemente, Alexopoulos et al (1996), dividieron al grupo de los hongos
verdaderos en cuatro subgrupos principales: los Chitridiomycotas, los Zigomycotas, los
Ascomycotas y los Basidiomycotas. Estos grupos corresponden a taxas naturales, lo que
quiere decir que los organismos que pertenecen a ellos provienen de un ancestro común (grupo
monofilético).
1.- Chitridiomycotas: Son hongos unicelulares, aunque algunas especies pueden formar un
pseudomicelio rizoidal. Se caracterizan por ser los únicos hongos móviles dentro de los
Eumycotas, gracias a la presencia de un flagelo simple posterior, en forma de “látigo”,
aunque algunas especies pueden ser poliflageladas. Son anaeróbicos y se reproducen
sexualmente por fusión de gametos móviles; y asexualmente por el clivage citoplasmático
de una estructura reproductiva denominada esporangio. Son saprófitos, o patógenos de
plantas, animales y hongos, aunque hasta ahora no se ha descrito ninguna especie que
afecte el hombre.
2.- Zigomycotas: Son hongos generalmente filamentosos, cuyas hifas se caracterizan por no
poseer septos o presentarlos muy irregularmente. Tienen reproducción asexual por
esporas inmóviles (aplanosporas), que se desarrollan por segmentación citoplasmática
dentro de una estructura especializada llamada esporangio. Algunas especies, también
pueden reproducirse por sexualmente, con la formación de esporas sexuales denominadas
zigosporas, las cuales se forman por la fusión de órganos sexuales (gametangios).
Biología general de los hongos 303
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3.- Ascomycotas: Dependiendo de la especie, estos hongos pueden crecer como levadura o
bien como hongos filamentosos. En los hongos filamentosos, las hifas presentan septos
dispuestos regularmente. Se pueden reproducir asexualmente formando conidios, aunque
algunas especies también pueden recurrir a la reproducción sexual, dando origen a esporas
sexuales denominadas ascosporas, contenidas en un saco llamado asco. El asco puede
estar desnudo o bien estar protegido por una estructura especializada llamada ascocarpo.
Las esporas asexuales no se forman en un esporangio, sino que se desarrollan a partir de
células especializadas (célula conidiógena).
4.- Basidiomycotas: Estos pueden desarrollarse como levaduras u hongos filamentos. En los
filamentosos es usual encontrar septos regularmente dispuestos a lo largo de las hifas.
Poseen reproducción asexual por conidios. Su reproducción sexual se da por la fusión de
hifas compatibles (“sexos opuestos”), que conduce a la producción de esporas sexuales
llamadas basidiosporas, las cuales dependiendo de la especie pueden estar protegidas
dentro de una estructura especializada denominada basidiocarpo. El basidiocarpo
corresponde a lo que vulgarmente conocemos como callampas o setas.
304 Micología
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ESTRUCTURA FÚNGICA, LA LEVADURA
Las levaduras no son un grupo taxonómico natural, esto quiere decir que reúne a
especies de hongos no emparentadas (Ascomycotas y Basidiomycotas). Sin embargo,
muestran varias características básicas en su organización celular.
Los principales organelos citoplasmáticos son semejantes a los de cualquier célula
eucariótica, e incluyen mitocondrias, retículo endoplasmático, vacuolas, ribosomas, y aparato
de Golgi. El citoplasma puede contener cuerpos lipídicos; glicógeno, e inclusiones cristalinas,
algunas de las cuales son esteroles (principalmente ergosterol). Además, el citoplasma
contiene una compleja red de microtúbulos, probablemente relacionado con el movimiento de
vesículas membranosas que participan en la síntesis de pared celular.
En la levadura del pan o la cerveza, Saccharomyces cerevisiae, existe un sólo núcleo,
una vacuola de gran tamaño y los organelos citoplasmáticos comunes. A diferencia de lo que
ocurre en hifas, en esta levadura sólo está presente una mitocondria, la cual es
multirramificada.
La levadura se reproduce por gemación y al madurar, la célula hija se separa de la
célula madre mediante la formación de un septo. El proceso deja una cicatriz de gemación
tanto en la célula madre como en la hija. En S. cerevisiae la célula hija emerge cada vez en un
sitio distinto de la célula madre, esto se conoce como gemación multipolar. Otras levaduras,
en cambio, pueden gemar sólo en el mismo punto, gemación monopolar o en los dos polos,
gemación bipolar (Figura 19-1).
Figura 19-1:Esquema de una levadura en proceso de gemación. P, pared
celular; Vac, vacuola; CG, cicatriz de una gemación; M,
mitocondria; CL, cuerpo lipídico; AG, aparato de Golgi; RE,
retículo endoplasmático; V, vesícula; CHP, corpúsculo
huso-polar; N, núcleo.
Biología general de los hongos 305
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ESTRUCTURA FÚNGICA, LA HIFA
Es un filamento de pared rígida en el que fluye el protoplasma (Figura 19-2). Su
longitud es variable, pero su diámetro es relativamente constante, variando de 1 µm a 30 µm.
El extremo terminal de la hifa se llama zona de extensión y corresponde a la región de
crecimiento más activo de la pared.
Figura 19-2: Esquema de una hifa (sección apical): D, dictiosoma; ER, retículo
endoplasmático; L, cuerpo lipídico; M, mitocondria; MI,
microcuerpos; N, núcleos; R, ribosomas; V, vesícula
citoplasmática; VA, vacuola; W, pared celular
La hifa no siempre es un filamento continuo. En hongos superiores, ésta posee paredes
transversales, espaciadas regularmente, denominadas septos. Los septos son visibles
fácilmente en el microscopio óptico y representan un rasgo taxonómico valioso para la
identificación de los distintos grupos fúngicos. Estos septos por lo general tienen poros que
permiten el paso del citoplasma e incluso de los núcleos entre diferentes partes de la hifa. Por
lo tanto, hablando estrictamente, las hifas no constan de células sino más bien de
compartimentos. La membrana plasmática por lo general está muy próxima a la pared celular
y firmemente adherida a ésta.
Los septos se encuentran en todos los hongos filamentosos, excepto en los
Zigomycotas. En este grupo los hongos son aseptados o bien presentan septos muy
irreguamente a los largo de la hifa y por ello son considerados hongos cenocíticos. Con el
microscopio electrónico se pueden distinguir varios tipos de septos. Los más comunes son el
septo simple, que se encuentra en la mayoría de los Ascomycotas, en el cual hay un poro
central grande de 0.05 a 0.5 µm de diámetro. El otro tipo de septo es más complejo,
encontrándose entre los Basidiomycotas (aunque no en todos) y se llama septo dolíporo. En
éste hay un poro central muy estrecho (100 a 150 nm de diámetro), rodeado por dos rebordes
de material amorfo semejante al de la pared celular. En ambos lados de este poro central hay
membranas perforadas con forma de paréntesis, denominadas parentosomas. Este tipo de septo
permite que el citoplasma pase de un compartimento a otro, pero restringe el paso de los
núcleos.
306 Micología
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La longitud del compartimento apical de una hifa varía de acuerdo a la especie. En su
extremo prácticamente no hay organelos, pero si se encuentran acumuladas muchas vesículas
membranosas. La disposición de estas vesículas difiere entre los distintos grupos de hongos.
En hongos septados la agrupación apical de vesículas se observa como un cuerpo densamente
teñido al microscopio óptico, llamado Spitzenkörper.
Las hifas normalmente son ramificadas. Estas ramificaciones pueden originarse casi en
cualquier punto a lo largo de la hifa, excepto en la región apical. Las ramificaciones primarias
pueden formar ramas secundarias, y así sucesivamente, hasta constituir el micelio del hongo.
A medida que divergen unas de otras, las ramas le dan a la colonia fúngica su perfil circular
característico.
La mayoría de las hifas son hialinas (incoloras), aunque algunas, especialmente las de
los hongos dematiáceos, pueden ser obscuras. Sin embargo, muchos hongos presentan
colonias con colores característicos debido a la aparición de esporas reproductivas con
pigmentación.
PARED CELULAR FÚNGICA
La pared celular de los hongos cumple varias funciones importantes. Una de ellas es
determinar la morfología celular. La forma en que se desarrolla el hongo, sea filamentoso o
levadura, junto con las distintas estructuras diferenciadas que se puedan producir, es un
resultado directo de los componentes de la pared celular y la forma en que estos se organizan
durante el crecimiento. Además, la pared celular es la interfase entre el hongo y su medio,
protegiendo la célula de la lisis osmótica y probablemente de los metabolitos de otros
organismos. También sirve como sitio de unión para algunas enzimas y presenta componentes
que le permiten al hongo adherirse a distintas substratos del hospedero.
El análisis químico de la pared celular revela un predominio de polisacáridos, pero
también grandes cantidades de proteínas y lípidos. Los polisacáridos difieren
cuantitativamente, como cualitativamente, en los distintos grupos de hongos, por lo que
constituye otro rasgo de valor taxonómico. La composición de la pared celular en hongos es
dinámica, variando de acuerdo a las condiciones externas o de acuerdo a las distintas fases del
ciclo de vida.
La pared de todos los hongos contiene una mezcla de compuestos fibrilares y
componentes amorfos. Los principales componentes fibrilares incluyen la quitina y la celulosa
(presente en Oomycotas, un taxón representante de los hongos no verdaderos). La quitina es
un polímero lineal de N-acetilglucosamina, con enlaces β(1-4), que forman microfibrillas
cristalinas debido a las cadenas lineales y capacidad para compactarse. Otros componentes
importantes son los glucanos (polímeros de glucosa), proteínas, polímeros de galactosamina y
polímeros de manosas (mananos). La quitina, aunque no es el componente más abundante en
la pared celular de los hongos (1-2%), se encuentra con la suficiente frecuencia en el Reino de
los Hongos como para ser considerada el componente característico (Figura 19-3).
Biología general de los hongos 307
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Figura 19-3: Esquema de la pared celular de una levadura. CW: pared celular;
EM, medio extracelular; PM membrana plasmática; gp,
glico(mano)proteínas; β-g, β-glucanos; β-g+c, β-glucanos y quitina;
ps, espacio periplásmico.
NUTRICIÓN
Los hongos son quimioheterotróficos. Ellos obtienen carbono desde material orgánico
no-viviente, cuando son saprófitos, o desde tejidos vivos de animales y plantas cuando son
simbiontes. Los hongos pueden ser clasificados de acuerdo a tres modos nutricionales básicos:
Hongos zootróficos: Aquellos que deben crecer en tejidos de organismos vivos durante parte
de su ciclo de vida. Estos deben ser considerados patógenos primarios.
Hongos necrotróficos: Aquellos que utilizan compuestos orgánicos producidos por animales
vertebrados. Muchos de estos hongos son nutricionalmente especializados y por lo tanto,
308 Micología
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presentan estrecha asociación con la fuente nutricional. Los hongos necrotróficos pueden ser
encontrados en animales vivos, animales muertos, o productos animales. De acuerdo a la
fuente nutricional estos pueden ser clasificados como:
Queratinofílicos: Estos utilizan la queratina como su principal fuente de nitrógeno
(Trichophyton y Microsporum).
Lipofílicos:
Estos utilizan algunos lípidos como fuente de nutrientes. Pueden ser
encontrados en regiones seborreicas del cuerpo (Malassezia) o formar
microcolonias compactas en el pelo (Piedraia y Trichosporon).
Osmofílicos:
Aquellos encontrados en ambientes con bajo contenido de agua, como
por ejemplo, algunas especies de Aspergillus encontradas en el oído
externo.
Endógenos simbiontes: Por ejemplo, Candida albicans, encontrado en el tracto digestivo de
mamíferos. Este es un hongo dimórfico, mostrando un estado de
levadura (fase saprotrófica) y un estado micelial (fase patogénica).
Uro y coprofílicos: Hongos que pueden utilizar urea, ácido úrico y creatina. Por ejemplo,
especies de Trichosporon colonizando pelos púbicos
Hongos saprotróficos: Aquellos que utilizan compuestos orgánicos de organismos muertos.
Estos pueden tener relevancia clínica cuando son introducidos dentro de un organismo vivo
por inhalación o inoculación traumática.
Los hongos patogénicos son especies del tipo zootrófico, que han desarrollado una
estrategia ecológica que los faculta para convivir con el sistema inmune innato del hospedero.
El ciclo de vida de un hongo patogénico comprende invariablemente un estado saprotrófico.
Los hongos patógenos oportunistas, en cambio, incluye especies del tipo necrotróficos
o saprotróficos, que tienen su habitat natural fuera del hospedero, pero son capaces de vivir en
tejido animal y causar enfermedad si la condición inmune del hospedero está deteriorada.
REPRODUCCIÓN
Los hongos se reproducen por la formación de esporas a través de un proceso mitótico
(esporas asexuales), o bien un proceso meiótico (esporas sexuales). La formación se esporas
sexuales involucra la fusión de protoplasmas y núcleos de dos células de tipo de apareamiento
opuesto (“sexos opuestos”).
Los hongos pueden producir esporas asexuales y sexuales, dependiendo de las
condiciones ambientales que lo rodean. Tanto en la reproducción asexual, como sexual,
existen estructuras relativamente diferenciadas y especializadas en reproducción. En hongos el
conjunto de estas estructuras especializadas conforma el micelio reproductivo. Estas
estructuras reproductivas son especie-específicas, por lo que su caracterización puede ser útil
Biología general de los hongos 309
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en el proceso de identificación del hongo. De la misma forma, la morfología de las esporas
(asexuales o sexuales) también puede contribuir al diagnóstico.
Las esporas asexuales son de dos tipos: esporangiosporas y conidios (Figura 19-4). Las
esporangiosporas son esporas asexuales producidas dentro de una estructura especializada
llamada esporangio, característico del grupo Zigomycota, tales como Rhizopus y Mucor spp.
Los conidios son esporas asexuales que no están contenidas en ningún tipo de estructura,
como las observadas en Aspergillus spp., Penicillium spp. y dermatofitos en general.
A
Conidios
B
Esporangiosporas
Esporangio
Conidios
Columela
Célula
Conidiogénica
Esporangioforo
Conidioforos
Figura 19-4:A) Esporangio y esporangiosporas (Reproducción asexual interna).
B) Conidioforos y conidios (Reproducción asexual externa).
Las esporas sexuales se producen por meiosis (Figura 19-5). En este proceso se
produce variabilidad genética por los eventos de permutación cromosómica y
“Crossing-Over”. Por lo tanto, en las esporas sexuales los núcleos meióticos resultantes tienen
una constitución genética diferente a los núcleos parentales que intervinieron en el
cruzamiento. Las características de estas esporas, así como, el modo de su producción son otro
rasgo taxonómico de importancia.
