Enterobacterias

CÁTEDRA DE MICROBIOLOGÍA2012

ClasificaciónClasificación

Familia Enterobacteriaceae Orden XIII Enterobacteriales. Está formada por 41 géneros y más de

100 especies. Muchos de los géneros y especies

recientemente reconocidos no tienen importancia clínica para el hombre y animales.

Hasta hace algunos años los géneros y especies eran definidos por análisis bioquímicos y antigénicos.

Actualmente se utilizan técnicas de hibridización y de secuenciación de ácidos nucleicos debido a que definen con mayor exactitud la relación de los organismos dentro de la familia.

Descripción de la familiaDescripción de la familia

Bacilos gram negativos 2-4 por 0,4-0,6 m No forman esporos Catalasa positivos y Oxidasa negativos, Móviles por flagelos perítricos o no

móviles

Crecen en medios con peptona o extracto de carne

Desarrollan bien en agar Mac Conkey, Aeróbicas y anaeróbicas Fermentan la D-glucosa (generalmente

con producción de gas) Reducen los nitratos a nitritos Algunas poseen cápsula

La temperatura óptima de crecimiento es de 37 °C (desarrollan entre 20 y 40 ºC)

El tiempo de división varía entre 20 y 40 minutos.

CrecimientoCrecimiento

Colonias son lisas y regulares y miden aproximadamente 2 mm de diámetro

Excepto Yersinia son más pequeñas Proteus tiene tendencia a invadir el agar y

a formar un tapiz uniforme (swarming) Klebsiella que forma colonias mucosas y

de mayor tamaño. En medio líquido producen un

enturbiamiento uniforme del caldo.

Tipificación bioquímicaTipificación bioquímica

Se estudia el metabolismo proteico (presencia de ureasa, producción de indol, degradación del triptofano), metabolismo glucídico (fermentación de azúcares:

glucosa, lactosa, sacarosa, etc.), utilización del citrato como única fuente de C Producción de acetilmetilcarbinol como producto de

la degradación de azúcares presencia de enzimas decarboxilasas y

desaminasas, la producción de hidrógeno sulfurado

Pared celularPared celular

Las enterobacterias son bacilos gram negativos y como tales poseen una pared celular típica de las bacterias gram negativas.

Está constituida:– una membrana externa, – de una capa delgada de peptidoglicano y – de un espacio periplásmico que recubre la

membrana citoplasmática.

Membrana externaMembrana externa

La membrana externa protege a las enterobacterias de la acción de las sales biliares y de los fermentos digestivos.

Constituida de una doble capa lipídica dentro de la que se encuentran moléculas de lipopolisacárido (LPS) que comprende tres partes:– Lípido A que constituye la endotoxina– Core central formado por el polisacárido de base que

constituye el antígeno R– Poliosidas de las cadenas laterales que constituyen los

antígenos O

También encontramos proteínas y entre ellas las porinas (Omp) que forman canales en la membrana externa para el pasaje de moléculas hidrófilas.

PeptidoglicanoPeptidoglicano

El peptidoglicano constituye una capa rígida compuesta por cadenas lineales de poliosidas unidas entre sí por péptidos.

El ensamblaje y la remodelación de la pared celular depende de enzimas transpeptidasas y carboxipeptidasas que también intervienen en la unión de las antibióticos betalactámicos a la pared permitiéndoles su acción.

Espacio periplásmicoEspacio periplásmico

En el espacio periplásmico se acumulan enzimas que degradan las sustancias necesarias para el metabolismo bacteriano.

MembranaMembrana

La membrana citoplasmática está constituida como todas las membranas celulares por

una doble capa fosfolipídica hidrófoba y proteínas denominadas permeasas que se

ocupan de la permeabilidad selectiva.

Características antigénicasCaracterísticas antigénicas

Antígeno común ECA (Enterobacterial Common Antigen). Sólo existe en las bacterias de la Familia Enterobacteriaceae (interés taxonómico)

Antígenos O o somáticos: poliosidas fijados sobre los LPS. – Son termoestables y resistentes al calor. – Permiten la clasificación de las especies en

serotipos o serovares, con gran significado clínico e epidemiológico.

Características antigénicasCaracterísticas antigénicas

Antígeno R polisacárido del core central. – La desaparición del antígeno O lo desenmascara y

revela las cepas rugosas, autoaglutinables más fácilmente fagocitadas y menos patógenas.

Antígeno H o flagelar sólo existen en las cepas móviles. – Son proteínas específicas denominadas flagelinas,

termolábiles e inactivados por el alcohol.

Antígenos de superficieAntígenos de superficie

Comprenden: Antígenos K o capsulares de naturaleza

polisacárida. – Provocan reacciones de aglutinación suave

en presencia de los anticuerpos específicos. En Salmonella typhi se denomina antígeno Vi.

