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UNIDAD ACADÉMICA DE CIENCIAS QUÍMICAS Y DE LASALUD
CARRERA DE BIOQUÍMICA Y FARMACIA
MACHALA2016
LOPEZ TINOCO GISELLA DENISSE
DETERMINACIÓN DE BACTERIAS ESCHERICHIA COLI YSALMONELLA TIPHI MEDIANTE MEMBRANA FILTRANTE COMO
CAUSALES DE ENFERMEDADES HÍDRICAS
UNIDAD ACADÉMICA DE CIENCIAS QUÍMICAS Y DE LASALUD
CARRERA DE BIOQUÍMICA Y FARMACIA
MACHALA2016
LOPEZ TINOCO GISELLA DENISSE
DETERMINACIÓN DE BACTERIAS ESCHERICHIA COLI YSALMONELLA TIPHI MEDIANTE MEMBRANA FILTRANTE
COMO CAUSALES DE ENFERMEDADES HÍDRICAS
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2
U R K N DU
I
DEDICATORIA
De todo corazón y con mucha gratitud dedico este trabajo:
A Dios, por darme salud y haberme permitido cumplir con mis objetivos, además de su infinito
amor y bondad.
A mis queridos padres José y Janett, quienes me han guiado y apoyado en los momentos más
difíciles, gracias por su esfuerzo y comprensión durante estos años de estudio.
A mis hermanos Fernanda y Brayan, que siempre estuvieron ahí como ejemplos de
perseverancia y superación.
A mi gran amor, Javier por la paciencia y gran apoyo incondicional, que ha sabido darme
durante estos años y enseñarme a ser mejor persona cada día.
II
AGRADECIMIENTO
Me complace a través de este trabajo exteriorizar mi sincero agradecimiento a la Universidad
Técnica de Machala, Escuela de Bioquímica y Farmacia y en ella a los distinguidos docentes
quienes con su profesionalismo y ética nos han brindado sus conocimientos los cuales nos
servirán para ser útiles en la sociedad.
A mi tutora Dra. Carmen Silverio, quien con su experiencia como docente ha sido la guía
idónea, durante el proceso que ha llevado el realizar este trabajo investigativo, me ha
brindado el tiempo necesario, como la información para que este anhelo llegue a ser
felizmente culminado.
A todas aquellas personas que de una u otra manera colaboraron para hacer realidad este
sueño.
III
CASO PRÁCTICO
En algunos casos el consumo de agua contaminada puede ocasionar enfermedades conocidas
como enfermedades hídricas, las aguas utilizadas por humanos que no cumplen los requisitos
microbiológicos contienen en su mayoría agentes causales de enfermedad.
Análisis microbiológico del agua, José María Obón de Castro, Dpto. Ingeniería Química y
Ambiental, Universidad Politécnica de Cartagena.
¿Qué enfermedades son producidas por bacterias: Escherichia coli y salmonella typhi?
IV
RESUMEN
El agua es el recurso natural más utilizado y por consiguiente el que menos manejo sanitario
tiene, la contaminación se ve relacionada cuando entra al sistema de distribución, cisternas,
grifos, al instalar nuevas tuberías, sin las mínimas medidas de seguridad y por falta de
manteamiento en las instalaciones, la carga contaminante está representada por altos
porcentajes de materia orgánica y microorganismos de origen fecal. Estos microorganismos
son causantes de enfermedades de origen hídrico.
Por ello el presente trabajo de investigación tiene como objetivo determinar las bacterias
Salmonella tiphy y Escherichia coli como agentes causales de fiebre tifoidea y gastroenteritis,
que generan altos porcentajes de morbi-mortalidad en la población.
Para el análisis de estas bacterias se empleó el método de membrana filtrante, el cual nos
permite obtener resultados rápidos y confiables, de esta manera se puede corregir el
tratamiento brindado y evitar la propagación de infecciones entéricas. Los indicadores de
calidad microbiológica se encuentran establecidos en la norma técnica ecuatoriana, dando un
criterio de los niveles máximos permisibles, logrando así precautelar la salud poblacional.
Palabras claves: Escherichia coli, Salmonella tiphy, enfermedades hídricas, membrana
filtrante.
V
SUMMARY
Water is the natural resource most used and therefore the least health management has ,
pollution is related when it enters the distribution system , tanks, faucets , installing new
plumbing, without minimum security measures and lack of blanketing on the premises, the
pollutant load is represented by high percentages of organic matter and microorganisms of
fecal origin. These microorganisms are causing waterborne diseases.
Therefore, the present research aims to determine the bacteria Escherichia coli and Salmonella
tiphy as causative agents of typhoid and gastroenteritis, which generate high rates of morbidity
and mortality in the population.