310 Micología
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A
MEIOSIS
Basidioesporas
B
Cariogamia
Ascosporas
Micelio
monocariótico
Asco
Plasmogamia
Plasmogamia
Hifa
MEIOSIS
Hifa
Dentro del cuerpo fructífero
(Ascocarpo)
Cariogamia
Basidio
Dentro del cuerpo fructífero
(Basidiocarpo)
Figura 19-5: A) Ciclo de vida de los Ascomycotas. B) Ciclo de vida de los Basidiomycotas.
Los Zigomycotas producen esporas sexuales llamadas zigosporas. La espora sexual de
los Ascomycotas es la ascospora, caracterizada por estar contenida dentro de un saco llamado
asco. Los ascos pueden o no estar contenidos dentro de otra estructura especializada, llamada
genéricamente “cuerpo fructífero”, que en los Ascomycotas recibe el nombre específico de
Ascocarpo. Por otro lado, la espora sexual de los Basidiomycotas es la basidioespora,
originada a partir de una célula madre, el basidium. Las basidioesporas también pueden estar o
no protegidas por un “cuerpo fructífero” que en este caso se llama basidiocarpo y que como ya
fue mencionado antes, corresponde a lo que conocemos como callampas, setas u orejas de
palo.
Biología general de los hongos 311
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BIBLIOGRAFÍA
Deacon, J. 1988. Introducción a la micología moderna. Segunda edición. Editorial Limusa
S.A. México
Hoog G. and Guarro J. 1996. Atlas of clinical fungi. Second edition. Centraalbureau voor
Schimmelcultures. The Netherlands.
Murray, P., Baron, E., Pfaller, M., Tenover, F. and Yolken, R. 1999. Manual of
Clinical Microbiology. 7th edition. American Society for Microbiology Press.
Washington, U.S.A.
Webster, J. 1991. Introduction to Fungi. Second edition. Cambridge University Press,
Cambridge, Great Britain.
CAPÍTULO XX
PROCEDIMIENTO DE LABORATORIO APLICADO AL DIAGNÓSTICO
MICOLÓGICO
Víctor Silva V.
INTRODUCCIÓN
Las hongos son organismos ampliamente distribuidos en el planeta y se encuentran
tanto en el medio ambiente como formando parte de la microbiota del hombre, colonizando
principalmente piel y mucosas.
Debido al aumento explosivo de las micosis oportunistas causadas por diversas
especies de hongos y a la alteración del patrón etiológico que se ha observado en los
últimos años, se refuerza la necesidad de dominar métodos de aislamiento y correcta
identificación de las distintas especies de hongos asociados a cuadros clínicos.
El diagnóstico precoz de micosis superficiales y cutáneas es fácil comparado con las
infecciones fúngicas invasoras (IFI) o sistémicas. En estas últimas, el diagnóstico de
certeza, representa un gran desafío para el equipo de salud, debido principalmente a
dificultades por contraindicación de procedimientos invasivos en pacientes críticos para
recolección de muestras, bajo aislamiento del hongo en fluidos estériles, uso previo de
drogas antifúngicas y discriminación entre colonización e infección, lo que ha contribuido a
subestimar las micosis invasivas o sistémicas.
El diagnóstico presuntivo de infección fúngica basado en la clínica y exámenes
radiológicos o de ultrasonografía es confirmado solamente a través de la observación,
aislamiento e identificación del hongo a partir del material clínico, en el laboratorio. El
diagnóstico de IFI en pacientes inmunodeprimidos por métodos indirectos, es variable
dependiendo del cuadro clínico y de paciente. Los dos mejores ejemplos, son la detección
de antígeno capsular de Cryptococcus neoformans en muestras de líquido cefalorraquídeo
(LCR) por aglutinación en látex, siendo un método rápido (0.5 a 2 hrs), sensible y
específico (> 80%). La detección de antígenos de pared de Aspergillus (galactomananos)
detectados a través de un ELISA sándwich, preferentemente en muestras de suero (LCR,
orina, LBA), presenta elevada sensibilidad y especificad en aspergilosis invasora (AI),
recomendándose el seguimiento del paciente para obtener una cinética que permitirá
interpretar correcta y precozmente un título elevado en pacientes que presentan alto riesgo
de AI, como neutropénicos (hematológicos) y tratados con corticoides. Este método es de
gran ayuda, ya que en la mayoría de los casos el procedimiento envasito de recolección de
muestra como biopsia, está contraindicado debido a las condiciones propias del paciente,
además el rendimiento del examen microscópico directo y del cultivo en el LBA es de 50%
y el agente no crece en hemocultivo.
Estudios realizados en pacientes con candidiasis invasiva documentada durante los
años ’80, mostraron que el hemocultivo convencional recupera levaduras sólo en un 30%
de los casos. El aislamiento del hongo en sangre depende de factores como volumen de
muestra, frecuencia de muestreo, medio de cultivo, condiciones de incubación y métodos
de procesamiento. Aireación y agitación de los frascos ha evidenciado aumento de la
sensibilidad y reducción del tiempo de aislamiento primario. El empleo de sistemas
comerciales como medios bifásicos, lisis centrifugación y resina de alto volumen
aumentaron la sensibilidad del examen entre un 60 a 90%, con reducción del tiempo de
aislamiento.
Así, en las últimas décadas la industria ha destinado esfuerzos para desarrollar
nuevos sistemas alternativos a los métodos convencionales utilizados tradicionalmente en
micología médica. Algunos adelantos, que citaremos en este escrito, han favorecido
sustancialmente el quehacer del laboratorio, mejorando el rendimiento diagnóstico. Sin
embargo, otros no han podido superar la sensibilidad y especificidad del método estándar,
recomendado para la caracterización a nivel de especie de los hongos, el cual
desarrollaremos con más detalle.
Es indispensable que las instituciones inviertan en mejorar la capacidad de
diagnóstico de las infecciones por hongos, principalmente en IFI. El éxito del diagnóstico y
tratamiento es también dependiente de la estrecha comunicación que debe existir entre un
gran número de especialistas y profesionales del área de la salud.
FLUJOGRAMA DIAGNÓSTICO
Estudio Clínico
(Histórico, examen físico, imágenes)
Toma y transporte de muestras
Procedimiento General del Diagnóstico de Laboratorio
Examen Microscópico Directo
Histopatológico
Cultivo
Inmunodiagnóstico
Identificación a Nivel de Especie y Sensibilidad (cuando corresponda)
(Análisis morfológico, fisiológico y bioquímico)
I.- Estudio Clínico
El reconocimiento del hongo como agente de infección se inicia por la sospecha
clínica del Médico al orientar su diagnóstico hacia una micosis. Este se sustenta gracias al
examen físico, la historia clínica y en infecciones profundas, se agrega el apoyo de
imágenes, fundamentalmente el Scanner. Frecuentemente, en micosis oportunistas los
signos y síntomas clínicos no son específicos, siendo indistinguibles de una infección
bacteriana. Muchas veces, la presencia de factores predisponentes o de riego y la pobre
respuesta al tratamiento antibacteriano, es señal que índica la posible presencia causal de
agentes fúngicos, sospecha que debe ser indicada en la solicitud de examen para que el
profesional de laboratorio oriente la búsqueda y aislamiento del hongo siguiendo la
metodología apropiada.
II.- Toma y Transporte de Muestras
La recolección y transporte del material clínico depende en gran parte de la
sospecha clínica, tejido afectado, tipo de lesión y estado general del paciente. Esta etapa es
fundamental para el éxito del diagnóstico. Debe asegurarse una cantidad suficiente de
muestra que permita realizar todos los exámenes de laboratorio. La calidad de la muestra
esta directamente relacionada con la sensibilidad y rendimiento del examen en el
laboratorio.
Tabla 1. Tipos de muestra según tejido afectado y recomendación para su transporte
Pelo, piel y uñas
Placa de Petri, porta objetos o papel
Secas
Mucosas, vesículas y secreciones Tubo con suero fisiológico estéril
Húmedas
Orina, lavado bronquial, LCR, LS Frasco o tubo estéril
Líquidas
Hemocultivo o anticoagulante
Coagulables Sangre y medula ósea
Biopsia y necropsia
Tubo con suero fisiológico estéril
Tejido
LCR: líquido cefalo raquídeo.
LS: líquido sinovial
Si el paciente se encuentra bajo tratamiento antifúngico, se recomienda suspender el
tratamiento, por lo menos 2 semanas antes de la toma de muestra. Esto se orienta
principalmente a pacientes portadores de micosis superficiales o cutáneas y las
consideradas no graves.
III.- Procedimiento General del Diagnóstico de Laboratorio
En general, el examen microscópico directo (EMD) y el cultivo pueden ser
realizado para todos las muestras clínicas que se reciben. Estos exámenes forman parte del
método directo de identificación de hongos y se recomienda en todas las micosis. La
microscopía proporciona información vital y frecuentemente una inmediata corroboración
del diagnóstico presuntivo al observar el agente fúngico en el material clínico. Los hongos
filamentosos se presentan en parasitismo como hifas que pueden ser cenociticas (poco
septadas) o septadas, hialinas o dematiancias (oscuras) según el tipo de hongo. Algunas
levaduras presentan características microscópicas particulares en parasitismo, lo cual
orienta su identificación.
a)
El EMD puede ser realizado en frotis, fijándose la muestra al portaobjetos y usando
la tinción de Gram o Giemsa, para poder observar con la objetiva de inmersión (100X). Lo
más frecuente, es la preparación a fresco con soluciones clarificadoras con o sin colorantes
como KOH 10 o 20% con o sin tinta Quinck-Parker permanente. Además, se emplea la
tinta de China o Nankin o India para observar la presencia de cápsula en levaduras del
género Cryptococcus, observándose con objetivas de 10 y 40 X de aumento. En muestras
de tejido, además puede solicitarse examen histopatológico donde se verá además la
reacción tisular en preparaciones teñidas con hematoxilina eosina, mientras que el hongo se
evidencia con PAS y principalmente con Gomori-Grocott.
Foto 1. Examen microscópico directo a fresco desde piel, mostrando la presencia de
hongo filamentoso dermatofito (A) y abundantes levaduras (B).
A. Hifa hialina septada y ramificada
b)
B. Levaduras globosas y gemantes
El cultivo primario del hongo es realizado en varios tubos o placas de Petri
conteniendo los medios de cultivo según la sospecha clínica (Tabla 2). Las micosis
causadas por hongos filamentosos se incuban generalmente a 25ºC y el tiempo de
incubación dependerá de la sospecha clínica. Así, en las dermatofitosis o tiñas los
medios se incuban hasta por 30 días, debido a que estos hongos demoran
aproximadamente 20 días en crecer y presentar sus estructuras micromorfológicas
carcterísticas que permitirán su diagnóstico a nivel de especie. Sin embargo, los
hongos filamentosos oportunistas como Aspergillus spp., Penicillium spp.,
Fusarium spp., mucorales y dematiaceos, entre otros, crecen más rápido,
obteniéndose colonias entre los 5 a 10 días de incubación. Las levaduras crecen
mejor a 37ºC y sus colonias se obtienen entre las 24 y 72hrs dependiendo de la
especie. Frente a una IFI, se emplean temperaturas de incubación de 25 y 370C. para
facilitar el aislamiento.
Foto 2. Cultivo de hongos a partir de la muestra clínica en agar Sabouraud glucosado
A. Fusarium solani aislado de ulcera corneal
B. Candida albicans aislada de orina
Tabla 2. Distribución de los principales medios de cultivo según contenido de nutrientes
Clasificación Agar
Tipo de muestras o agentes
Básico
Sabouraud-glucosa (ASG)
Todas
Selectivo
ASG más antibiótico
Muestras de regiones colonizadas
ASG más antibiótico y cicloheximida Para inhibir hongos contaminantes
Rico
Lactrimel
Dermatófitos
Bilis de buey o Dixon modificado
Malassezia spp.
Cryptococcus neoformans
Indicadores
Niger o Guizotia
C. albicans
Candida ID
Principales especies de levadura
CHROM agar
Pobres
Czapek, malta o papa
Micromorfología de filamentosos
Agar maíz con tween 80
Micromorfología de levaduras
Malassezia spp, agentes de Pitiriasis versicolor son un grupo de levaduras
lipodependientes.
A partir del cultivo se observa y analiza las características de la colonia, lo que
permite orientar el procedimiento de laboratorio para la identificación del hongo. Lo
primero que debemos reconocer es si el agente aislado es una levadura o un filamentoso
(hialino o dematiaceo).
Características de la colonia a ser analizados:
1.- Textura; cremosa, mucosa, serosa, membranosa, pulverulenta, granular, aterciopelada,
vellosa o algodonosa.
2.- Superficie; lisa, rugosa, cerebriforme.
3.- Aspecto; seca, brillante, opaca.
4.- Color
5.- Pigmento
6.- Tiempo de crecimiento
Los agares cromogénicos son medios indicadores utilizados en levaduras, que
permiten diferenciar distintas especies debido a que estas crecen presentando características
fenotípicas diferentes (color) fácilmente identificables. El empleo de estos medios es muy
útil en sospecha de infecciones polimicrobianas o en micosis por levaduras del tracto
genitourinario, orofaríngeo y cutáneas, principalmente en pacientes inmunodeprimidos.
Foto 3. Colonias de distintas especies del género Candida aisladas en CHROM agar
A
B
C
D
A. Colonia color verde de C. albicans; B. Colonia color burdeo de C. glabrata; C. Colonia
color violeta de C. tropicalis; D. Colonia rosada clara de C. krusei.
IV. Identificación a Nivel de Especie
Se recomienda que la identificación de los hongos sea realizada por los métodos
estándares utilizados clásicamente en Micología Médica. Estos métodos son laboriosos y
necesitan de experiencia por parte del profesional de laboratorio para observar la
morfología, leer, analizar e interpretar los resultados.
1.- Hongos Filamentosos
a)
Examen Microscópico de la Colonia
A partir del hongo filamentoso aislado in vitro, se realiza una preparación
microscópica para observar las características morfológicas del organismo,
buscando principalmente las estructuras reproductivas, ya que son estas que
permitirán identificar el agente. Muchas veces, como consecuencia de la fragilidad
de estas estructuras, se logra aproximar el diagnóstico a nivel de género o grupo de
hongos, por tal motivo se requiere de un cultivo especial cuyo propósito es
estimular la producción de células reproductivas en medios pobres y conservar su
agrupación con respecto a las hifas a partir de un microcultivo.
a)
Microcultivo para Filamentosos
El estudio micromorfológico de estos hongos es indispensable para su
identificación. Sobre los bordes de una agar especial (medio pobre), cortado en cuadrado
pequeño, se siembra el hongo en estudio. Luego se cubre con un cubreobjeto y se incuba
dentro de una cámara húmeda a 25ºC. La incubación dependerá del tiempo que demore el
hongo en presentar sus estructuras reproductivas. Cada especie presenta características
micromorfológicas particulares, algunas de ellas fácilmente identificables en el
microcultivo, lo que permite identificar el agente a nivel de especie.
