Post on 02-Aug-2015
Tema 11:
Bacterias Anaerobias estrictas
Lic. Liliana Gómez Gamboa (M.Sc.)
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD DEL ZULIA
FACULTAD DE MEDICINA
ESCUELA DE MEDICINA
UNIDAD CURRICULAR: BACTERIOLOGÍA Y VIROLOGÍA
MARACAIBO, JUNIO 2012.
BACTERIAS ANAEROBIAS
DEFINICIÓN
• Bacterias incapaces de desarrollarse en
presencia de oxígeno
• Carecen de 2 enzimas, por lo cual el
oxígeno es tóxico para ellas:
– Catalasa: por lo tanto el peróxido de
hidrógeno (H2O2) ejerce un efecto tóxico
sobre ellas
– Superóxido dismutasa: por lo cual no se
modifica la toxicidad del anión superóxido
Anaerobios
NO ESPORULADOS ESPORULADOS
Múltiples géneros y
especies
Variadas formas
Gram (+) – Gram (-)
Género: Clostridium
Bacilos Gram (+)
Anaerobios No Esporulados
COCOS
Gram (-)
Gram (+)
Veillonella
Peptococcus
Peptostreptococcus
BACILOS
Gram (-)
Gram (+)
Porphyromonas
Prevotella
Bacteroides
Mitsoukella
Leptotrichia
Fusobacterium
Selenomonas
Centípeda
Bilophila
Mobiluncus
Actinomyces
Propionibacterium
Bifidobacterium
Eubacterium
Anaerobios Esporulados
Bacilos Gram (+) Género Clostridium
• Clostridium tetani
• Clostridium botulinum
• Clostridium perfringens
• Clostridium septicum
• Clostridium ramosum
• Clostridium bifermentans
• Clostridium difficile
• Clostridium sporogenes
• Clostridium tertium
• Clostridium histolyticum
• Clostridium novyi
• Clostridium cadaveris
• Otros
Roles e importancia de la
Microbiota intestinal
• Rol fisiológico:
– Estimula el peristaltismo intestinal
• Rol nutricional:
– Síntesis de vitaminas: vit K y vitaminas del
complejo B
Mecanismos de defensa
• Barrera inespecífica, al bloquear receptores
• Estimulación del peristaltismo intestinal
• Estimulación de inmunidad humoral y
celular
• Elaboración de sustancias bacteriostáticas
y bactericidas: Bacteriocinas
Patogenia
• Las infecciones por microorganismos anaerobios no
esporulados tienen origen endógeno y su principal
causa desencadenante son factores que comprometen
al huésped como: traumatismos, quimioterapia
antibiótica, ruptura de barreras mucosas o
enfermedades subyacentes
• El establecimiento de la infección se relaciona con:
– virulencia del microorganismo.
– de la tensión de oxígeno del tejido.
– del potencial de óxido reducción del mismo.
Patogenia
• Factores que potencial Eh
– Pérdida de irrigación vascular por lesiones, cuerpos extraños, presión de yesos, etc.
– Infección por bacterias facultativas, las que producen ácidos en proceso de fermentación, pH del tejido
– Necrosis por traumatismos, infecciones, tumores o maniobras quirúrgicas (destrucción celular y liberación de enzimas)
– Hemorragias: destrucción de GR pH
– Inflamación liberación metabolitos ácidos
Patogenia
ANAEROBIOS
NO ESPORULADOS (Flora endógena)
INFECCIONES ENDOGENAS
COLECCIONES SUPURADAS
NECROSIS
POLIMICROBIANAS
MECANISMO DE PATOGENICIDAD:
INVASIVIDAD
• Grupo Bacteroides fragilis: B. fragilis
• Prevotella
• Porphyromonas
• Fusobacterium nucleatum
• Clostridium perfringens
• Clostridium ramosum
Signos Clínicos de
Infección Anaerobia
• Olor fétido del pus
• Localización de la infección cercana a una superficie mucosa
• Presencia de necrosis, gangrena, gas en los tejidos
• Infecciones consecutivas a mordeduras
• Cuadro clínico sugerente de infección anaerobia: aborto séptico, infección post cirugía abdominal, etc.