For the analysis of these bacteria membrane filter method, which allows us to get quick and
reliable results, so you can correct the given treatment and prevent the spread of enteric
infections was used. Microbiological quality indicators are established in the Ecuadorian
technical standard, giving a criterion of the maximum permissible levels, achieving population
health protectively.
Keywords: Escherichia coli, Salmonella tiphy, waterborne disease, filter membrane.
VI
CONTENIDO
Pág.
INTRODUCCIÓN ---------------------------------------------------------------------------7
1. GENERALIDADES ------------------------------------------------ ------------9
1.1 Contaminación hídrica -----------------------------------------------------------------------9
1.2 Agentes causales de enfermedades hídricas ------------------------------------------------9
1.3 Calidad del agua potable--------------------------------------------------------------------- 10
1.4 Calidad microbiológica del agua ----------------------------------------------------------- 10
1.5 Bacterias de grupo entérico ----------------------------------------------------------------- 11
2. DESARROLLO
2.1 Método de identificación de coliformes: Método de membrana filtrante-------------12
2.1.1 Materiales ------------------------------------------------------------------------------12
2.1.2 Equipos -------------------------------------------------------------------------------- 12
2.1.3 Toma de muestra --------------------------------------------------------------------- 13
2.1.4 Preparación de la muestra ----------------------------------------------------------- 13
2.1.5 Procedimiento ------------------------------------------------------------------------- 13
2.1.6 Cálculos -------------------------------------------------------------------------------- 13
2.1.7 Informe de resultados ----------------------------------------------------------------- 14
3. ENFERMEDADES PRODUCIDAS POR Escherichia coli -------------------------- 15
4. ENFERMEDADES PRODUCIDAS POR Salmonella tiphy ---------------------- 15
5. CONCLUSIÓN ------------------------------------------------------------------------------ 17
BIBLIOGRAFÍA---------------------------------------------------------------------------- 18
VII
INTRODUCCIÓN
El agua es el principal componente del cuerpo humano. Es esencial para los procesos
fisiológicos de la digestión, absorción y eliminación de desechos metabólicos no digeribles,
y también para la estructura y función del aparato circulatorio.1 Es el recurso natural más
utilizado y por consiguiente el que menos manejo sanitario tiene, siendo las enfermedades
hídricas producto de su contaminación.
El agua potable se puede contaminar cuando entra al sistema de distribución, cisternas, grifos,
cuando se instalan nuevas tuberías sin las mínimas medidas de seguridad y por falta de
manteamiento en las instalaciones2, los microorganismos patógenos y no patógenos llegan al
agua a través de excrementos humanos y restos orgánicos de personas infectadas, de tal
manera que, para medir la salubridad se toma como referencia el número de coliformes
fecales y Salmonella tiphy, los cuales son indicadores de calidad microbiológica. Entre los
coliformes fecales la bacteria más significativa es Escherichia coli provocando
gastroenteritis agudas y graves, mientras que Salmonella tiphy provoca la fiebre tifoidea. Nos
vamos a referir únicamente a estas bacterias por los brotes epidémicos ocasionados en los
países en vías de desarrollo.
Según Melorose3 indica que en Ecuador los índices de Morbilidad infantil apuntan que el
14% de diarrea y el 9% de gastroenteritis se presume es de origen infeccioso, causadas por
agua contaminada, considerando el uso diario de este recurso vital y como vía de transporte
de microorganismos.
La baja calidad del agua y un saneamiento deficiente afectan la seguridad de los alimentos,
cuya consecuencia es la aparición de brotes de enfermedades hídricas producidas por
patógenos humanos, siendo la segunda causa de muerte infantil, después de las enfermedades
respiratorias. No obstante estas condiciones son de preocupación en zonas de pobreza.4
VIII
Existen varios procedimientos para la determinación de coliformes, la filtración a través de
membrana es uno de ellos el cual nos permite obtener resultados rápidos y confiables.
De esta manera se puede corregir el tratamiento brindado al agua potable y evitar la
propagación de infecciones entéricas.5 El número más probable (NMP) es otro método el
cual se basa en definir el número de coliformes utilizando la siembra de agua a analizar, en
tubos con caldo deslactosado, posteriormente se resiembra en medios de cultivos selectivos
los cuales se incuban a temperaturas óptimas, además existe otro método el de presencia o
ausencia de coliformes, éste es simplemente cualitativo.5
Se priorizó el método de membrana filtrante por la rapidez y la confianza que brindan los
resultados obtenidos, con la finalidad de precautelar la vida de la población.