Foto 4. Técnica (A) y fotomicrografía de hongo filamentoso en microcultivo (B).
A. Cámara húmeda con el bloque de
agar sembrado y cubreobjeto.
conidios.
b)
B. Estructuras conidiogénicas de Scopularipsis
brevicaulis. Hifa septada, anélide y
Pruebas Fisiológicas y Bioquímicas
Son poco utilizadas en el diagnóstico de hongos filamentosos. Las más
frecuentemente empleadas son;
-
Crecimiento en distintas temperaturas para determinar termotolerancia.
Resistencia a cicloheximida
Determinación de ureasa, orientado para diferenciar especies de dermatófitos.
2.- Identificación de Levaduras
a)
Prueba Fisiológica de Producción del Tubo Germinativo
Este examen es realizado para identificar la presencia de C. albicans. En
condiciones determinadas de cultivo “in vitro”, esta levadura desarrolla un tubo fino que no
se libera ni presenta punto de constricción en el punto de unión con la célula madre. Se
inocula la levadura en un tubo conteniendo plasma o suero humano y se incuba a 370C. por
2 a 3 hrs. Debido a lo rápida, fácil y barata, esta técnica se encuentra implementada en la
gran mayoría de los laboratorios. Sin embargo, es recomendable acompañarla siempre con
estudios en microcultivo, para comprobar la identificación de C. albicans, ya que se han
descrito casos de falsos positivos y negativos.
b)
Microcultivo para Levaduras
Es estudio micromorfológico de las levaduras es fundamental para su identificación,
principalmente en los organismos del género Candida, Geotrichum y Trichosporon. La
levadura es sembrada en estrías paralelas sobre agar maíz o arroz con Tween 80 en cámara
húmeda, incubándose a 250C., por lo general entre 2 a 3 días. Cada especie presenta
características micromorfológicas particulares, algunas de ellas fácilmente identificables en
el microcultivo, lo que permite orientar, complementar y confirmar el diagnóstico a nivel
de especie. Entretanto, no se debe emplear como única técnica de diagnóstico,
generalmente se realiza en paralelo con las pruebas bioquímicas.
Foto 5. Microcultivo de levaduras mostrando las estructuras de C. albicans.
C
A
B
Presencia de levaduras (A), pseudohifas (B) y clamidoconidios (C)
c)
Pruebas Bioquímicas
El estudio bioquímico de la levadura comprende principalmente el análisis de
asimilación de hidratos de carbono conocido como Auxanograma, sometiéndose a la cepa
en estudio a diferentes azúcares dependiendo del género de levadura que se sospeche. Este
examen se complementa con asimilación de fuentes de nitrógeno, fermentación de azúcares
denominado Zimograma e hidrólisis de urea. El auxanograma y la asimilación de nitratos
son incubados a 250C. hasta por 3 días. Entretanto, el zimograma e hidrólisis de urea se
incuba a 370C.
El perfil bioquímico obtenido será comparado con los datos en las tablas de
identificación respectivas, según el género de levadura sospechado, permitiendo reconocer
la o las especies que presentan el patrón bioquímico determinado.
Con auxilio del microcultivo, pruebas fisiológicas y bioquímicas se identifica
correctamente la levadura a nivel de especie.
d)
Pruebas Complementarias
La levadura puede ser sometida a la tinción de Zielh Nielsen para detectar la
presencia de determinadas estructuras sexuales, denominadas ascos con sus respectivos
ascosporos, presentes “in vitro” en algunas especies de levaduras.
Sistemas Comerciales de Identificación de Levaduras
En virtud de trabajo y experiencia que se requiere para leer e interpretar los
resultados bioquímicos realizados por el método estándar, la industria ha desarrollado
progresivamente nuevos sistemas para facilitar y disminuir el tiempo de identificación de
las especies de levaduras de interés clínico. La mayoría de los sistemas disponibles en el
mercado son galerías que contienen distintos nutrientes y reactivos deshidratados en los
pocillos que, al ser inoculados e incubados correctamente proporcionan lectura de fácil
interpretación, las cuales, en su mayoría generan un código numérico de varios dígitos que
son interpretados por registros propios de cada empresa. El primer inconveniente observado
por los laboratorios es la necesidad de contar con disponibilidad de otra estufa de cultivo,
ya que algunos de estos sistemas se incuban a 300C. por 24 y 48h
Sistema comercial
- Api Candida
- ID 20C e ID 32C
- Fungichrom I
Productor
BioMérieux
BioMérieux
International Microbio
Un método semiautomatizado de identificación es el Microscan. La placa de
microtitulación es incubada a 370C por 4 hrs y luego un lector acoplado a un computador
realiza la lectura otorgando la especie del agente inoculado.
La identificación de especies con auxilio de programas computacionales permite
conocer el porcentaje de seguridad en la identificación de la especie, lo que flexibiliza el
método diagnóstico y permite al laboratorio evaluar la necesidad de repetir la lectura o de
repetir el examen bioquímico. Sin embargo, varios trabajos comparativos, muestran que
estos sistemas presentan una sensibilidad y especificidad variable frente a las distintas
especies de levaduras de interés médico. Por tal motivo es recomendado, incluso por los
mismos productores, realizar en paralelo un microcultivo de la cepa en estudio.
En resumen, a partir del diagnóstico clínico los pasos importantes que favorecen el
aislamiento e identificación del hongo son:
- Apropiada recolección del material clínico y rápido transporte al laboratorio
- Inmediato y oportuno procesamiento de la muestra
- Adecuada elección de la o las soluciones en el examen microscópico directo
- Correcta selección del o los medios de cultivos
- Óptimo procedimiento de inoculación e incubación
- Adecuada realización, lectura, análisis e interpretación de las técnicas de identificación
PREGUNTAS
1. ¿Explique la importancia del médico en el flujograma diagnóstico de una micosis?
R= Gracias a la sospecha clínica, el laboratorio procesa la muestra clínica
orientando el procedimiento a las técnicas de exámenes (EMD y cultivo) específicos para
hongos.
2. Los hongos se cultivan a 25 y/o 37ºC., por periodos más prolongados que las bacterias.
Describa las respectivas temperaturas y tiempos de incubación en muestras
provenientes de candidiasis, aspergilosis y dermartofitosis.
R= Candidiasis a 37ºC por 24 a 72 hrs, Aspergilosis a 25ºC y 37°C por 7 a 10 días
y dermatófitosis a 25ºC. hasta 30 días.
3. Mencione las etapas de diagnóstico de laboratorio para identificar una especies de
Candida a partir de un cultivo primario
R=
- Tubo germinal
- Microcultivo
- Pruebas bioquímicas por galerías o auxanograma.
REFERENCIAS
1. De Hoog, G.S. & Guarro, J. Atlas of clinical fungi. 1 ed. Centraalbureau voor
Schimmelcultures and Universitat Rovira i Virgili. The Netherlans, 720p., 1996.
2. Díaz, M.C. Silva, V. & Hermosilla, G. Manual práctico del curso internacional de
micología médica. Escuela de Postgrado y Programa de Microbiología y Micología.
Santiago, Chile, 149p., 2005.
3. Hermosilla, G. Silva, V. Díaz M.C. Manual teórico curso internacional de micología
médica. Escuela de Postgrado y Programa de Microbiología y Micología. Santiago,
Chile, 196p., 2005.
4. Kurtzman, C.P. & Fell, J.W. The yeast a taxonomic study. 4 ed. Elsevier, Amsterdam,
1055p., 1998.
5. Kwon-Chung, K.J. & Bennett, J.E.- Medical Mycology. London, 866p., 1992.
6. Torres- Rodriguez, J.M.; Palacio-Hernanz, A.; Guarro-Artigas, J.; Negroni-Briz, R.;
Pereiro-Miguens, M. Micología Médica. 1 ed. Masson, S.A. Barcelona, 378p., 1993.
CAPÍTULO XX
CANDIDIASIS SUPERFICIALES (CANDIDIASIS CUTÁNEO-MUCOSAS)
María Cristina Díaz
Se refiere a infecciones producidas por levaduras del género Candida en piel, mucosas
y uñas.
Etiología: La mayoría de las especies de Candida pertenecen a la clase Blastomycetes y
aquellas que se reproducen sexualmente a la clase Ascomycetes.
Candida albicans es la más frecuente en la piel y mucosas, con menos incidencia C.
parapsilosis (paroniquias,otitis externa), C. tropicalis (vagina y onicomicosis), C. kefir
(vaginitis), C. glabrata (vaginitis y Candidiasis orofaríngea en inmunosuprimido).
Hábitat: C. albicans forma parte de la microbiota comensal de la boca, tracto gastrointestinal
y genital.
Factores predisponentes:
•
Edad: Los ancianos y lactantes son susceptibles a la algorra.
•
Dieta: Una dieta rica en carbohidratos predispone a estas infecciones, cantidades elevadas
de azúcares en el intestino pueden favorecer el crecimiento de levaduras. La mala
alimentación y la desnutrición ocasiona trastornos intestinales asociados a diarrea con
aumento de Candida.
•
Factores mecánicos: Maceración y un elevado nivel de humedad, Ej. pañales (dermatitis
del pañal) y maceración de grandes pliegues.
•
Factores séricos: La transferrina actúa como inhibidor de C. albicans mediante la
quelación del hierro que necesita para su desarrollo.
•
Factores endocrinos: La diabetes es una enfermedad predisponente, se piensa que niveles
elevados de glucosa en sangre y tejidos favorecen el desarrollo de la levadura, además que
la capacidad de los leucocitos para fagocitar y destruir a C. albicans está disminuida. Otras
endocrinopatías: hipoparatiroidismo, hipotiroidismo, enfermedad de Addison y Cushing se
encuentran asociadas a candidiasis mucocutánea crónica.
•
Factores infecciosos: Ciertas enfermedades infecciosas predisponen o favorecen las
candidiasis como algunas bacterias, virus.
1
Micosis superficiales y cutáneas 2
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
•
Factores inmunológicos: Fagocitosis, anticuerpos humorales circulantes, síndrome de
inmunodeficiencia adquirida.
•
Embarazo: Es frecuente la candidiasis vaginal relacionada con el pH, nivel de glicógeno
vaginal y elevación de la progesterona.
•
Factores iatrogénicos: Antibióticos, al eliminar la microbiota bacteriana que compite por
los nutrientes con las levaduras, dan lugar a un mayor desarrollo de ellas.
PATOGENIA
Las etapas que intervienen en la patogenia de Candida son las siguientes:
Adherencia al epitelio e invasión posterior, invasión en que intervienen enzimas queratolíticas,
fosfolipasas, enzimas proteolíticas, los mananos participan en la respuesta inflamatoria
inespecífica y formación de pústulas y otros compuestos de pared celular con actividad
antifagocítica.
Por otro lado, también participan los mecanismos defensivos del hospedero, la inmunidad
celular, características de la humedad de la piel.
CLÍNICA
Algorra, muguet ó candidiasis pseudomembranosa aguda: es la forma más común, se
caracteriza por la presencia de una pseudomembrana blanca, cremosa formada por la levadura
y células epiteliales. Se localiza en cavidad oral y puede llegar a invadir faringe, esófago,
tráquea y comisuras labiales. Este proceso se desarrolla en el recién nacido y ocasionalmente
en adultos debido al empleo de antibióticos ó en estado de inmunodepresión.
Candidiasis eritematosa crónica de la boca: depapilación, eritema.
Queilitis angular (boqueras): Es una dermatitis de las comisuras bucales con eritema,
maceración y formación de una fisura transversal, está relacionado con el uso de prótesis
dentales, déficit vitamínicos y a un exceso de salivación.
Lengua pilosa negra: Es una hipertrofia de las papilas, pudiendo adquirir una gran longitud y
color negruzco.
Vulvovaginitis: Se presenta con flujo vaginal blanquecino, cremoso, espeso y con intenso
prurito, a veces las lesiones son eritematosas, con zonas de maceración y erosión superficial
recubiertas parcialmente con exudado blanco. La diabetes, tratamiento antibiótico, los
anticonceptivos orales y el embarazo pueden predisponer a una infección.
Micosis superficiales y cutáneas 3
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Balanitis: Se caracteriza por la presencia de erosiones rojas y pústulas superficiales en el
glande y surco balanoprepucial. Es frecuente en el varón, coincidiendo en la mayoría de los
casos con la existencia de candidiasis vaginal en la pareja.
Intértrigo candidiásico de grandes pliegues: La localización en los pliegues está
favorecida por la humedad, oclusión y maceración. Se localiza en las axilas, ingle, surco
interglúteo, y en personas obesas, en los pliegues inframamario, suprapúbico y cuello. En los
adultos son causas predisponentes la diabetes, el alcoholismo y la obesidad.
Intértrigo candidiásico interdigital: Afecta a los pliegues interdigitales de manos y pies,
principalmente entre el tercer y cuarto dedo de la mano (erosión interdigital blastomicética),
frecuente en personas que mantienen las manos mojadas por muchas horas al día (cocineras,
lavanderas, coperos). El fondo del pliegue presenta la piel macerada, blanquecina, limitada su
parte superior y lateral por un collar epidérmico desprendido y con una grieta en el fondo.
Intértrigo candidiásico del lactante (dermatitis del pañal): Localizado en pliegues
inguinales, suprapúbico e interglúteo, que se extiende a toda la zona del pañal, se observa una
piel eritematosa, húmeda, a veces con vesículas dando lugar a un borde festoneado y una
grieta en el fondo del pliegue.
Paroniquia candidiásica: Se produce generalmente en personas que sumergen con frecuencia
las manos en agua, la lesión consiste en edema y eritema tenso y brillante de la piel del rodete
periungueal con dolor y en la fase aguda da salida a una gota de pus al presionar el pliegue.
Cuando la inflamación es importante puede producirse invasión de la matriz ungueal
ocasionando onicodistrofia o afectar a la lámina ungueal y producir onicomicosis.
DIAGNÓSTICO
Toma de muestra: Se utiliza una tórula estéril, frotando la superficie de la lesión, llevar al
laboratorio lo antes posible, en caso contrario usar un medio de transporte o solución salina.
En lesiones cutáneas con borde escamoso desprendido se puede raspar con portaobjeto o
bisturí esteril.
Examen directo: Observación al fresco con KOH al 10-20% para buscar la presencia de
pseudohifas, hifas verdaderas y blastoconidios.
Tinción de Gram: Tiñe además de bacterias a levaduras.
Cultivo: Agar Sabouraud glucosado con antibióticos. No se debe utilizar cicloheximida ya
que impide el crecimiento de la mayoría de las especies de Candida (C. glabrata, C. krusei, C.
tropicalis, C. parapsilosis).
Micosis superficiales y cutáneas 4
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
IDENTIFICACIÓN
Morfología Macroscópica: Colonias blancas a cremosas, semejantes a colonias de
Staphylococcus coagulasa (-), algunas pueden presentar otras texturas.