• Endocarditis con hemocultivos negativos
• Presencia de “granos” de azufre en una lesión
• Sintomatología clínica de actinomicosis, mionecrosis por clostridios
Bacteroides fragilis
• Bacilo Gram (-) no esporulado, pleomórfico
pequeño
• Hábitat: microbiota intestino grueso hombre
• Factor de virulencia: cápsula polisacárida
– Antigénica, promueve formación de
abscesos
– Resiste fagocitosis
Bacteroides fragilis
Produce:
• superóxido dismutasa aerotolerante
• catalasa aerotolerante
• lactamasas resistencia a penicilinas
• Enzimas lipo y proteolíticas invasividad
• Importante patógeno humano
• Líder en infecciones intrabdominales
Bacteroides fragilis
ADHESINAS
• Cápsula
• Fimbrias: adherencia e inducción de expresión de citocinas proinflamatorias
PROTECCIÓN FRENTE A LA FAGOCITOSIS
• Polisacárido capsular
• Ácidos grasos de cadena corta (ácido succínico) generado durante el metabolismo anaerobio.
• Proteasas de inmunoglobulinas.
PROTECCIÓN FRENTE A LA
TOXICIDAD DEL OXÍGENO
DESTRUCCIÓN TISULAR
PRODUCCIÓN DE TOXINAS
Toxina metaloproteasa termolábil de zinc induce cambios en el epitelio intestinal a través de la organización de actina, estimulando secreción de cloruro y pérdida de líquidos
ENFERMEDADES CLÍNICAS
Infecciones del tracto respiratorio
Absceso cerebral
Infecciones intraabdominales
Infecciones ginecológicas
Infecciones cutáneas y de
partes blandas
Bacteremia
Gastroenteritis
Crecimiento de B. fragilis en agar bilis-esculina. La mayoría de las
bacterias anaerobias y aerobias son inhibidas por la bilis y la gentamicina
en este medio, mientras que los del grupo de B. fragilis se estimulan con
la bilis, son resistentes a la gentamicina y son capaces de hidrolizar la
esculina produciendo un precipitado negro.
Género Prevotella
• Se definen como bacilos Gram negativos
formadores de pigmento.
• Principales especies
Prevotella melaninogenicus
Prevotella corporis
Prevotella denticolis
• La mayoría de las Prevotellas se aíslan de la
cavidad oral
• Polisacárido capsular:
Inhibe la fagocitosis
Promueve la formación de abscesos
Facilita adherencia células epiteliales
• Pilis
• Enzimas:
Promueven la invasión y la propagación
Contribuyen al daño tisular
Fusobacterium nucleatum
• Bacilos Gram negativos delgados y
largos con extremos aguzados, a
menudo dispuestos en pares unidos por
sus puntas.
• Anaerobio oral importante
• Elabora endotoxina lipopolisacárida
Género Actinomyces
• Especies: –A. israelii
–A. viscosus
–A. naeslundii
–A. meyeri
–A. odontolyticus
–A. pyogenes
–A. georgiae
Actinomyces
israelii
• Bacilos Gram (+) no
esporulados
• Anaerobios
• Aislados o agrupados en
empalizadas o letras chinas,
ramificados, rectos o
incurvados
• Hábitat:
– Cavidad oral
– Animales y ser humano
Actinomyces
• Mecanismo de Patogenicidad: Invasividad
– Capacidad de elaborar enzimas proteolíticas
– Capacidad de formar filamentos y gránulos en
tejido inflamado, secretando una sustancia
polisacárida que une filamentos y forma una
sustancia homogénea macroscópica color
amarillo, que dificulta la fagocitosis gránulo
de azufre
• Cuadro Clínico: Actinomicosis
– Infección crónica.
– Insidiosa y lentamente progresiva.
– Lesiones granulomatosas, con supuración y
fistulización
– Principal localización cérvico - facial
– Puede localizarse en tórax (por aspiración) o
intrabdominal (por perforación intestinal) o en
cualquier otro parénquima (< frecuencia)
Paciente aquejado de actinomicosis cervicofacial. Se
observa la presencia de una fístula que drena.
Tomado de: Microbiología Médica. Murray, Rosenthal y Pfauer, 2008.
• Diagnóstico
– Las manifestaciones de la enfermedad son
muchas, suele confundirse con un tumor
– Tomografía
– Biopsia e histología
– En caso de supuración por fístula: tomar muestra y
realizar Tinción de Gram observación bacilos
Gram (+) filamentosos
– Cultivo en anaerobiosis, desarrollo lento hasta 4
semanas
• Tratamiento
–En caso de colecciones supuradas o
fístula el tratamiento es médico
quirúrgico
–Penicilina en dosis altas por tiempo
prolongado y luego seguir durante
meses hasta 1 año con Amoxicilina oral
Anaerobios Esporulados
• Género Clostridium
– Bacilos Gram (+) grandes, esporulados (espora
terminal o subterminal)
– Anaerobios obligados, algunos aerotolerantes
– Móviles (excepto Clostridium perfringens)
– Algunos capsulados: Clostridium perfringens
– Familia Clostridiaceae (25 géneros). Dentro del género
Clostridium existen 202 especies y 5 subespecies.
Sólo alrededor de 30 son patógenos humanos.