El objetivo de este estudio es determinar las bacterias Escherichia coli y Salmonella tiphy
mediante membrana filtrante como causales de enfermedades hídricas.
9
1. GENERALIDADES
1.1 Contaminación hídrica
La presencia o ausencia del agua se ha visto involucrado en el desarrollo de las
civilizaciones, el agua representa el mejoramiento agrícola, industrial, sanitario y de la
calidad de vida. Si este recurso escasea, es motivo de pobreza, guerras y enfermedades.6
El agua cumple un ciclo vital que le permite la purificación, lo cual se piensa que al poder
regenerarse, se puede arrojar residuos orgánicos e inorgánicos, de esta manera se
convierten en peligrosas para los seres vivos. Provocando enfermedades e infecciones de
origen hídrico, los más afectados los seres humanos. Las enfermedades transmitidas a
través de agua contaminada por desechos humanos, son las comunes entre ella la fiebre
tifoidea, la salmonelosis, y shigelosis.7
Además existen enfermedades de origen vectorial como la malaria, la filariasis,
elefantiasis,8,9 enfermedades vinculadas a escasez de agua provocando dermatitis, y
también enfermedades originadas en el agua, siendo los causales las tenias y lombrices
intestinales que cumplen parte de su ciclo vital en el agua hasta infestar al hombre.
1.2 Agentes causales de enfermedades hídricas
El agua al ser necesaria para la supervivencia de los seres vivos, se convierte en
propagadora de enfermedades por agentes etiológicos ya sea virus, bacterias, parásitos y
químicos.10
Varios de los agentes causales de enfermedades en ocasiones pueden ser mortales, como
la fiebre tifoidea, el cólera, la hepatitis infecciosa, enfermedades causadas por Shigella
spp. y por E. coli, otras enfermedades menos graves como la diarrea por norovirus y
Cryptosporidium.11
Las actividades mineras influyen mucho en la contaminación de agua por químicos o
metales pesados los cuales producen enfermedades con cuadros cancerígenos, como es
el caso de metales; plomo, mercurio y arsénico.7
10
Estas sustancias provocan daños en la salud a largo plazo, por otro lado el uso de
desinfectantes en el agua producen compuestos secundarios, no obstante se considera
mucho más peligroso para la salud consumir agua contaminada por bacterias u otro
agente infeccioso.10
1.3 Calidad del agua potable
El agua se ingiere en grandes cantidades, puede ser infecciosa aun cuando contenga un
pequeño número de organismos patógenos.11 Para brindar agua potable con calidad, ésta
no debe contener microorganismos que causen patogenicidad e inclusive agentes
indicadores de contaminación fecal.10
Los requisitos específicos que el agua debe cumplir son: las características físicas,
químicas y microbiológicas las cuales están dadas por la NTE INEN 1108:2014 de Agua
potable. Estos requisitos permiten evaluar y optimizar el agua de consumo humano y
también tales aguas que son usadas para diferentes actividades. 13
1.4 Calidad microbiológica del agua
El agua se puede contaminar directa o indirectamente a través de alimentos, objetos que
estuvieron en contactos con excretas humanas o animales.10
Existe un mayor riesgo de contraer una enfermedad cuando se ingiere oralmente agua
contaminada con excretas humanas, pero no todos los microorganismos son patógenos
estrictos, también existen oportunistas que al tener contacto con individuos con defensas
disminuidas provocan enfermedades o infecciones. La mayor parte de estas
enfermedades son intestinales o entéricas. El cuadro patológico depende del agente
causal de la enfermedad y del huésped.10
Los requisitos microbiológicos que debe cumplir el agua potable son: coliformes fecales
mediante filtración por membrana UFC/100Ml; no se observan colonias y mediante tubos
múltiples NMP/100mL (utilizando 5 tubos de 20cm3 o 10 tubos de 10cm3 ninguno es
11
positivo).14
1.5 Bacterias de Grupo Entérico
Las bacterias de grupo entérico son bacilos aerobios y anaerobios facultativos, móviles
o inmóviles, son microorganismos que no requieren medios de cultivo especiales para su
crecimiento. La familia Enterobacteriaceae, constituye coliformes entre las cuales
tenemos Escherichia, Enterobacter, Klebsiella, Serratia, Edwarsiella y Citrobacter.2 Y
no coliformes corresponden a Salmonella, Proteus, Morganella, Providencia y Shigella.