Morfología Microscópica: Pueden estar presentes hifas, pseudohifas y blastoconidios.
Métodos de identificación
Producción de tubos germinativos. Positivo = Candida albicans
Producción de clamidosporas
Producción de ureasa
Utilización de nitrato
Asimilación de hidratos de carbono
Fermentación de hidratos de carbono
Resistencia a la cicloheximida
Producción de ascosporas
TRATAMIENTO
Se utiliza tratamiento tópico y oral: Nistatina, solución Anfotericina B, Ketoconazol,
Itraconazol
PREVENCIÓN
Mantener controladas las enfermedades de base.
Mantener zonas secas especialmente en zonas de pliegues
BIBLIOGRAFÍA
Deacon, J. 1988. Introducción a la micología moderna. Segunda edición. Editorial Limusa
S.A. México
Hoog G. and Guarro J. 1996. Atlas of clinical fungi. Second edition. Centraalbureau voor
Schimmelcultures. The Netherlands.
Murray, P., Baron, E., Pfaller, M., Tenover, F. and Yolken, R. 1999. Manual of
Clinical Microbiology. 7th edition. American Society for Microbiology Press.
Washington, U.S.A.
Webster, J. 1991. Introduction to Fungi. Second edition. Cambridge University Press,
Cambridge, Great Britain.
CAPÍTULO XX
CANDIDIASIS INVASORA
Víctor Silva V.
INTRODUCCIÓN
Las levaduras del género Candida pueden causar cuadros que varían de infecciones
superficiales simples a procesos invasivos graves, presentando un amplio espectro de
manifestaciones clínicas, siendo considerados importantes patógenos oportunistas letales en
infecciones invasoras. La principal especie patógena del género es C. albicans, cuyo hábitat
fundamental es el tracto digestivo del hombre y animales mamíferos, conviviendo
pacíficamente con el huésped hasta encontrar condiciones biológicas favorables que les
permitan proliferar e invadir causando infección.
Las candidiasis invasoras han aumentado en forma explosiva en los últimos 25 años,
fundamentalmente las del torrente sanguíneo o candidemias, afectando mayoritariamente a
pacientes inmunodeprimidos, prematuros e internados en Unidades de Cuidados Intensivos
(UCI). Estas infecciones son principalmente de origen intrahospitalario, siendo la fuente
fundamentalmente endógena. Además, en los últimos años, se evidencia cada vez con
mayor frecuencia, el aislamiento de levaduras menos sensibles o resistentes a los
antifúngicos, principalmente entre las especies denominadas C. no-albicans. El objetivo de
este escrito, es revisar los antecedentes de epidemiológicos, microbiológicos y clínicos
asociados a las infecciones invasoras causadas por levaduras del género Candida.
EPIDEMIOLOGÍA
A inicios de los años 60, solo se reportaban 48 casos de candidiasis invasora, siendo
C. albicans la principal especie. Durante la década de los `80 la infección fúngica
intrahospitalaria aumentó de 2,0 para 3,8 a 5,0 por 1.000 pacientes, siendo especies de
Candida los agentes responsables por el 78% del total de infecciones nosocomiales
causadas por hongos y C. albicans representó el 76% del total de estas micosis. En este
periodo, se describieron 25.000 infecciones nosocomiales del torrente sanguíneo en 124
hospitales americanos, relatándose aumento de candidemias de hasta 487% en hospitales
universitarios de gran tamaño, con mortalidad atribuida de 30%, siendo significativamente
superior al 17% causado por patógenos bacterianos. Por lo general, la incidencia de
candidiasis invasora varía entre 5 a 25% según el grupo de pacientes, con un promedio del
10 al 15% de las infecciones nosocomiales con aislamiento primario en hemocultivos,
presentando letalidad entre 30 a 80%. El Programa SENTRY en su vigilancia internacional
de candidiasis hematógena, constató a partir de 306 casos de candidemia durante 1997 que
el 80% son de origen intrahospitalario y que el 50% afectaron a pacientes internados en
UCI. Recientes reportes, clasifican a la infección del tracto urinario (ITU) como la
infección nosocomial más frecuente, con tasas superiores al 30%, siendo C. albicans el
patógeno más común. Además, la candidemia mantiene un aumento sostenido y continúa
siendo más frecuente en las unidades críticas, por tal motivo, en USA se considera a
Candida spp como el primer y tercer agente de ITU y sepsis nosocomial, respectivamente.
En nuestro país, a través del informe de infecciones intrahospitalarias del ministerio de
Salud, se puede extraer que Candida spp varía entre el tercer al primer agente de ITU en
UCI (13 a 22%) y entre el sétimo al quinto agente de sepsis, siendo el principal agente de
sepsis asociada a nutrición parenteral en pediátrica con el 30% y el cuarto en adultos con
el 10%.
La fuente de infección por especies de Candida es adquirida fundamentalmente por
vía endógena, siendo responsables los agentes que forman parte de la microbiota del propio
paciente, principalmente por translocación intestinal. En pacientes neutropénicos, la
presencia de levaduras en dos o más sitios de mucosa correlaciona en torno del 60% con
enfermedad invasiva. C. tropicalis recuperada en dos o más ocasiones de orina o
deposiciones, fue predictor para candidemia en más del 80% de los casos. Candidiasis
hematógena por C. krusei aumenta en pacientes bajo profilaxis con fluconazol y es
precedida de colonización, principalmente del tracto intestinal. Sin embargo, la
importancia clínica de colonización previa por especies de Candida ha sido rebatida por
algunos investigadores. Por otro lado, fuentes humanas colonizadas o infectadas, así como
artículos contaminados, se destacan como los principales reservorios de levaduras que
participan en la transmisión exógena de infección, siendo relacionadas a brotes
intrahospitalarios. El aislamiento de cepas idénticas de C. albicans entre pacientes
hospitalizados, sugiere que la vía más importante de transmisión exógena es el contacto
indirecto entre pacientes a través de manos post-contacto con el portador de la levadura.
Sin embargo, la colonización frecuentemente precede infección y el aislamiento de cepas
de la misma especie a partir de distintos sitios anatómicos, que presentan por lo general el
mismo genotipo, evidencia el origen endógeno de la candidiasis. En un estudio recién
finalizado, demostramos que mujeres sondadas e internadas en UCI, portadoras de
Candida spp. en vagina, presentan mayor riesgo (RR=4,40, IC=95%, p=0,002) de adquirir
candiduria nosocomial al compararlas con las mujeres no portadoras de levaduras en
vagina y las levaduras aisladas de vagina y posteriormente de vagina, presentaron el mismo
patrón genético. Este mismo análisis molecular, nos ha permitido comprobar que pacientes
con candidemia, presentan la misma cepa de levadura tanto en los aislamientos de
hemocultivo, como en los sitios colonizados.
AGENTES
Recientes propuestas taxonómicas incluyen a las especies del género Candida, en la
Familia Candidaceae, Orden Saccharomycetales, Clase Hemiascomycetes y Phylum
Ascomycota. El género Candida esta formado por 163 especies, de las cuales
aproximadamente 10 son las responsables de las infecciones en el hombre, describiendo a
C. albicans como la especie más importante. Estos agentes son cosmopolitas,
encontrándose ampliamente distribuidos en la naturaleza e incluso pueden formar parte de
la microbiota del hombre y animales, colonizando mucosas del tracto intestinal (50 a 70%),
boca (30 a 50%), vaginal (5 a 30%) y piel (4 a 7%). Sin embargo su presencia en manos del
personal de salud es significativamente superior al de la población general, con frecuencias
que varían entre 20% en el personal médico hasta 80% en el de enfermería. Recientemente,
nuestro grupo demostró que la colonización de manos en alumnos de medicina, aumenta
significativamente según el periodo de estudio, siendo de 7% en estudiantes de 1er. y 2do
año o ciclo básico, 19% en alumnos de 3ro a 5to año o ciclo preclínico y de 30% en
internos o ciclo clínico. Además se demostró que el aumento de colonización estaba
asociado a un mayor número de colonias y diversidad de tipos de levaduras, siendo
Rhodotorula mucilagenosa y especies de Candida los agentes prevalentes. Por otro lado,
los alumnos de carreras distintas al área de la salud, presentaron 7% y 10% de colonización
entre los distintos años de carrera.
El género Candida comprende levaduras que se reproducen por gemación (en
saprofitismo). Sin embargo, son consideradas dimórficos, ya que pueden formar células
alargas cuyas cadenas de gemaciones no se separan, denominadas pseudohifas (en
parasitismo) e incluso en determinados tejidos pueden formar filamentos indiferenciables a
las hifas. Las pseudohifas se observan y ayudan al diagnóstico en frotis de candidiasis.
Estas levaduras son organismos aerobios, capaces de asimilar y fermentar diversos hidratos
de carbono.
Además del aumento de las candidiasis invasora, se ha descrito un cambio en el
patrón etiológico de estos agentes (Tabla 1). A pesar de C. albicans continuar
presentándose como la especie más frecuente en todas los tipos de candidiasis, su
prevalencia a disminuido drásticamente como agente de infecciones invasoras, atribuido al
exitoso tratamiento profiláctico con fluconazol, dando lugar a un aumento considerable de
candidiasis por otras especies del género, principalmente de C. tropicalis, C. parapsilosis y
C. glabrata, con frecuencia variable según la región geográfica y periodo de tiempo. En los
recientes informes de vigilancia de candidemias, se muestra a nivel global una estabilidad
en la frecuencia de C. albicans la que alcanza al 50% de los casos, un aumento significativo
de C. glabrata en algunos países desarrollados, un aumento de C. parapsilosis,
principalmente en población pediátrica y una disminución de C. tropicalis.
Nuestro grupo concreto en marzo del 2000 la primera Red de Diagnóstico en
Micología Médica del país y durante este primer año se han incorporado cepas provenientes
de 131 pacientes con micosis invasoras, de los cuales 121 (92,4%) presentaron infecciones
por levaduras y 10 (7,6%) por hongos filamentosos. Candida albicans, sin superara el 50%
fue seguida de C. parapsilosis como la segunda especie prevalerte (17%), tanto en sangre
como en el análisis del total de las muestras recibidas. La tercera especie más frecuente en
candidemias fue C. tropicalis (14,3%). Al observar el total de levaduras aisladas de sangre
y otros sitios estériles como LCR, vemos que C. tropicalis (11,6%) es tan frecuente como
Cryptococcus neofromans (10,7%), dado que esta levadura capsulada es la principal causa
de meningitis fúngica en el paciente con SIDA. Cabe resaltar la baja frecuencia en nuestro
país de especies como C. glabrata (3,3%) y C. krusei (1,1%) que presentan problemas de
resistencia frente a determinados antifúngicos. Por otro lado, llama la atención la presencia
de levaduras oportunistas emergentes como Saccharomyces cerevisiae (levadura del pan,
cerveza) y Trichosporon mucoides en hemocultivos (Tabla 2). Al comparar nuestros datos
de candidemias con los de otros países observamos que C. albicans es la especie
responsable de la mitad de los casos y que la prevalencia de las otras especies es particular
a cada país, resaltando que a C. parapsilosis como el segundo agente en Chile, C. glabrata
en Estados Unidos y Canadá, a C. tropicalis en Taiwán. (Tabla 3).
PATOGENIA
El suceso de la colonización e infección parece depender de la habilidad de la
levadura en adherirse a diversas superficies. Además, se describe la producción de
pseudohifas, actividad de enzimas, potencial de hidrofobicidad, variabilidad genética y
antigénica, como factores de virulencia relacionados a especies de Candida. La capacidad
de adherencia, es considerada esencial para la expresión del potencial patógeno, así
Candida spp puede adherir a la superficie de distintas células (epitelio cutáneo, orofaríngeo,
urinario, cervical, gastrointestinal y endotelio vascular), al igual que a proteínas de la matriz
extracelular, presentando al parecer una adhesina tipo integrina. Además, puede adherirse a
material inerte de uso médico como plásticos, nylon, PVC, poliestireno, vidrio y otras
substancias utilizadas para la producción de catéteres, prótesis, lentes de contacto, entre
otros, favoreciendo la formación de un complejo denominado Biopelícula, el que se adhiere
firmemente al sustrato, resiste a los antimicóticos y se transforma en foco de infección.
FACTORES DE RIESGO
La candidiasis invasora se ve favorecida por el aumento de la colonización de la
especie de Candida, deterioro en la integridad de las barreras físicas (piel y mucosas) y
químicas, uso prolongado de antibióticos de amplio espectro, catéter intravascular y
alimentación parenteral, siendo la penetración a través de mucosas y la vía del catéter las
principales rutas de invasión.
Factores Predisponentes Sistémicos para Adquirir Candidiasis Invasora
• Cirugía Abdominal reciente
• Enfermedad Hematológica
• Neutropenia (> 7 días)
• Prematuro
• Terapia con Antibacterianos de amplio espectro
• Antecedentes de quimioterapia, radioterapia o corticoterapia
• Transplante de médula ósea u órganos sólidos
• Hemodiálisis
Factores Predisponentes Locales para Adquirir Candidiasis Invasora
• Nutrición Parenteral Total
• Catéter Venosos Central
• Colonización Previa con Candida spp en más de dos sitios
• Daño del Tracto Gastrointestinal
• Quemaduras Extensas
• Catéter Urinario Permanente
TIPOS DE CANDIASIS INVASORA
En general se asume que las especies de Candida pueden infectar cualquier órgano
o tejido del hombre, causando una amplia variedad de infecciones, incluyendo artritis,
endocarditis, endoftalmitis, meningitis, miocarditis, neumonía, oftalmitis, osteomielitis,
peritonitis, pielonefritis, entre otras. Sin embargo, la presencia de la levadura en el torrente
sanguíneo es la más frecuentemente observado.
a) Candidemia; Se define como el aislamiento de alguna especie de Candida en al menos
un hemocultivo. Esta a su vez, puede ser asociada o no a catéter, lo que puede ser
determinada por métodos microbiológicos destinados a cuantificar el número de
unidades formadoras de colonias provenientes del catéter.
b) Candidiasis Sistémica; Puede afectar casi cualquier órgano.
c) Candidiasis Diseminada Aguda; Cuando existe el compromiso de varios órganos no
contiguos, lo que ha ocurrido por diseminación hematógena. Se observa frecuentemente
en pacientes neutropénicos, que reciben antibióticos y/o presentan catéter venoso
central. Puede tener un comienzo súbito con lesiones oculares y cutáneas, que se ven
como microémbolos y la candidemia puede llevar a shock.
d) Candidiasis Hematógena Crónica; Esta forma clínica también se ha denominado
candidiasis hepatoesplénica, ya que la mayor parte de las veces hay compromiso
hepático y/o del bazo, fácilmente evidenciable con tomografía de abdomen. Es la menos
frecuente, pero la más grave y afecta a pacientes con cáncer que se han recuperado de la
leucopenia.