Antígenos de adherencia o adhesinas– de naturaleza proteica presentes en pilis y

fimbrias.

Hábitat naturalHábitat natural

Ampliamente distribuidas en plantas, suelo, agua y en el intestino del hombre

y animales. Algunas especies ocupan nichos ecológicos

muy limitados como Salmonella typhi que causa la fiebre tifoidea y sólo se halla en humanos.

De la presencia de enterobacterias depende la calidad sanitaria del agua o de un producto alimenticio, la ausencia de estas bacterias garantizará la ausencia de patógenos.

Significado clínicoSignificado clínico

Están asociadas a abscesos, neumonía, meningitis,

septicemia y en infecciones de heridas, tracto urinario e intestino como productores de diarrea.

E.coliE.coli

Escherichia coli es conocida como habitante saprófito del intestino.

Sin embargo, otros serotipos se identifican como un frecuente agente causal de diarrea en neonatos y adultos.

PatogenicidadPatogenicidad

Patotipos: enteropatogénicas (EPEC), enteroinvasivas (EIEC), enterotoxigénicas (ETEC), enteroagregativas EAEC), verotoxigénicas (VTEC), dependiendo de

los factores de virulencia que poseen.

PatotiposPatotipos

Tipo sub tipo enteropatogénicas (EPEC) enteroinvasivas (EIEC) enterotoxigénicas (ETEC) enteroagregativas EAEC) verotoxigénicas (VTEC) enterohemorrágicas

(EHEC)* *causa de colitis hemorrágica o síndrome urémico hemolítico

Enterotoxinas y citotoxinasEnterotoxinas y citotoxinas

Las distintas categorías presentan coincidencias:

Todas interaccionan con la mucosa intestinal, producen enterotoxinas o citotoxinas y pertenecen a ciertos serotipos O:H.

Clínicamente...Clínicamente...

... la infección puede cursar con grandes pérdidas de agua y electrólitos, colitis hemorrágica, desaparición de las vellosidades de la mucosa intestinal y complicaciones clínicas diversas en vasos sanguíneos mesentéricos, absorción deficiente de alimentos, desnutrición, pérdida de peso y muerte en los casos sin tratamiento.

Aunque con menor frecuencia, puede causar infecciones extraentéricas, particularmente en vías urinarias.

DistribuciónDistribución

Escherichia coli puede hallarse en todo el planeta, aún en el sector antártico.

No obstante, la situación geográfica, temperatura y humedad ambiente son factores que determinan su incidencia.

El suelo y el agua suelen ser las fuentes de infección, contaminados por las deposiciones de humanos o animales diarreicos.

MorfologíaMorfología

Son bacilos rectos, Gram negativos, 1,0 a 1,5 m x 2,0 a 6,0 m pudiendo aparecer aislados o en pares.

EstructuraEstructura

Además de la pared bacteriana, se destacan los

pili o fimbrias, cápsula, flagelos perítricos y membrana externa. Sólo algunas cepas presentan cápsula. Existen cepas sin movilidad y por consiguiente

sin flagelos. No forman esporas

CápsulaCápsula

Constituida por polisacáridos que, de acuerdo a variaciones cuali y cuantitativas en los monosacáridos que lo componen, originan una amplia gama de antígenos «K».

Antígeno Somático Antígeno Somático «O»

Está determinado por la naturaleza de los azúcares de las cadenas laterales del lipopolisacárido (LPS) que conforma la membrana externa («outer envelope») de la bacteria.

Antígenos Antígenos «H»

Las cepas móviles poseen también un grupo de antígenos proteicos, constituyentes de los flagelos, designados antígenos «H».

Antígenos fimbrialesAntígenos fimbriales

Son estructuras proteicas montadas sobre las fimbrias de tipo I y II.

Producen hemaglutinación.

Las fimbrias de tipo II (factores de colonización), reconocen receptores en la superficie de eritrocitos y células epiteliales intestinales provenientes sólo de determinadas especies.

Nomenclatura serotípicaNomenclatura serotípica

Se efectúa mediante una expresión que incluye antígenos

somáticos (O), capsulares (K), flagelares (H) fimbriales (F)

– por ejemplo: O101:K82:H2:F41.

Fimbrias codificadas por Fimbrias codificadas por plásmidosplásmidos

F1 (adhesinas universales, sin especificidad de especie animal),

F2 (antígeno de adhesión CF1, específico para intestino humano),

F3 (antes llamado CF2, también específico para enterocitos humanos),

F4 (adhesina antes llamada K88, con especificidad preferentemente para cerdos neonatos)

F5 (antigua adhesina K99, hallada en cepas aisladas de bovinos, porcinos y ovinos)

F6 (antes llamada 987P; adhesina hallada en E. coli de cerdos y conejos)

F41 (adhesina preferentemente encontrada en cepas aisladas de bovinos y porcinos)

F165 (presente en cepas aisladas de cerdos)

Por razones históricas los antígenos fimbriales K88 y K99 habían sido designados con la letra «K», mas no son de origen capsular. Los antígenos capsulares son polisacáridos, mientras que los fimbriales son proteicos.