– Hábitat: suelo, intestino humano y animales, genitales
femeninos, cavidad oral y piel del ser humano en
porcentaje de portadores
Patogenia
ANAEROBIOS
ESPORULADOS Presentes en ambiente
(Flora endógena, salvo Clostridium botulinum)
INFECCIONES ENDOGENAS
Y EXOGENAS
MECANISMO DE DAÑO:
TOXICIDAD
PRINCIPALMENTE
PATOGENIA
La importante capacidad patógena de los clostridios
se puede atribuir a las siguientes características:
1) Capacidad para sobrevivir en condiciones
ambientales adversas mediante la formación de
esporas.
2) Rápido crecimiento en un ambiente enriquecido y
privado de oxígeno, y
3) la síntesis de numerosas toxinas histolíticas,
enterotoxinas y neurotoxinas.
Clostridium: Patogenia
• Neurotóxicos: – C. tetani
– C. botulinum
• Enterotóxicos: – C. perfringens
– C. difficile
• Histotóxicos: – C. perfringens
– C. septicum
– C. fallax
– C. bifermentans
– C. ramosum
– C. tertium
– C. novyi, etc.
• Piógenos
Clostridium tetani
• Bacilo Gram (+), 0,5 a 1,7x 2,1 a 18,1 µm.
• Móvil, en forma de palillo de tambor
• Espora terminal, longitud 3-6 m
• Hábitat: suelo, intestino hombres y animales
• Elemento infectante: espora, que es altamente resistente a antibióticos y desinfectantes
• Mecanismo de patogenicidad: toxicidad
• Carece poder invasivo, penetra a través de heridas punzantes, quemaduras, úlceras o infección cordón umbilical
Clostridium tetani
• A diferencia de C. perfringens tiene
dificultades para crecer debido a su
sensibilidad a la toxicidad del oxígeno y
cuando se detecta en medios de agar
aparece generalmente formando una
película en lugar de colonias.
• Actividad proteolítica.
• Incapaces de fermentar CHO.
Tetanolisina
• Hemolisina lábil al oxígeno.
• Serológicamente relacionada con la
Estreptolisina O y las hemolisinas de
C. perfringens y L. monocytogenes.
Tetanoespasmina
• Neurotoxina termolábil codificada en un
plásmido no conjugativo, por lo que una cepa
no toxigénica no puede transformarse en
toxigénica.
Tetanoespasmina
• Se libera cuando la célula se lisa y es responsable de las
manifestaciones clínicas del tétano.
• Exotoxina tipo A-B.
• Inhibe proteínas que regulan la liberación de
neurotransmisores inhibidores (glicina y ácido gamma-
aminobutírico GABA), lo que conlleva a una actividad
sináptica excitatoria carente de regulación en las
neuronas motoras que provoca “parálisis espástica”.
• La unión de la toxina es irreversible, por lo que la
recuperación depende de la formación de nuevas
terminales axonales.
Clostridium tetani Mecanismo de Acción Neurotoxina
Asta anterior médula espinal
(neurona motora) bloquea
sinapsis inhibidora impulso
nervioso liberación
contracción mantenida
parálisis espástica
Tétanos
• Trismus: contracción de
maseteros (risa sardónica)
• Rigidez de nuca
• Rigidez musculatura
paravertebral: opistótonos
• Cuadro grave, alta mortalidad
Mayor frecuencia en
países pobres, con baja
cobertura de vacunas,
zonas rurales
Espasmo facial y risa sardónica en un paciente con
tétanos. (Tomado de Cohén J, Powderly WG:
Infectious diseases, ed 2, St Louis, 2004, Mosby.)
Un niño con tétanos y opistótonos, como resultado de los espasmos
persistentes de los músculos de la espalda. (De Emond RT, Rowland
HAK, Welsby P: Colóur atlas of infectious diseases, ed3, London,
1995, Wolfe.)
Tétanos
• Prevención
–Vacuna
• Toxoide tetánico
• Unido a toxoide diftérico y componente pertussis, se administra a los 2, 4, 6, 18 meses y 4 años
• Revacunación sólo con toxoides tetánico y diftérico en 1° año básico
• Idealmente revacunar cada 10 años
Clostridium perfringens
• Bacilo Gram (+) de gran tamaño: 0,6 a 2,4x1,3 a 19 µm.