Manifestaciones Clínicas de Candidiasis Invasora
Los síntomas generalmente son inespecíficos
•
Signos no específicos
- Fiebre
- Hipotensión u otros signos de sépsis
- Puede simular un shock séptico con escalofríos, picos febriles, hipotensión y
postración
•
Signos y síntomas sugestivos
- Candiduria repentina, principalmente en pacientes sin catéter vesical
- Falla renal con arritmia
- Lesiones cutáneas papulares
- Lesiones hepáticas múltiples
- Lesión ocular (fondo de ojo)
- Sensibilidad muscular
- Tromboflevitis supurativa
•
Antecedentes Clínicos
- Neutropenia
- Paciente
UCI
(antibióticos,
politraumatizado, prematuro)
cirugía
abdominal,
hiperalimentación,
•
Catéter intravascular
Hallazgos Clínicos
- Candiduria en paciente sin catéter urinario
- Endoftalmitis
- Lesión macronodular cutánea
- Osteomelitis
DIAGNÓSTICO
El diagnóstico presuntivo de infección fúngica basado en la clínica y exámenes
radiológicos o de ultrasonografía es confirmado solamente a través de la observación,
aislamiento e identificación del hongo a partir del material clínico representativo de la
infección profunda, en el laboratorio. El diagnóstico de micosis invasivas en pacientes
inmunodeprimidos solo por métodos indirectos como detección de anticuerpos específicos
y/o antígenos de Candida circulantes, no presenta resultados satisfactorios debido a la
moderada sensibilidad y/o especificidad, recomendándose hoy su aplicación conjunta con
los métodos directos (hemocultivo comercial).
Estudios realizados en pacientes con candidiasis invasiva documentada durante los
años ‘80 mostraron que el hemocultivo convencional realizado en condiciones óptimas,
recuperó levaduras sólo en un 30% de los casos. El aislamiento del hongo en sangre
depende de factores como volumen de muestra, frecuencia de muestreo, medio de cultivo,
condiciones de incubación y métodos de procesamiento. El empleo de sistemas comerciales
como medios bifásicos, lisis centrifugación y resina de alto volumen aumentaron la
sensibilidad del examen por lo menos al doble (> 60%) con reducción del tiempo de
aislamiento (entre 22 a 96h).
Por lo tanto, el principal objetivo es evidenciar la presencia de la levadura en
muestras clínicas provenientes de sitios estériles, representativos del sitio de infección,
recomendándose el estudio sistemático a través de hemocultivo específicos en pacientes de
riesgo. Lo ideal es ver y aislar al hongo en la biopsia a través de análisis microbiológico e
histopatológico, sin embargo, en la mayoría de los casos este procedimiento está
contraindicado, debido a la inestabilidad clínica del paciente.
RESISTENCIA ANTIFÚNGICA
En los últimos años, se aísla cada vez con mayor frecuencia cepas de levaduras con
sensibilidad disminuida o resistentes a los antifúngicos. La resistencia antifúngica puede ser
clínica o “in vitro”, siendo la primera consecuencia fundamental del bajo nivel del fármaco
en el tejido y/o sangre, debido a una interacción entre drogas o al severo grado de
inmunodepresión del paciente. La resistencia “in vitro” puede ser primaria, donde la
levadura es naturalmente resistente, siendo el mejor ejemplo la resistencia intrínseca que
presenta C. krusei frente a fluconazol. También puede ser secundaria, donde cepas
sensibles, se transforman en organismos resistentes debido al contacto previo con el
antimicótico. Este último tipo de resistencia, raro en el pasado, es hoy el más frecuente y se
observa principalmente en cepas de C. glabrata. El consenso es que la resistencia
antifúngica depende de la interacción entre el hospedero, la droga y el hongo, sin embargo,
los factores del paciente son con frecuencia, los más relevantes para definir resistencia. Los
mecanismos de resistencia propuestos son la disminución de la permeabilidad de la
membrana citoplasmática, sobreexpresión de enzimas, mutaciones de compensación y
bombas de flujo.
A partir de 1579 cepas aisladas de candidemias entre 1992 a 1998 en Estados
Unidos, se verificó que la resistencia en C. albicans fluctuaba entre 0 a 3.3% con una media
de 1,4%, siendo estos valores inferiores a los observados en cepas de C. no-albicans, cuyos
rangos de resistencia fueron de 1,6 a 5,7% con una media de 3,3%. En nuestros estudios
hemos verificado, que todas las levaduras asiladas de infecciones invasoras son sensibles al
anfotericina B con CIM ≤ a 1 µg/ml. Frente a los azólicos, se evidencia un 5% de
resistencia y sobre 80% de sensibilidad, siendo muy distinto el patrón de susceptibilidad
por especies; C. albicans presenta 100 y 96% de sensibilidad para itraconazol y fluconazol,
respectivamente, mientras C. glabrata muestra 60 y 40% de resistencia frente a los mismos
fármacos. Otro fenómeno que hoy llama la atención es la detección de co-resistencia en
algunas cepas.
TRATAMIENTO
Debido al mal pronóstico que presentan los pacientes con candidiasis invasora, el
éxito del diagnóstico y tratamiento precoz es fundamental para salvar al paciente. Una de
las mejores estrategias es la estrecha comunicación dada entre los especialistas, tanto
clínicos como de laboratorio.
•
Tratamiento Preventivo
- Disminuir la duración y/o la intensidad de la neutropenia.
- Evitar la contaminación adicional de origen exógeno; lavado de manos antes y
después del contacto con el paciente, buen manejo del catéter, alimentación especial
en caso de recontaminación digestiva (aliños, frutas, lácteos).
- Se justifica la descontaminación digestiva con antifúngicos en pacientes con
factores de riesgo, principalmente neutropénia predecible superior a 7 días y
colonizados.
- Profilaxis antifúngica; Fluconazol e itraconazol reducen la colonización y
candidiasis, tanto superficial como invasora.
•
Tratamiento Curativo
- La elección del tratamiento antifúngico debe contemplar la existencia o no de
neutropenia, especie responsable de la candidiasis, presencia de catéter venoso
central (retirar en no-neutropénicos y si es C. parapsilosis retirar en neutropénicos),
de la estabilidad del paciente, si hay foco secundario y si el paciente estaba bajo
profilaxis.
- Anfotericina B deoxicolato; eficacia clínica, pero nefrotóxico. Formulación lipídica
es mejor tolerado, pero costo muy alto.
- Fluconazol; buena actividad excepto en C. krusei y C. glabrata. Muy bien tolerado
por el paciente, eficacia clínica comparable a anfotericina B.
- Caspofungina; buena actividad excepto en C. parapsilosis. Bien tolerado y eficacia
clínica comprobada.
- Voriconazol; buena actividad sobre todas las especies. Bien tolerado y eficacia
clínica comprobada.
- Asociación antifúngica; anfotericina B + 5-Fluorcitocina (5FC) o fluconazol + 5 FC.
Nuevas asociaciones con los nuevos antimicóticos es potencialmente interesante,
pero no hay evidencias para su recomendación.
Flujograma Diagnóstico
Diagnóstico
Médico
Toma de Muestra
Clínica
Microbiología
Anatomopatología
Examen Microscópico Directo
Fresco
Frotis
Cultivo
Aislamiento
Inmunodiagnóstico
Identificación
Básicos
Fisiología
Selectivos
Micromorfología
Diferenciales
Bioquímica
Convencional
Comercial
¿Sensibilidad?
Antígenos
Anticuerpos
Tabla 1. Distribución de especies de Candida aisladas de sangre, según porcentaje de
frecuencia y periodo de tiempo en USA.
Especie de Candida
1984
1990
1997
80
10
6
58
15
12
9
56
7
9
19
2,5
0,5
6
C. albicans
C. tropicalis
C. parapsilosis
C. glabrata
C. krusei
C. guilliermondii
Otras especies
<9
<6
Tabla 2. Distribución de especies de levadura según número de cepas y sitio de aislamiento,
incorporadas a la Red.
Especie
C. albicans
C. famata
C. guilliermondii
C. glabrata
C. kefyr
C. krusei
C. lusitaniae
C. parapsilosis
C. tropicalis
C. neoformans
S. cerevisiae
T. mucoides
Total
Sangre
N (%)
Otro sitio
N (%)
Total
N (%)
43 (47,3)
6 (6,6)
0
3 (3,3)
1 (1,1)
1 (1,1)
0
19 (20,9)
13 (14,3)
2 (2,2)
2 (2,2)
1 (1,1)
11 (36,7)
0
1 (3,3)
2 (6,7)
0
0
2 (6,7)
2 (6,7)
1 (3,3)
11 (36,7)
0
0
54 (44,6)
6 (5,0)
1 (0,8)
5 (4,1)
1 (0,8)
1 (0,8)
2 ( 1,7)
21 (17,4)
14 (11,6)
13 (10,7)
2 (1,7)
1 (0,8)
91 (100)
30 (100)
121 (100)
Tabla 3. Porcentaje de las principales especies de Candida aisladas de sangre, según país.
Especie
USA
56
C. albicans
19
C. glabrata
3
C. krusei
9
C. parapsilosis
7
C. tropicalis
Otras especies
6
Canadá
54
15
3
12
9
7
Taiwan Argentina Brasil
50
51
37
14
2
4
3
3
0
9
20
25
20
23
24
4
1
10
Chile
50
4
1
22
15
8
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CAPÍTULO XX
DERMATOFITOSIS
María Cristina Díaz
Dermatofitosis: Infecciones de la piel, pelo y uñas causadas por dermatofitos, constituyen un
motivo de consulta frecuente en nuestro país. La presentación clínica de estas infecciones
depende del sitio de infección, la respuesta inmunológica del hospedero y las especies del
hongo infectante.
Los dermatofitos constituyen un grupo bien definido de hongos filamentosos,
estrechamente relacionados, que tienen la capacidad de degradar y utilizar la queratina
(escleroproteína muy insoluble presente en las estructuras queratinizadas del hombre y de los
animales tales como: capa córnea, pelos, uñas, picos, garras, pezuñas, plumas) por tanto, son
capaces de invadir y colonizar tejido queratinizado (piel, pelo y uñas) de humanos y otros
animales, para producir una variedad de lesiones clínicas llamadas dermatofitosis o tineas
(tiñas).
Agentes etiológicos: se clasifican en 3 géneros: Epidermophyton, Microsporum y
Trichophyton, pertenecen a la Familia Moniliaceae, Orden Moniliales, clase Hyphomycetes,
Phylum Ascomycota, que corresponden a
•
Epidermophyton (Sabouraud, 1910): Los macroconidios son ampliamente clavados con
extremos redondeados, paredes lisas, delgadas con 1 a 4 septos, generalmente abundante y
nacen solitarios o en racimos. No produce microconidios. Este género tiene 2 especies,
sólo E. floccosum es patógena.
•
Microsporum (Gruby, 1843): Los macroconidios son de paredes gruesas, rugosas
(descritas como verrucosas, equinuladas, verruculosas), fusiformes y de tamaño variable
según la especie, multiseptados (1-15 septos). Los microconidios pueden ser sésiles,
pedicilados o clavados, escasos o ausentes en algunas especies y generalmente se disponen
solitarios a lo largo de la hifa. Actualmente se reconocen 18 especies.
•
Trichophyton (Malmsted, 1845): Los macroconidios, cuando están presentes, son de
paredes delgadas, lisas, de 1 a 12 septos y nacen solitarios o en racimos, con forma
variable (elongadas y forma de lápiz, clavada, fusiforme, cilindrofusiforme), el extremo
distal habitualmente es romo. Los microconidios son más abundante y pueden ser
globosos, piriforme, clavado, sésiles o pedicilados y nacen solitarios a lo largo de la hifa o
como racimos de uva. Se reconocen 26 especies.
301
Micosis superficiales y cutáneas 336
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
En su fase sexual o teleomorfa se clasifican en el género Arthroderma, Familia
Arthrodermataceae, Orden Onygenales, clase Ascomycete, Phylum Ascomycota. Algunas
especies de Microsporum y Trichophyton son capaces de reproducirse sexualmente y
producir una ascomata (ascocarpo) con asco y ascosporas.
HABITAT:
Ecológicamente, los dermatofitos se clasifican en 3 grupos:
•
Antropofílico: Sólo pueden vivir en el hombre (piel y fanéreas), su transmisión es
exclusivamente interhumana y raramente infecta a otros animales. Ejs. Epidermophyton
floccosum, Trichophyton rubrum, Trichophyton mentagrophytes var interdigitale.
•
Zoofílico: Viven en la piel, pelos y plumas de diversos animales y pájaros y
ocasionalmente pueden infectar al hombre. Los animales actúan como portadores
asintomáticos. Ejs. Microsporum canis, Trichophyton mentagrophytes var
mentagrophytes.
•
Geofílico: están primariamente asociados con material queratinoso presente en el suelo
como plumas, pelos, cuernos, pezuñas, etc. y ocasionalmente infectan al hombre y
animales. Microsporum gypseum.
Las especies antropofílicas ocasionan lesiones poco inflamatorias, de evolución crónica
mientras que las zoofílicas y geofílicas inducen una intensa reacción inflamatoria en el
hombre.
DISTRIBUCIÓN:
Los dermatofitos de mayor prevalencia son cosmopolitas (ej. M. canis, T. rubrum),
otros están limitados geográficamente y solo son endémicos en determinadas regiones del
mundo.Ej Microsporum ferrugineum en Asia y Africa, Trichophyton megninii en Europa. Los
movimientos de tropa, las migraciones laborales, las migraciones y viajes a través del mundo y
los hábitos sociales permiten que se produzcan cambios en la distribución y en las infecciones.
Las dermatofitosis no presentan predisposición muy marcada en cuanto a sexo y edad
Algunos cuadros clínicos son más frecuentes en ciertas edades como es el caso de tiña capitis
en niños pre-púberes y tiña pedis en adolescentes jóvenes y adultos.
En Chile, los agentes aislados corresponden a M. canis, T. rubrum, T. mentagrophytes,
E. floccosum y esporádicamente se ha descrito aislamientos de T. schoenleinii, T. verrucosum,
M. gypseum.
Micosis superficiales y cutáneas 337
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
Fuentes de infección y transmisión:
El mecanismo de transmisión es directo (de persona a persona) o indirecto, mediada
generalmente por artroconidios o clamidoconidios que se encuentran en el pelo o escamas de
la piel. Los artroconidios pueden persistir por años en el ambiente y son altamente resistentes
al calor.El contagio puede ser a través de objetos de uso personal o “fomites” como peineta,
toallas, ropa interior, piso del baño, alfombras, respaldo de sillas, zapatos, sombreros.
También debe considerarse la falta de higiene, humedad excesiva, calzado inadecuado, ropa
ocluida que favorece la colonización, trauma y la existencia de portadores sanos (1-40%) que
pueden contaminar suelo de piscinas o gimnasios, toallas o ropas del individuo y desde allí
infectar a un nuevo hospedero.