1.5.1 Escherichia coli
Son coliformes capaces de producir indol, a partir de triptófano, ésta propiedad
bioquímica es muy importante porque permite diferenciarla de otras coliformes, además
se caracteriza por su capacidad para fermentar la lactosa con producción de ácido y gas,
en un periodo de 48 horas y con una temperatura de incubación comprendida entre 30-
37ºC.25
Fig. 1 E. coli (coloración roja) en Agar Chapman TTC 25
1.5.2 Salmonella tiphy
Se caracteriza por su capacidad de fermentar la glucosa con producción de ácido y gas y
también por hidrolizar la lactosa y la sacarosa. Crece a temperaturas de 37ºC.25
Según Bayona15, la especie Salmonella spp. Son los más complejos con
aproximadamente 2.400 serotipos.
12
Fig. 2 Salmonella tiphy (negras con brillo metálico) en Agar Bismuto Sulfito 25
2. DESARROLLO
2.1 Método de identificación de coliformes: Método de membrana filtrante
INEN 1529-7:201316 describe un método estándar para determinar Escherichia coli y
bacterias coliformes, este método se basa en la filtración por membrana, luego se cultiva
en un medio diferencial, debido a la baja selectividad que presenta este método, solo es
usado en el análisis de agua potable.
2.1.1 Materiales
a. Pinzas con puntas redondeadas
b. Almohadillas filtrantes, con un diámetro mínimo de 47 mm
c. Cajas petri
d. Frascos de boca ancha de 250 cm3
e. Papel aluminio
f. Guantes
2.2.2 Equipos
a. Equipo para la filtración de membrana
b. Estufa
c. Autoclave
d. Lámpara ultravioleta
2.2.3 Toma de muestra
13
a. Esterilizar el material que se va a utilizar.
b. Recoger la muestra en el envase esterilizado, no inferior a 100cm3 y
tapar cuidadosamente.
c. Etiquetar con los datos correspondientes: fecha y hora de toma de
muestra, nombre de analista.
2.2.4 Preparación de la muestra
Antes de manipular la muestra, limpiar el área de trabajo y sus proximidades, e
inmediatamente desinfectar el área con etanol al 70% o con cualquier otro desinfectante.
Si el espacio de cabeza es lo suficientemente grande, se debe mezclar el producto
agitando el envase 25 veces en 10 segundos haciendo un arco de 300 mm. Se puede
utilizar un homogeneizador estandarizado para asegurar una distribución uniforme de los
microorganismos.17
2.2.5 Procedimiento
De preferencia iniciar el análisis después de tomar las muestras. Si es necesario conservar
hasta 24 h antes del examen. Se utiliza un filtro de 100 mL.
a) Para E. coli se coloca la membrana en el Agar lactosa TTC, a 36°C ± 2°C durante
21 h ± 3, cuidando de no dejar aire atrapado debajo y se incuba.16
b) Para Salmonella tiphy se coloca la membrana en Agar Bismuto Sulfito e incubar
a 35 ±2 ºC durante 40-48 horas.
2.2.6 Cálculos
Se considera las bacterias contadas de E.coli y coliformes después de la incubación, se
coloca la membrana sobre la almohadilla con reactivo de Indol, pasar por luz ultravioleta
hasta que las colonias presenten una coloración roja, indicadoras de E. coli, para calcular
el número de microorganismos, se multiplica el número (n) de colonias coliformes por
el factor de dilución (f).16 Las colonias indicadoras de Salmonella tiphy, son de color
negro con brillo metálico a simple vista.
14
Incubar 36°C ± 2°C durante 21 h ± 3
Realizar prueba de
indol
Colocar la membrana sobre la
Placa con Agar TTC
Reportar resultados
Pasar luz UV
Color rojo: E. coli
Colocar la membrana sobre la
placa con agar Sulfito Bismuto
Incubar 37°C ± 2°C durante 40-48h
TOMA DE MUESTRA: Frasco
de 250 mL
Realizar recuento
Color negro: Salmonella tiphy
Filtrar 100 mL Filtrar 100 mL
Reportar resultados
2.2.7 Informe de resultados
En caso de que las placas no contengan colonias los resultados se expresan de la siguiente
manera: coliformes/g o cm3 UFC.16
Fig. 3 Diagrama de flujo de identificación de E. coli y Salmonella tiphy
IDENTIFICACIÓN DE BACTERIAS
NTE INEN 1529-7:2013
PREPARACION DE MUESTRA
ARMAR EL EQUIPO DE FILTRACIÓN
15
3. ENFERMEDADES PRODUCIDAS POR Escherichia coli
La bacteria Escherichia coli se ve involucrada con diferentes brotes de diarreas, por ello
se clasifica en 5 clases: Enterotoxigénico (ETEC), Enteropatógeno (EPEC),
Enteroinvasivo (EIEC), Enteroagregativo, Enterohemorrágico, pero en la actualidad se
está estudiando un sexto grupo, Enteroadherente difusa.18
Las enfermedades producidas por Enterotoxigénico (ETEC), Enteropatógeno (EPEC) y
Enteroinvasivo (EIEC) cuya causa es la ingestión de alimentos y agua contaminada, se
ven relacionadas con diarreas leves, no obstante la cepa de Enterohemorrágico (EHEC)
producen diarreas sanguinolentas y en casos graves el síndrome urémico hemolítico. Un
estudio realizado en 2010-2013 indica que Escherichia coli es resistente a: cefolatina,
cefepima, tetraciclina, ciprofloxacino, levoflaxicina y sensible a: ampicilina,
amoxicilina.19
Además Escherichia coli ocupa el primer lugar de los aislamientos en pacientes con
infección al tracto urinario.20 La mayoría de los pacientes que presentan infecciones
entéricas se recuperan en el término de 10 días, aunque en algunos casos la enfermedad
puede causar la muerte.