EnterotoxinasEnterotoxinas

Las enterotoxinas son producidas por ciertas cepas de Escherichia coli, con un alto grado de correlación con la expresión de adhesinas.

Enterotixinas LT y STEnterotixinas LT y ST

Están codificadas en plásmidos, conjuntamente con los genes que otorgan resistencia a antibióticos.

La enterotoxina LT (termolábil) es una proteína constituida por una molécula de la subunidad A y cinco moléculas de la subunidad B. La subunidad B se une a un gangliósido receptor situado sobre la superficie de las células epiteliales del intestino, mientras que la subunidad A actúa como activador de la adenilato ciclasa.

Las enterotoxinas termoestables (ST) poseen variantes genéticas definidas como ST1a, ST1b.

Son proteínas muy pequeñas y por ende actúan como malos inductores de respuesta inmune.

VerotoxinasVerotoxinas

Verotoxinas o «Shiga-like toxins» Variantes 1 y 2 (VT1, VT2).

– se debe al efecto citopatogénico que ejercen sobre células Vero en cultivo, mientras que el de Shiga-like toxin se origina en las semejanzas fisiológicas e inmunológicas con las toxinas de Shigella dysenteriae tipo I.

Factor necrotizante citotóxicoFactor necrotizante citotóxico

El factor necrotizante citotóxico (CNF) efecto citopatogénicos in vitro en células HeLa e in vivo en enteritis padecidas por distintas especies animales y el hombre.

Microscopía electrónica de Microscopía electrónica de barridobarrido

Microscopía electrónica Microscopía electrónica transmisióntransmisión

ME transmisiónME transmisión

PilisPilis

Tinción negativaTinción negativa

Coloración de Gram en cultivoColoración de Gram en cultivo

Coloración de Gram en Coloración de Gram en sedimento urinariosedimento urinario

CultivoCultivo

Agar EMB

Reflejo metálico de las colonias

Detalle de las coloniasEMB

Agar MacConkey

Escherichia coliEscherichia coli

Agar tripticasa soya

Staphylococcus aureus

Colonias en agar tripticasa soya

Colonias en agar tripticasa soya

Escherichia coli O157:H7Escherichia coli O157:H7

Escherichia coliEscherichia coli

•Fermenta la glucosa y la lactosa.

•Produce gas

•No produce SH2

TSI

Escherichia coliEscherichia coli

Antibiograma

AMX : amoxicilline CAZ : ceftazidimeAMC : amoxicilline + acide

clavulaniqueFEP : céfépime

TCC : ticarcilline + acide clavulanique

TZP : pipéracilline + tazobactam

CTX : céfotaxime CS : colistine

CF : céfalotine TIC : ticarcilline TM : tobramycine AN : amikacine

GM : gentamicine OFX : ofloxacine CIP : ciprofloxacineIPM :

imipénème

•Klebsiella spp.Klebsiella spp.

•Klebsiella pneumoniaeKlebsiella pneumoniae

Coloración de Gram

Directo

Klebsiella pneumoniaeKlebsiella pneumoniae

Coloración de GramCultivo

Klebsiella sp.Klebsiella sp.

MET

Klebsiella pneumoniaeKlebsiella pneumoniae

Agar sangre

Klebsiella pneumoniaeKlebsiella pneumoniae

Agar tripticasa soya

Klebsiella spp.Klebsiella spp.

Agar MacConkey

Klebsiella pneumoniaeKlebsiella pneumoniae

Agar Tripticasa soya

Klebsiella pneumoniaeKlebsiella pneumoniae

Agar MacConkey

Klebsiella pneumoniaeKlebsiella pneumoniae

Fermenta la glucosa y la lactosa

Produce gas

No produce HS2

TSI

Klebsiella pneumoniaeKlebsiella pneumoniae

Antibiograma

•Enterobacter spp.Enterobacter spp.

Enterobacter spp.Enterobacter spp.

Coloración de Gram

Enterobacter spp.Enterobacter spp.

Agar MacConkey

Enterobacter aerógenesEnterobacter aerógenes

Agar MacConkey

Enterobacter aerogenesEnterobacter aerogenes

Rojo de fenol

Control negativo Prueba positiva

Enterobacter cloacaeEnterobacter cloacae

SIM

Enterobacter aerogenesEnterobacter aerogenes

Zona de sinergismo entre los discos de CAZ y AMC

Enterobacter aerogenesEnterobacter aerogenes

Fermenta la glucosa y la lactosa

Produce gas

No produce HS2

TSI

Enterobacter cloacaeEnterobacter cloacae

API

Serratia spp.Serratia spp.