Los individuos cuyo trabajo está relacionado con el cuidado y manejo de animales
están más expuestos a infecciones por dermatofitos zoofílicos.
La localización es distinta según el género involucrado. Epidermophyton: afecta piel,y
uñas, Microsporum: piel, pelo y Trichophyton: piel, pelos y uñas.
La epidemiología es importante en el control de la infección y conocer el tipo de
dermatofitosis implicada. La necesidad de identificar las especies está relacionada con la
epidemiología.
Factores predisponentes:
•
•
•
•
•
•
•
Locales: traumatismos, en especial microtraumatismos por rasuración o depilación,
caminar con pies descalzos, uso de detergentes o irritantes químicos, humedad persistente
que lleva a la maceración de la piel provocando la alteración de la primera barrera
defensiva de la piel.
Fallas inmunológicas genéticas del individuo lo harán susceptible de por vida.
Alteraciones inmunológicas transitorias por enfermedades severas de base como cáncer,
leucemia, Hodgkin, enfermedades metabólicas como diabetes.
Causas iatrogénicas como tratamiento prolongado con antibióticos, corticoesteroides y
drogas inmunosupresoras aumentan la susceptibilidad del hospedero.
Edad y sexo: algunas micosis son propias de determinades edades por ejemplo, tiña del
cuero cabelludo se presenta antes de la pubertad, las modificaciones químicas que sufre el
sebo (presencia de ácidos grasos con cadenas de longitud media) después de esta edad
inhiben el desarrollo del hongo y es rara en adultos. Tiña pedis o “pie de atleta” y T.
corporis se observa generalmente en adolescentes o adultos jovenes, más frecuentes en
hombres que mujeres.
Ocupación: las personas que trabajan con animales están más expuestas Ej.: veterinarios.
Condiciones de higiene y vestimenta: el hacinamiento facilita el contagio de las
dermatofitosis. El uso de calcetines de nylon y zapatillas deportivas de material plástico
mantiene la humedad necesaria para el desarrollo del hongo.
Micosis superficiales y cutáneas 338
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
PATOGENIA
Cuando el dermatofito (artroconidio o fragmento de hifa) ingresa a un hospedero
susceptible se adhiere al estrato córneo de la piel, la manifestación clínica es de tipo eczema
acompañado de manifestaciones alérgicas, en algunos casos puede haber una inflamación
importante, luego continua invadiendo los queratinocitos en forma circular o centrífuga y
después de algunos dias se forma una lesión circular, descamativa con bordes eritematosos y
además pueden formarse placas hiperqueratósicas. Generalmente, tiende a una resolución
espontánea y en algunas ocasiones se transforma en una infección persistente. En el pelo,
invaden en dirección del folículo piloso
CLÍNICA
Los cuadros clínicos se clasifican de acuerdo al sitio anatómico, agregando el término
latino que designa el sitio del cuerpo después de la palabra tiña.
Un mismo dermatofito puede causar varios cuadros clínicos asi como un cuadro
clínico puede ser producido por diferentes dermatofitos.
Tinea capitis (cuero cabelludo, cejas y pestañas). Tinea favosa (favus), Tinea barbae (tiña de
barba y bigote),Tinea faciei (cara) Tinea corporis (piel glabra o lampiña), Tinea imbricata
(Tiña por T. concentricum), Tinea manuum (mano), Tinea cruris (inguinal), Tinea pedis (pie)
y Tinea unguium (uñas).
Tinea barbae: Afecta zona de la barba y bigote en adultos, puede ser leve y superficial o una
foliculitis inflamatoria pustular severa. Se aprecian placas escamosas, redondeadas,
eritematosas de borde neto, por el afeitado se disemina, introduciéndose en los folículos,
aparecen pápulas y pústulas que pueden configurar un cuadro inflamatorio llamado psicosis de
la barba. Agentes causales: T. verrucosum, T. mentagrophytes var mentagrophytes y con
menor frecuencia Microsporum canis y Trichophyton rubrum.
Tinea capitis: es un infección del cuero cabelludo, cejas y pestañas causada por especies de
los géneros Microsporum y Trichophyton.
Hay 3 tipos de parasitismo del pelo: ectotrix, endotrix y fávico.
Ectotrix: artroconidios dispuestas en forma de mosaico fuera de la vaina del pelo, muestran
una fluorescencia verdosa con la luz de Wood.
Endotrix: los pelos son parasitados en su interior con filamentos que se transforman en
cadenas de artroconidios, luz de Wood negativo.
Lesiones microspóricas: Puede variar desde leve, casi subclínica, con leve eritema y pocas
placas escamosas pseudoalopécicas con descamación e hiperqueratosis, la lesión se extiende
en forma centrífuga, el pelo se observa cortado en su base y de color grisáceo o bien llegar
hasta una reacción altamente inflamatoria con foliculitis, una o varias placas escamosas,
eritematosas y pseudoalopécicas. Si hay gran reacción o si existe una placa con mucha
reacción inflamatoria a su alrededor constituye el Kerión de Celso que puede dejar alopecía
definitiva.
Micosis superficiales y cutáneas 339
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Agentes etiológicos: Microsporum canis, M. audouinii, M fulvum.
Lesiones tricofíticas: se presentan como un cuadro difuso de pseudoalopecia, con múltiples
placas de pequeño diámetro dispersas en el cuero cabelludo, además descamación,
hiperqueratosis y prurito. El parasitismo del pelo es de tipo endotrix.
Agentes etiológicos: Trichophyton tonsurans, T. violaceum, T soudanense.
En Chile, el agente etiológico predominante es Microsporum canis (tiña ectotrix) en niños prepúberes. En otros países, T. tonsurans (tiña endotrix) y M. auduoinii (tiña ectotrix).
Lesiones fávicas -Tiña fávica: Es una infección severa y crónica, caracterizada por la
presencia de depresiones recubiertas de una costra inflamatoria, adherente, blancoamarillentas en forma de copas (escútulas o casoletas fávicas), compuestas por neutrófilos,
masas del micelio del hongo y un exudado seroso alrededor de los tallos pilosos, se
acompañan de un olor a ratón. La infección habitualmente se adquiere en la infancia y puede
persistir hasta la edad adulta, sobretodo en mujeres. Se presenta en forma endémica en alguna
población aislada. Su principal agente etiológico es el T. schoenleinii que invade el interior del
tallo piloso pero regresa dejando túneles residuales que contienen aire, en el pelo se observan
hifas en la capa córnea e intrapilosas, no se aprecian artroconidios, sólo burbujas de aire y
gotitas de grasa. (pelo tipo fávico).
Tiña corporis: Afecta a piel lampiña del tronco y extremidades con excepción de los
pliegues, son placas escamosas de borde neto, arciforme, redondeadas y con tendencia a la
curación central, pruriginosas y puede ser una sola placa o bien múltiples que se unen
formando lesiones de mayor tamaño, una vez que el centro está sano puede reinfectarse desde
el borde dando una imagen de tiro al blanco. Afecta a niños y adultos. En Chile, se aísla con
mayor frecuencia Microsporum canis y Trichophyton rubrum.
Tiña imbricata : lesiones anulares concéntricas, afecta a determinados grupos étnicos etiología
única T concentricum.
Tiña cruris (Eczema marginado de Hebra): Aparición de una o más placas escamosas,
eritematosas con borde neto, arciforme y microvesiculoso, contigua a los pliegues inguinales.
Esta lesión se aleja del pliegue inguinal sin comprometerlo y avanza por muslos, zona perineal
y perianal, nalgas y a veces compromete toda la zona pubiana. Puede ser uni o bilateral
altamente pruriginoso Trichophyton rubrum y Epidermophyton floccosum son los agentes
etiológicos más frecuentes.
Tiña manuum: Comienza habitualmente en una palma como una placa hiperqueratósica,
eritematosa con borde neto que va comprometiendo lentamente la palma completa y a veces el
dorso de la mano, puede confundirse con un eczema crónico. Puede ser uni o bilateral, en
fases agudas es inflamatoria, vesiculosa, con eczema y deshidrosis.T. rubrum es el agente más
frecuente.
Tiña pedis: (pie de atleta). Es muy frecuente especialmente en jóvenes deportistas. La
manifestación clínica más común es la intertriginosa, en que la lesión comienzan en los
espacios interdigitales, entre el 4 y 5 ortejo, produciendo maceración y fisura del pliegue. Otra
forma común es la tipo mocasín, la infección avanza hacia la planta provocando lesiones
Micosis superficiales y cutáneas 340
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escamosas y microvesiculosas, con borde neto, son pruriginosas y dolorosas y puede llegar a
comprometer toda la planta, dorso del pie y tobillo. Los agentes comunes de tiña pedis son:
Trichophyton rubrum, T. interdigitale y Epidermophyton floccosum.
Tiña unguium: Se refiere a la invasión de la lámina ungueal por un dermatofito, es una
infección frecuente y puede o no estar asociada a tiña pedis. Afecta con mayor frecuencia a
uñas de los pies, especialmente ortejos mayores. Se describen 4 tipos de compromiso ungueal:
onicolisis distal subungueal (inicio en los bordes distales y laterales, las uñas pierde su color
natural, se tornan amarillenta pardusca, se forman estrias y adquieren un aspecto erosionado y
friable. Hay engrosamiento distal (paroniquia) con desprendimiento del lecho
ungueal(onicolisis) y acumulación de gran cantidad de detritus subungueal.
- onicomicosis proximal subungueal : invade la región proximal de la placa ungueal, puede
haber hiperqueratosis subungueal, onicolisis proximal, leuconiquia, y destrucción de la lámina
ungueal. Común en pacientes con SIDA.
- onicomicosis blanca superficial: invasión directa de las capas superficiales de las
uñas.(manchas “islas blancas” bien delineadas, opacas en la lámina media)
onicodistrofia total : destrucción total de la uña.
Debe diferenciarse del compromiso por Candida, mohos y de otras patologías como psoriasis
ungueal.
En nuestro país los agentes más frecuentes son: Trichophyton rubrum y T. mentagrophytes.
DIAGNÓSTICO DE LABORATORI O DE LAS DERMATOFITOSIS
Observación con luz de Wood (luz ultravioleta): algunos dermatofitos producen una
fluorescencia amarillo verdosa que ayuda a delimitar claramente los bordes activos de la
lesión.
Toma de la muestra: es una de las etapas más importantes del examen micológico, ya que de
éllo depende obtener un resultado exitoso. Puede realizarse bajo la luz de Wood para observar
el área donde se encuentra el dermatofito.
La recolección del material debe ser abundante, desinfectar con alcohol 70° para eliminar
grasa, sustancias extrañas como cremas, suciedad, lociones, polvos, etc., el paciente no debe
estar en tratamiento antifúngico. En caso contrario suspenderlo a lo menos 1 semana si es
tópico o 15 dias si es oral Las muestras pueden ser recogidas en portaobjetos, placas de petri
estériles, enviar lo más rápido posible al laboratorio. Con los datos pertinentes del paciente
Evitar la humedad.
Piel: se obtiene por raspado con bisturí estéril o un portaobjeto de los bordes de la lesión.
Si hay vesiculas, debe cortarse el techo de éllas.
Pelo: se extraen con pinzas depilatorias 10-20 pelos, aquellos que presenten alteraciones del
bulbo y color del pelo y se raspan las escamas del borde de la lesión..
Micosis superficiales y cutáneas 341
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Uñas: En lesión subungueal distal se raspa con bisturí desde el área más profunda de la tabla
interna de la lámina ungueal hasta llegar al límite de uña enferma y sana, en algunos casos es
necesario eliminar las escamas de la superficie.
En onicomicosis blanca superficial, raspar la superficie de la uña afectada.
Exámen micológico:
•
•
Examen Microscópico Directo: procedimiento muy simple, útil y de bajo costo.
Observación al fresco con una solución clarificadora KOH (10- 40%), otros son
dimetilsulfóxido (DMSO) al 40%, glicerina al 10% o lactofenol,también puede añadirse un
colorante como tinta quink parker negra en proporción de 3(KOH) :1(tinta) I. El material
clínico entre portaobjeto y cubreobjeto con una gota de esta solución, se aplica calor
levemente para favorecer la digestión y posterior aclaramiento con lo cual se liberan las
estructuras fúngicas presentes
En muestras de piel y uñas se observan hifas hialinas, septadas, con o sin ramificación
das y a vece se fragmentan en artroconidios, hifas alteradas.
En pelos se observan 3 tipos de parasitismo: Ectotrix: artroconidios que se disponen
como un mosaico alrededor del pelo o en cadenas en la superficie de la vaina del pelo.
Endotrix: cadenas de artroconidios en el interior del pelo. Fávico: hifas y artroconidios
en el interior del pelo, burbujas de aire.
Examen histopatológico: en uñas se toman biopsias superficiales y se tiñen con
diferentes tinciones : Gomori-Grocott, PAS, Gridley.
Cultivo: Es el único método que permite confirmar la sospecha clínica e identificar el
agente causal, es esencial en las onicomicosis (micosis de las uñas) y en cualquiera
infección a ser tratada por vía sistémica.
El medio de cultivo clásico usado para aislamiento primario es el Agar Sabouraud
glucosado, al cual se agrega antibióticos para evitar contaminación bacteriana y
cicloheximida para inhibir el desarrollo de hongos saprófitos ambientales, por tratarse de
muestras que están en contacto con el medio externo.
Otros medios de cultivos usados Lactritmel, Agar Miel, DTM (dermatophyte test
medium) medio selectivo.
El material obtenido se siembra en pequeños fragmentos en distintos puntos del medio de
cultivo en máximas condiciones de esterilidad. La incubación puede ser a 25° y 37°,
haciendo observación semanal hasta cumplir 21 días.
Micosis superficiales y cutáneas 342
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Identificación de los dermatofitos:
Basado en características macro y micro morfológicas del hongo:
•
Morfología macroscópica: Las colonias alcanzan su madurez y estabilidad entre las 2 y 3
semanas. Se debe considerar color de la superficie y reverso de la colonia, textura de la
superficie (pulverulenta, lanosa, algodonosa, granular, plegada), diámetro alcanzado por la
colonia y presencia de pigmentos.
•
Morfología microscópica: todas las especies de dermatofitos presentan hifas hialinas,
septadas, ramificadas. En algunas especies pueden observarse otras estructuras como hifas
en raquetas (hifas que se dilatan en la extremidad), hifas pectinadas (hifas que simulan la
forma de una peineta) hifas en espiral (hifas que simulan un resorte), candelabros fávicos
(ramificaciones dicotómicas con extremos dilatados).
La diferenciación entre los géneros está dado principalmente por las características de
macroconidios y microconidios.
En algunas ocasiones, la observación microscópica no permite identificar el agente
causal, por tanto, es necesario recurrir a pruebas bioquímicas o fisiológicas en estas cepas
atípicas.
1- Prueba de la ureasa para diferenciar T. rubrum de T. mentagrophytes.