4. ENFERMEDADES PRODUCIDAS POR Salmonella tiphy
La fiebre tifoidea es una enfermedad provocada por la bacteria Salmonella tiphy la cual
se produce al ingerir alimentos contaminados, su forma de transmisión es fecal-oral, esta
condición es de preocupación ya que se estima que 12 a 33 millones de personas se ven
afectadas en países tropicales y en vías de desarrollo.22
La infección presenta un periodo de incubación de 3 a 21 días, cuyas manifestaciones
clínicas son fiebre alta, mialgia, cefalea, estreñimiento, diarrea y dolor abdominal.24 No
obstante para combatir esta fiebre se debe controlar el lavado de manos después de salir
del baño, así mismo la manipulación de los alimentos debe ser aséptica. Existe una vacuna
para la fiebre tifoidea la cual no debe ser de uso rutinario, solo en casos en los que se
16
exponga a aguas contaminadas de alto riesgo.
La gastroenteritis por Salmonella tiphy es una zoonosis que se transmite por la ingestión
de alimentos y agua contaminados por las heces de animales o personas infectadas y
constituye una pandemia de distribución mundial.25 En diferentes latitudes se han aislado
numerosos serotipos de Salmonella en heces de gaviotas, por lo que éstas han llegado a
ser consideradas importantes portadores de la contaminación ambiental.16 Siendo en
ocasiones la diversidad de aves propagadoras de enfermedades hídricas.
La mayoría de infecciones por Salmonella son autolimitantes y no requieren de
tratamiento antimicrobiano, sin embargo los adultos mayores, niños e inmunodeprimidos
experimentan episodios diarreicos; ampicilina y cloranfenicol son antibióticos de
prescripción en tales casos.21
Para evitar la propagación de enfermedades por Salmonella se recomienda llevar una
sepsis en el hogar, en el lugar de trabajo, recoger los excrementos de los animales
domésticos, ayudar a mantener los ríos, lagunas, libres de contaminación microbiana
generada por excretas humanas y de animales, no obstante se logrará una mejoría en la
calidad de fuentes de agua ya que ésta es un recurso muy valioso.21
Así mismo una manera de prevenir y controlar la contaminación hídrica es desarrollar
nuevas técnicas e implementar las metodologías establecidas, de esta manera se evitaría
la propagación de microorganismos patógenos.12
Diversos estudios han mostrado un incremento en la emergencia de Salmonella y E. coli
con niveles significativos de resistencia a los antimicrobianos, las cepas de estos
patógenos en el ambiente pueden estar en contacto con altas concentraciones de
antibacteriales o con especies resistentes a éstos, por lo que es factible la selección de
cepas resistentes.21
17
5. CONCLUSIONES
- Las colonias indicadoras de Escherichia coli presentan coloración roja al pasar luz
ultravioleta, mientras que las colonias indicadoras de Salmonella tiphy presentan
coloración negra a simple vista, estas bacterias son indicadores de contaminación
fecal.
- Las enfermedades hídricas que están estrechamente relacionadas con la
contaminación fecal son muchas, entre ellas la fiebre tifoidea cuyo agente causal es
Salmonella tiphy, los datos bibliográficos obtenidos apuntan que es la mayor
condición que afecta a poblaciones desabastecidas, en comparación con la
gastroenteritis provocada por Escherichia coli, No obstante los indicadores de calidad
microbiológica, se encuentran establecidos en la Norma Técnica Ecuatoriana INEN
1108:2014 de agua potable, dando un criterio de los niveles máximos permisibles,
con el fin de reducir brotes epidemiológicos, precautelando la salud poblacional.
18
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