Serratia marcescensSerratia marcescens

Coloración de Gram

Serratia marcescensSerratia marcescens

MEB

Serratia marcescensSerratia marcescens

Agar tripticasa soya

Serratia marcescensSerratia marcescens

Agar MacConkey

Serratia marcescensSerratia marcescens

Colonias rojo brillanteAgar tripticasa soya

Serratia marcescensSerratia marcescens

Pigmento rojo insoluble en aguaAgar tripticasa soya

Serratia marcescensSerratia marcescens

No fermenta la glucosa ni la lactosa

No produce gas

No produce HS2

TSI

TSI

En condiciones demicroaerofilia

•Salmonella Salmonella spp.spp.

Salmonella Salmonella spp.spp.

Coloración de GramCultivo

Salmonella Salmonella spp.spp.

Agar sangre

Salmonella Salmonella spp.spp.

Agar MacConkey

Salmonella Salmonella spp.spp.

CLDE

Salmonella Salmonella spp.spp.

CHROMagar

Salmonella Salmonella TyphiTyphi

Agar MacConkey

Salmonella Salmonella TyphimuriumTyphimurium

Fermenta la glucosa pero no la lactosa

Produce gas

Produce SH2

TSI

Salmonella Salmonella TyphiTyphi

Fermenta la glucosa pero no la lactosa

No produce gas

Produce SH2

TSITSI

TSITSI

Salmonella Salmonella spp.spp.

Serotipificación de antígeno

•Shigella Shigella spp.spp.

Shigella Shigella spp.spp.

Shigella Shigella spp.spp.

Agar SS

Shigella flexneriShigella flexneri

Agar citrato desoxicolato

Shigella Shigella spp.spp.

Agar MacConkey

Shigella boydiiShigella boydii

Agar MacConkey

Shigella boydiiShigella boydii

Agar Sangre

Shigella boydiiShigella boydii

Detalle de la colonia

Shigella boydiiShigella boydii

Agar MacConkey

Shigella boydiiShigella boydii

Fermenta la glucosa pero no la lactosa

No produce gas

No produce SH2

TSI

•Yersinia Yersinia spp.spp.

Yersinia Yersinia enterocoliticaenterocolitica

Coloración de Gram

Yersinia Yersinia enterocoliticaenterocolitica

Agar selectivo para Yersinia

Yersinia Yersinia enteroliticaenterolitica

Agar MacConkey

Yersinia Yersinia spp.spp.

Agar SS

Yersinia Yersinia pestispestis

Yersinia Yersinia pestispestis

Agar sangre

Yersinia Yersinia enteroliticaenterolitica

TSI

Fermenta la glucosa pero no la lactosa

No produce gas

No produce SH2

Yersinia enteroliticaYersinia enterolitica

AMX : amoxicilline

CAZ : ceftazidime

AMC ; amoxicilline + acide clavulanique

FEP : céfépime

TCC : ticarcilline + acide clavulanique

TZP : pipéracilline + tazobactam

CTX : céfotaxime

CS : colistine

CF : céfalotine

TIC : ticarcilline

TM : tobramycine

AN : amikacine

GM : gentamicine

OFX : ofloxacine

CIP : ciprofloxacine

IPM : imipénème

•Citrobacter Citrobacter spp.spp.

Citrobacter freundiiCitrobacter freundii

Agar MacConkey

Citrobacter freundiiCitrobacter freundiiAPIAPI

•Proteus Proteus spp.spp.

Proteus Proteus spp.spp.

Proteus mirabilisProteus mirabilis

Anillos concéntricos de crecimiento(Swarming)

Proteus mirabilisProteus mirabilis

E.coli: no swarmingProteus: swarming

Proteus mirabilisProteus mirabilis

E.coli

Medio selectivo/diferencial: MacConkey

Proteus mirabilisProteus mirabilis

Identificación bioquímica

Proteus mirabilisProteus mirabilis

Agar urea

Positivo: color rosa del agar

Proteus mirabilisProteus mirabilis

SIM

Proteus vulgarisProteus vulgaris

Coloración especial

Proteus vulgarisProteus vulgaris

Agar tripticasa soya

Proteus vulgarisProteus vulgaris

Agar MacConkey

Proteus Proteus vulgarisvulgaris

Fermenta la glucosa pero no la lactosa

Produce SH2

Indol positivo

TSI

Proteus vulgarisProteus vulgaris

Identificación bioquímica

•Providencia Providencia spp.spp.

Providencia rettgeriProvidencia rettgeri

API

Providencia rettgeriProvidencia rettgeri

API