2- Perforación del pelo “in vitro” para distinguir T. rubrum de T. mentagrophytes, detecta la
formación de órganos perforadores.
3- Crecimiento en medio de arroz para diferenciar Microsporum canis de M. auduoinii.
4- Requerimientos nutricionales como vitaminas y aminoácidos para identificar especies de
Trichophyton Ej. T. verrucosum.
5- Producción de pigmentos.
6- Técnicas de biología molecular e inmunológicas.
El pleomorfismo, fenómeno por el cual los hongos pierden sus caracteristicas macroscópicas y
microscópicas utilizadas en la clasificación dificulta la identificación.
TRATAMIENTO, PREVENCIÓN Y CONTROL
Existen diversos fármacos, que pueden utilizarse por vía sistémica o tópica.
Imidazoles: amplio espectro, vía tópica, por ejemplo, Clotrimazol, Miconazol, Econazol,
Isoconazol, Flutrimazol, Ketoconazol. Imidazoles triazólicos: amplio espectro, vía oral, por
ejemplo, Itraconazol, Fluconazol. Alilaninas: Terbinafina oral y tópica. Morfolinas:
Amorolfina: amplio espectro, vía tópica. Griseofulvina: vía oral, sólo dermatofitos.
Micosis superficiales y cutáneas 343
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Las medidas de prevención y control de estas infecciones deben considerar la
localización, el agente etiológico y la fuente de infección. En tiña capitis es muy importante la
buena higiene de los infectados y no compartir peinetas, cepillos y sombreros.
Evitar el uso de ropas, toallas infectadas, deben ser desinfectadas y no permitir que
otros lo compartan.
Localizar el reservorio animal en infecciones provocadas por dermatofitos zoofílicos,
uso de fungicida, una buena higiene, sanitización.
Manejo de animales: uso de ropas protectivas, especialmente guantes.
En tiña pedis se recomienda buena higiene de los pies, evitar excesiva humedad y
oclusión usando sandalias o zapatos bien ventilados, evitar trauma de los pies, no compartir
toallas, calcetines, zapatos, zapatillas, no caminar descalzos en piscinas, duchas de lugares
públicos zapatillas. Uso de polvos fungicidas, Lavado de pies y cuerpo antes de entrar a una
piscina.
BIBLIOGRAFÍA
Deacon, J. 1988. Introducción a la micología moderna. Segunda edición. Editorial Limusa
S.A. México
Hoog G. and Guarro J. 1996. Atlas of clinical fungi. Second edition. Centraalbureau voor
Schimmelcultures. The Netherlands.
Murray, P., Baron, E., Pfaller, M., Tenover, F. and Yolken, R. 1999. Manual of Clinical
Microbiology. 7th edition. American Society for Microbiology Press.
Washington, U.S.A.
Webster, J. 1991. Introduction to Fungi. Second edition. Cambridge University Press,
Cambridge, Great Britain.
CAPÍTULO XX
EFERMEDADES ASOCIADAS A HONGOS
María Crisitna Díaz
CARACTERÍSTICAS BIOLÓGICAS DE LOS HONGOS
Los hongos son organismos eucarióticos, cuya pared celular está constituida
principalmente por quitina y celulosa. Son organismos heterotróficos capaces de utiliza
numerosos compuestos orgánicos como fuentes de sus requerimientos nutritivos. Estos
compuestos van a ser absorbidos desde el sustrato gracias a la acción de enzimas
extracelulares.
Muchos hongos están constituidos por filamentos tubulares llamados hifas los
cuales crecen por elongación de los extremos o por ramificación. Las hifas pueden ser
septadas o aseptadas (septos son paredes transversales de la hifa). El conjunto o masa de
hifas forma el micelio o talo.
Se destacan 3 tipos de micelio: micelio vegetativo necesario para la absorción de
nutrientes; micelio aéreo el cuál crecen sobre la superficie del agar formando la colonia y
el micelio reproductor en el cual se originan las hifas o conidios reproductivos. La forma
y tamaño de las hifas y la presencia de estructuras especializadas son importantes en la
identificación de los hongos.
Los hongos se reproducen por reproducción sexuada y asexuada por medio de
células especializadas denominadas esporas y conidios.
Los hongos presentan fundamentalmente 2 morfologías:
1. Hongos filamentosos (conocidos como mohos) constituidos por hifas multinucleadas
(pluricelulares)
2. Hongos unicelulares ó levaduras
Se han descrito entre 50.000-250.000 especies de hongos, pero solamente 200 a
500 especies han sido asociadas con enfermedades en el hombre.
301
PATOGENIA
En general, los hongos no dependen del hombre y los animales para su
sobrevivencia. Por otra parte, con escasas excepciones, las infecciones fúngicas se originan
desde una fuente exógena ó ambiental y son adquiridas a través de inhalación, ingestión o
implantación traumática.
Los hongos pueden producir enfermedad en el hombre por varios mecanismos:
1. Micosis: Infecciones por invasión de los tejidos superficiales o profundos
2. Micetismo: Intoxicación alimentaria por sustancias químicas constituyentes del hongo
ingerido
3. Micotoxicosis: Intoxicación por ingestión de toxinas elaboradas por el metabolismo
del al crecer sobre algunos alimentos
4. Alergias: Reacciones de hipersensibilidad debidas a mecanismos inmunológicos: En
las infecciones fúngicas o micosis hay que considerar 2 factores principales :
Virulencia del hongo causal y el estado inmunitario del hospedero
Se llaman hongos patógenos primarios a los que tienen mayor capacidad infectiva
y que no dependen del estado del hospedero para penetrar en los sus tejidos y
desencadenar un proceso infeccioso y una respuesta inmunológica. Las infecciones
producidas pueden ser asintomáticas o sintomáticas con mayor o menor gravedad. El
número de estos hongos es limitado y en su mayoría tienen una distribución geográfica
restringida.
Ejs: Histoplasma capsulatum (Histoplasmosis), Blastomyces dermatitidis (Blastomicosis),
Paracoccidiodes
brasiliensis
(Paracoccidiodomicosis),
Coccidiodes
inmitis
(Coccidiodomicosis), Sporotrix schenckii (Esporotricosis)
Los hongos que sólo pueden producir infecciones en pacientes debilitados y/o
inmunodeprimidos se denominan Hongos oportunistas y constituyen la mayoría de las
especies cosmopolitas. Ejs. Aspergillus, Acremonium, Fusarium, Mucor, Candida, entre
otros
Algunos de las especies más importantes de hongos oportunistas forman parte de
la microbiota endógena o exógena del hombre.
Las infecciones endógenas se producen por cambios locales o generales del
hospedero, mientras que las micosis exógenas se originan ya sea por contacto directo o
indirecto con un animal o persona infectada (dermatofitosis) o por la inhalación de
conidios o esporas transportadas por el aire desde el suelo o diferentes sustratos.
CLASIFICACIÓN DE LAS MICOSIS SEGÚN LOCALIZACIÓN ANATÓMICA.
1. Micosis superficiales y cutáneas. Afectan las capas más externas de la piel, las uñas
y el pelo y las membranas mucosas. Las principales infecciones son las Dermatofitosis,
la Candidiasis superficial y las infecciones por Malassezia.
a) Dermatofitosis. Corresponden a las infecciones de la piel, pelos y uñas causadas por
un grupo de hongos filamentosos relacionados - Dermatofitos - conocidas como tiñas.
En la Tabla 1 se muestra la denominación de la Dermatofitosis según la parte del
cuerpo afectada.
Tabla 1. Clasificación de las dermatofitosis de acuerdo a la ubicación de la lesión
Dermatofitosis
Tiña capitis
Tiña barbae
Tiña corporis
Tiña cruris
Tiña pedis
Tiña manuum
Tiña imbricata
Tiña unguium
Lugar afectado
Cuero cabelludo y las cejas.
Barba y bigote
Piel lampiña, cara, brazos, tronco
Región genital
Planta y espacios interortejos de pies
Palma, espacios interdigitales de mano.
Forma especial de tiña corporis.
Infección crónica de las uñas (manos, pies)
b) Candidiasis superficial. Corresponden a infecciones producidas por levaduras del
género Candida, clasificandose según la ubicación de la infección en: Candidiasis
mucocutánea, algorra, queilitis angular, candidiasis oral, vulvovaginitis, balanitis,
Intértrigo candidiásico, Onixis y perionixis.
c) Pitiriasis versicolor, causada por Malassezia spp. Las lesiones afectan el estrato
córneo, causando hipo e hiperpigmentación con descamación fina
En los últimos años han ido también adquiriendo importancia, otras micosis.Entre ellas
destacan:
• Onicomicosis: causadas por hongos no dermatofitos. Ej. especies de Scopulariopsis,
Fusarium, Aspergillus
•
Hiperqueratosis: descamación de manos y pies. Causadas por Nattrasia mangiferae y
Scytalidium hyalinum
•
Keratitis. Colonización o infiltración del epitelio corneal, causadas por especies de
Aspergillus y Fusarium
II. Micosis subcutáneas.
Corresponden a las infecciones que comprometen dermis y tejido subcutáneo,
generalmente debido a implantación traumática de hongos que viven en el suelo o en
vegetación descompuesta. Destacan la esporotricosis y los micetomas.
Esporotricosis. Constituye una infección crónica o subaguda de piel o tejido subcutáneo,
caracterizada por lesiones nodulares del tejido cutáneo o subcutáneo y linfáticos
adyacentes que supuran, ulceran y drenan. El agente etiológico corresponde a Sporotrix
schenckii.
Micetomas. Corresponden a lesiones pseudotumorales, polifistulizadas, granulomatosas y
crónicas. Producen en el tejido infectado granos (masas fúngicas) que drenan hacia el
exterior.
III. Micosis sistémicas o profundas
Se originan generalmente en los pulmones pero pueden extenderse a muchos órganos
(diseminadas) y se adquieren por inhalación de conidios o esporas de hongos que viven
en el suelo o materia en descomposición. Los agentes causales pueden clasificarse en 2
grupos:
Hongos patógenos primarios: Histoplasma capsulatum, Blastomyces dermatitidis,
Paracoccidiodes brasiliensis ,Coccidiodes inmitis , Sporotrix schenckii
Hongos patógenos oportunistas: especies de Aspergillus (Aspergilosis), Cryptococcus
neoformans (Criptococosis), especies de Candida (Candidiasis sistémica), especies de
Mucorales (Zigomicosis), Pseudoallescheria boydii (Pseudoallescheriasis), infecciones por
hongos hialinos (Hialohifomicosis)
IV. Micosis oportunistas
Son infecciones producidas por hongos que en condiciones normales no producen daño.
Pueden ser superficiales ó diseminadas. Las infecciones oportunistas más destacadas son :
Candidiasis , Criptococosis, Aspergilosis, Zigomicosis , Infecciones por Fusarium spp,
Scedosporium spp, Paecylomyces spp, Scopulariopsis spp.
BIBLIOGRAFÍA
Deacon, J.
1988. Introducción a la micología moderna. Segunda edición. Editorial
Limusa S.A. México
Hoog G. and Guarro J. 1996. Atlas of clinical fungi. Second edition. Centraalbureau
voor Schimmelcultures. The Netherlands.
Murray, P., Baron, E., Pfaller, M., Tenover, F. and Yolken, R.
1999. Manual of
Clinical Microbiology. 7th edition. American Society for Microbiology
Press. Washington, U.S.A.
Webster, J. 1991. Introduction to Fungi. Second edition. Cambridge University Press,
Cambridge, Great Britain.
CAPÍTULO XX
CRIPTOCOCOSIS
María Cristina Díaz.
Definición: El término criptococosis es usada para refererirse a la enfermedad infecciosa
causada por la levadura encapsulada Cryptococcus neoformans.
Afecta a humanos y animales, puede infectar a personas sanas pero la mayoría de las
criptococosis se observan en pacientes inmunodeficientes.
La criptococosis es una micosis primaria de distribución cosmopolita que se manifiesta como
una infección subaguda o crónica que afecta inicialmente al pulmón y puede diseminarse al
sistema nervioso central causando meningo-encefalitis. La diseminación a partir del foco
pulmonar y la producción de enfermedad depende de la integridad de la inmunidad celular. La
mayoría de las infecciones se observan en pacientes con SIDA o en personas con linfomas u
otras neoplasias que afectan al sistema inmune. Aunque Cryptococcus puede ser considerado
un patógeno oportunista, su aislamiento en el laboratorio es indicador de enfermedad.
DISTRIBUCIÓN GEOGRÁFICA
Cryptococcus neoformans es un hongo ubicuo en la naturaleza y de distribución cosmopolita.
La mayoría de las criptococosis se observan en pacientes con SIDA y son producidas por
Cryptococcus neoformans variedad neoformans.
ETIOLOGÍA
Cryptococcus neoformans es una levadura basidiomicétacea y actualmente se reconocen 3
variedades: C neoformans var. grubii (serotipo A), C neoformans var. neoformans (serotipo
D), C neoformans var. gattii (serotipos B y C) y un híbrido (serotipo AD). Las variedades
difieren en su hábitat natural y distribución geográfica.
301
1
EPIDEMIOLOGÍA
El reservorio más importante de Cryptococcus neoformans variedad neoformans son las heces
de paloma (principalmente de la paloma urbana o Columba livia) o los suelos contaminados
por estas heces (medio apropiado para su desarrollo por su contenido en nitrógeno y
creatinina .Cryptococcus neoformans variedad gattii se relaciona principalmente con las
hojas y flores caídas de los eucaliptos (principalmente de Eucalyptus camaldulensis y
Eucalyptus tereticornis).
PATOGENIA
Las partículas infecciosas posiblemente son las células desecadas, sin cápsula que se
diseminan de forma aérea a partir de las células acumuladas en las deyecciones de pájaros.
Las basidiosporas de Filobasidiella neoformans y Filobasidiella bacillispora también son
formas de propagación.
La via de infección es inhalatoria , se establece un foco pulmonar donde la infección puede
ser asintomática
en hospederos normales o diseminada en individuos con factores
predisponentes en los cuales tiene un tropismo por el sistema nervioso central, Ej. SIDA,
CLÍNICA
La infección criptocócica es mayoritariamente de comienzo pulmonar (foco de entrada) y
presentación subclínica leve. Esta infección pasa inadvertida la mayoría de las veces y
cuando se diagnóstica una criptococosis es porque se manifiesta como una meningitis o como
una meningitis con diseminación hematógena (criptococemia) de Cryptococcus en otros
tejidos. En
personas inmunocompetentes se presenta
como una infección benigna y
autolimitada, y en los enfermos con inmunodeficiencia puede diseminarse con graves lesiones
meníngeas y cutáneas.
Pulmonar o neumonitis: Asintomática o subclínica (30% de los pacientes). Fiebre, tos,
expectoración, dolor de costado y pérdida de peso. Lesiones nodulares múltiples en el estudio
2
radiológico (infiltrados focalizados o difusos intersticiales o alveolares en pacientes
inmunodeficientes).
Meningitis o meningo-encefalitis: se presenta
como una meningitis crónica,
meningoencefalitis o granuloma criptocócico cerebral. Comienzo insidioso, fiebre, cefalea
sorda bilateral y difusa, estado de confusión y mareo. Lesiones nodulares únicas o múltiples
(TAC). Aumento de la presión intracraneal (indicador de gravedad). Cutánea En el 10-15%
de los pacientes con criptococosis diseminada. Lesiones múltiples pequeñas maculopapulares
(con necrosis central, en ocasiones) en cara y nuca habitualmente en pacientes VIH (+)o
SIDA.
Osteomielitis En el 5-10% de los pacientes con criptococosis diseminada. Lesión osteolítica
única en columna vertebral.
Ocular: En ≤ 40% de los pacientes con criptococosis meníngea. Endoftalmitis con evolución
a la ceguera
Otras presentaciones: Prostatitis asintomática e infecciones en glándulas suprarrenales,
endocardio, hígado y bazo
Diagnóstico de laboratorio
Examen Microscópico Directo : tinción de tinta china o nigrosina, se observan levaduras o
blastoconidias encapsuladas en el sedimento del LCR , orina,
exudados,expectoración, biopsia. En enfermos con SIDA
líquido prostático,
las cápsulas pueden ser muy
pequeñas e incluso estar ausentes.
Tinción de mucicarmín en muestras histológicas (depósitos estrellados y cápsulas con tinción
parcial)
Cultivo: Agar Sabouraud glucosado sin cicloheximida o medios de cultivo microbiológicos
dando origen a colonias lisas, mucoides , color blanco amarillenta . Cultivos de LCR + en
75-90%, Otros medios más específicos: agar alpiste (Guizotia abyssinica), agar con semillas
de girasol (Helianthus annus) o
agar ácido caféico que permiten detectar la actividad
fenoloxidasa de este hongo que crece en forma de colonias mucoides marrones o negras (por
producción de melanina a partir del ácido cafeico. Los hemocultivos son positivos en
alrededor del 60% de los pacientes con SIDA y criptococosis.
Diagnóstico
serológico:
La
detección
del
antígeno
capsular
criptocócico
((glucuronoxilomanano) por aglutinación de látex es una prueba diagnóstica segura (positiva
3
con título ≥ 1:8 en el ~ 90 % de los pacientes con meningitis criptocócica antes de ser tratada)
Se puede detectar antígeno capsular en suero, orina y LCR.
TRATAMIENTO
Anfotericina B (+ flucitosina). Profilaxis con Fluconazol de por vida después del tratamiento
primario (en pacientes SIDA)
PREVENCIÓN
La administración de fluconazol como tratamiento profiláctico a pacientes inmunodeficientes
con alto riesgo ha demostrado ser eficaz para prevenir la adquisición de la criptococosis.
Variedades de Cryptococcus neoformans
Caracteristicas
Ecología
Fuente ambiental
Distribución geográfica
Estado sexual
Bioquímica
Susceptibilidad
Canavanina (CGB)
Asimilación glicina
Asimilación timina
Serotipos
Sistema inmune hospedero
var neoformans
var gattii
var grubii
Suelo contaminado con Árboles Eucalyptus
N.A
heces palomas
cosmopolita
Areas
tropicales
y cosmopolita
subtropicales
Filobasidiella neoformans Filobasidiella bacillispora Filobasidiella neoformans
si
no
si
no
Si.cambio:color naranja
D
Inmunocomprometido
si
Si- cambio: azul-verdoso
ByC
Inmunocompetente
no
No cambio:sin color
A
Inmunocomprometido
4
CAPÍTULO XX
ASPERGILOSIS
Sergio Vargas M. y Victor Silva V.
ASPERGILLUS
Los hongos filamentosos del género Aspergillus son los agentes etiológicos de la
aspergilosis, cuyo espectro clínico varía desde manifestaciones alérgicas a enfermedad
invasiva, tanto local, como sistémica. Se han descrito más de 90 especies de Aspergillus. De
ellas, unas 19 provocan enfermedad en el ser humano. Las especies más frecuentes son
Aspergillus fumigatus y Aspergillus flavus, otras especies como Aspergillus niger, Aspergillus
terreus o Aspergillus nidulans se aíslan con menor frecuencia.
CLÍNICA
En la tabla 23-5 se presentan las diversas manifestaciones clínicas de la aspergilosis
humana.
TABLA 23-5: Manifestaciones clínicas causadas por Aspergillus.
Alergia o antígenos de Aspergillus:
- Aspergilosis broncopulmonar alérgica
Colonización saprofítica de áreas específicas:
- Otomicosis
- Aspergiloma de los senos paranasales
- Colonización endo bronquial
- Aspergiloma del pulmón
Aspergilosis invasiva con puerta de entrada pulmonar:
- Abscesos de etiología mixta
- Pneumonía
localizada
diseminación hematógena a otros parénquinas, como cerebro, corazón, y otros
Aspergilosis invasiva con puerta de entrada extra-pulmonar:
- Ocular: Keratomicosis, endoftalmitis exógena post traumática o post operatoria
- Senos paranasales
- Post cirugía vascular o cardíaca
- Adictos a drogas intravenosas
- Piel
- Tracto gastrointestinal
347
348 Micología
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PATOGENIA
El individuo normal inmunocompetente, no es susceptible a estas infecciones que
forman parte de las infecciones conocidas como oportunistas. Pero, en contraste con la
candidiasis, otra infección oportunista, Aspergillus no forma parte de la microbiota normal del
hospedero. Este organismo se encuentra en el ambiente en forma ubicua, y se le puede
cultivar en muestras de tierra, especialmente si hay humedad o flores y plantas.
Aspergillus puede colonizar cavidades existentes, como senos paranasales o cavernas
secundarias a una tuberculosis pulmonar tratada. El factor de mayor riesgo para el desarrollo
de una aspergilosis invasiva es la disminución en el número de los granulocitos,
particularmente si la granulocitopenia es prolongada. Los pacientes que padecen una
disfunción de sus células T presentan mayor riesgo, pero si esto no se acompaña de
granulocitopenia, ellos constituyen una minoría de los casos de aspergilosis. Debido a lo
anterior, los pacientes que padecen leucemia u otro tipo de cáncer, o que son sometidos a
transplante de médula o a transplantes de órgano sólido, son los que tienen mayor riesgo de
aspergilosis invasiva, ya que ellos reciben terapia inmunosupresora por tiempos prolongados.
También los pacientes con problemas reumatológicos que requieren de inmunosupresión
prolongada, tienen un mayor riesgo de aspergilosis invasiva.
El uso de corticoides en dosis elevadas por tiempo prolongado en pacientes
transplantados renales u otros, y también, el uso de médula depletada de células T en el
transplante alogeneico (proveniente de un donante de médula), también aumenta el riesgo de
aspergilosis.
Los pacientes con enfermedad granulomatosa crónica de la infancia padecen de un
defecto en la fagocitosis de parte de sus neutrofilos que los hace susceptibles a la aspergilosis.
La aspergilosis invasiva se ha descrito también en pacientes portadores de
inmunodeficiencia secundaria al virus de la inmunodeficiencia humana (VIH), pero en ellos, la
incidencia de aspergilosis es muy poco frecuente, porque sus granulocitos están intactos.
La incapacidad de los granulocitos para mantener confinado al Aspergillus en las
superficies mucosas del pulmón, senos paranasales, o la piel, como ocurre en pacientes
sometidos a quimioterapia, permite que este invada el torrente sanguíneo y se disemine a otros
órganos.
Aspergillus es capaz de inducir un aumento en la Ig E específica (dirigida contra
Aspergillus) y no específica en el suero, lo que puede activar mecanismos de
hiper sensibilidad mediada por mastocitos en la vía aérea de personas alérgicas.
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DIAGNÓSTICO
El diagnóstico de aspergilosis supone un alto grado de sospecha y conocer los grupos
de pacientes en riesgo. Debido a la ubicuidad de estos organismos, la presencia de Aspergillus
u otros hongos filamentosos en una placa Petri de cultivo, en el laboratorio es muchas veces
considerado contaminante y no se le da la debida credibilidad.
La sospecha clínica de aspergilosis debe hacer plantear una biopsia que es muchas
veces lo único que permitirá el diagnóstico al visualizar las características hifas segmentadas,
que en general se ubican en forma paralela. La especie se confirma de acuerdo a las
características de los conidios y otras características en el cultivo, como la pigmentación.
El diagnóstico de aspergilosis debe ser rápido, antes que el organismo se disemine ya
que el pronóstico de la enfermedad diseminada es malo, con una alta mortalidad. Además,
Aspergillus puede invadir por contiguidad o por vía sanguínea en plazos muy breves.
El desarrollo de nuevas herramientas diagnósticas rápidas y no invasivas como pruebas
de antigenemia, antigenuria y sondas moleculares, podrían facilitar el diagnóstico clínico.
Nuevos métodos de tipificación molecular podrían ayudar en el estudio de brotes esta
infección.
TRATAMIENTO
Corregir el defecto que llevó al paciente a adquirir una aspergilosis será de gran ayuda,
y en muchas veces lo único que permite la curación de la enfermedad. Ej.: la recuperación de
los granulocitos.
La droga de elección es la Anfotericina B que puede inducir efectos adversos como
fiebre, calofríos y toxicidad renal, afortunadamente reversibles. Nuevos antifúngicos como
itraconazol o voniconazole, que tienen menos efectos adversos podrían llegar a demostrarse
como mejores alternativas a la anfotericina B.
El aumento en la población de pacientes inmunocomprometidos susceptibles, hace
esperable que el número de casos de aspergilosis aumente proporcionalmente en el futuro.
350 Micología
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BIBLIOGRAFÍA
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1991. Introduction to Fungi. Second edition. Cambridge University Press,
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Micosis profundas 351
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CAPÍTULO XX
MUCORMICOSIS (ZIGOMICOSIS)
María Cristina Díaz.
Definición: El término Mucormicosis (Zigomicosis) es usado para referirse a infecciones
causadas por hongos del orden Mucorales, siendo más frecuente en pacientes
inmunocomprometidos.
Distribución geográfica: Cosmopolita
Agentes etiológicos: Incluye diversos géneros y especies siendo los más frecuentes, los
pertenecenientes al orden Mucorales representado por los géneros Mucor, Rhizopus, Rhizomucor
y Absidia.
Estos hongos son ubicuos, se encuentran en el suelo, principalmente suelos húmedos ricos en
compuestos nitrogenados y con abundantes restos vegetales en descomposición, alimentos (pan
húmedo) y en el aire.
FACTORES DE VIRULENCIA:
- Termotolerancia:las especies patógenas crecen a temperaturas entre 36°C y 43 °C, algunas
pueden tolerar hasta 82°C por 72 hrs. (Rhizopus).
- Producción de sideróforos (metabolitos capaces de aumentar la captación de iones de Fierro
en el medio extracelular) por algunas especies.
- Liberación de enzimas o subproductos metabólicos: lipasas, proteasas ácidas y enzimas
glicolíticas
VIA DE TRANSMISIÓN:
1.2.3.-
Inhalación de esporangiosporas desde el ambiente, siendo los senos nasales y pulmones
los sitios iniciales de infección.
Ingestión de alimentos o bebidas contaminadas con estos hongos.
Inoculación traumática en piel con heridas abiertas o iatrogénicas por uso de elementos
médicos contaminados.
FACTORES DE RIESGO:
Estos agentes son patógenos oportunistas y afectan a individuos que presenten
una enfermedad de base:diabetes mellitus (descompensada y con acidosis), leucemia, lupus
eritematoso sistémico, linfomas, transplantes de órganos(neutropenia), quemaduras extensas,
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tratamiento con glucocorticoides o inmunosupresores, uso prologado de medicamentos como
deferoxamina o desferrioxina.
CLÍNICA
La mucormicosis frecuentemente se manifiesta con cuadros agudos o graves con una alta
letalidad, la muerte ocurre por trombosis o isquemia con infartos y necrosis.
Los diversos agentes presentan un tropismo por el endotelio vascular lo cual explica la
patogenia de la enfermedad.
Las manifestaciones clínicas están relacionadas con la puerta de entrada y los factores
predisponentes del hospedero.
1.- Rinocerebral : es el cuadro clínico más frecuente, se inicia en los senos paranasales y se
extiende por contiguidad a órbita, cara, paladar, cerebro y meninges. Los síntomas son:
cefalea, dolor retroorbital unilateral, fiebre. Cornetes nasales negruzcos o úlcera necrótica
del paladar. También puede observarse una enfermedad invasora en acidosis
diabética.con invasión cerebral y celulitis orbitaria.
2.- Pulmonar: se presenta en individuos con enfermedades hematológicas malignas
(leucemias, linfomas. Las lesiones pulmonares con necrosis del parénquima pueden
producirse por inhalación de esporangiosporas o por diseminación.
3.- Gastrointestinal: poco común, se presentan lesiones en estómago, colon e ileo.
4.- Enfermedad diseminada: es fulminante, frecuente en leucémicos e inmunodeficientes,
se desarrolla a partir de un foco primario pulmonar y la diseminación embólica causa
focos infecciosos en otros órganos.
5.- Cutánea/ Subcutánea: lesiones pustulosas o ulcerativas en piel con heridas previas
como quemaduras extensas, por accidentes automovilisticos, inyecciones, catéteres, prótesis
mamaria.
6- Colonización asintomática (sinusal)
DIAGNÓSTICO DE LABORATORIO:
Examen Microscópico Directo: KOH 10-30%, blanco-calcofluor
En muestras tomadas de lesiones necróticas, expectoración, LBA, biopsias de senos
paranasales demostración de hifas hialinas anchas, no septadas(cenocíticas) ramificadas en
ángulos rectos 90°, tortuosas.
Cultivo: importante para determinar la etiologia del cuadro clínico y debe ser corroborado
con varios aislamientos para descartar contaminación.
Medios de cultivos: Agar Sabouraud Glucosado, Agar papa, Agar extracto malta, Sin
cicloheximida. Crecimiento rápido (2 dias) a T° ambiente y 37°C, colonia algodonosa que
rapidamente cubre toda la placa o tubo.
Identificación: características macro y microscópicas.
Estudio histopatológico: En biopsias pueden utilizarse diversas coloraciones como: Tinción
de hematoxilina-eosina, Impregnación de Gomori-Grocott, Tinción de Gridley que revelan
una respuesta inflamatoria aguda: abscesos, trombosis, zonas de infarto y neumonia y la
presencia de hifas cenocíticas de aspecto ópticamente vacío,lados no paralelos, pleomorfas,
hialinas, de 5 a 20 um de diámetro y ramificaciones en ángulo de 90° confirman el agente
causal.
TRATAMIENTO:
Debridamiento quirúrgico, Anfotericina B