• Ancho, inmóvil, capsulado
• Espora oval subterminal
• Hábitat: suelo, intestino de animales y ser humano, piel perianal, genitales femeninos y cavidad oral (en un porcentaje variable de la población)
Clostridium perfringens
• Mecanismos de Patogenicidad – Invasividad Cápsula
Enzimas –Toxicidad Varias toxinas
histotóxicas 1 enterotoxina
–Origen de las Endógeno infecciones Exógeno
• Patogenia Herida contaminada con tierra o
contenido intestinal Condiciones que favorecen pot. Eh
(necrosis, isquemia, cpos. extraños) Espora revierte forma vegetativa Liberación toxinas daño tisular
Clostridium perfringens
• Patogenia – De acuerdo a las toxinas producidas, las
cepas de C. perfringens se clasifican en 5 tipos:
• A, B, C, D, E
Tomado de: Microbiología Médica. Murray, Rosenthal y Pfauer, 2008.
Clostridium perfringens
• Patogenia –α toxina: lecitinasa, producida por
todos los tipos. Destruye membranas celulares de glóbulos rojos, plaquetas, leucocitos, células endoteliales y músculo, daño vascular.
–Principal responsable de mionecrosis en la gangrena gaseosa.
Infecciones por
Clostridium perfringens
• De piel y tejidos blandos: generalmente polimicrobianas, supuradas
• Infección intrabdominal por perforación de víscera hueca
• Infección pelviana en la mujer
• Celulitis y fasceítis: supuración y formación de gas crepitación subcutánea difusa. Cuadro grave asociado a shock e insuf. renal, alta letalidad
Infecciones por
Clostridium perfringens
• Gangrena Gaseosa o mionecrosis: – Destrucción rápida dolorosa del tejido
muscular asociado a signos sistémicos de toxemia
– Generalmente por C. perfringens, pero puede ser producido por otros Clostridium histotóxicos: C. septicum, C. novyi, C. ramosum, C. fallax, C. tertium, etc.
– Gangrena Uterina: • Generalmente post-aborto séptico
• α toxina Síndrome hemorragíparo, IR
• Alta mortalidad
Clostridium perfringens tipo A
Enterotoxina termolábil (superantígeno)
Vehículo: carne insuficientemente cocida (contaminada en matadero 108 -109 mo/g)
Intoxicación alimentaria • Período incubación: 8-24 horas
• Síntomas: dolor abdominal, diarrea acuosa sin fiebre ni náuseas ni vómito.
• Evolución clínica 24-48 h
• Cuadro autolimitado
Clostridium perfringens tipo A
Intoxicación alimentaria
• El mantenimiento de alimentos contaminados por
debajo de 60°C (46°C) posibilita la germinación de las
esporas que han sobrevivido a la cocción y la
posterior multiplicación bacteriana.
• La refrigeración de los alimentos después de su
preparación evita la síntesis de la enterotoxina.
• El recalentamiento de los alimentos destruye la
enterotoxina termolábil.
Clostridium perfringens tipo C
“Enteritis necrosante”
• Destrucción necrosante aguda del
yeyuno con dolor abdominal, vómitos,
diarrea sanguinolenta y peritonitis.
• Mortalidad 50%.
Clostridium botulinum
• Bacilo Gram (+) grande, 2-10 m
• Sin cápsula, espora oval subterminal
• Bajo crecimiento rápido libera potente neurotoxina, toxina botulínica, es la más potente conocida
• 7 tipos toxigénicos: – A, B, E y F causan botulismo humano
• Hábitat: – Suelos, sedimentos marinos
Clostridium botulinum
• Mecanismo de Patogenicidad –Toxicidad
• Mecanismos de Transmisión –Conservas caseras
–Contaminación heridas: inyecciones de heroína en adictos
–Botulismo infantil: por ingestión de miel contaminada, principalmente en lactantes < 6 meses
• Patogenia – Principal mecanismo mediante el cual se
contrae botulismo es ingestión de conservas caseras (verduras, pescados, frutas contaminadas con esporas, resistentes a ebullición)
– Esporas germinan en la conserva bajo condiciones de anaerobiosis y elaboran toxina que no altera características del alimento, siendo absorbida en estómago e intestino delgado
Clostridium botulinum: Mecanismo de Acción Toxina Botulínica
–Bloquea liberación de acetilcolina en placa motora
–Parálisis fláccida: parálisis descendente, visión borrosa,
paresia pares craneanos, boca seca, disfonía, diplopia,
dificultad deglución, disartria, hipotensión, hipotonía, etc.
Clostridium botulinum
Botulismo del
lactante
Botulismo de las heridas
Botulismo alimentario
1-2 díasDebilidad, mareo,
visión borrosa, pupilas fijas y
dilatadas, xerostomía (sequedad
en la boca), estreñimiento, dolor
abdominal sin fiebre, parálisis
flaccida y muerte.
Neurotoxina producida in vivo por
células bacterianas que colonizan
intestino del lactante. Estreñimiento,
llanto débil, dificultad para moverse,
parálisis flaccida, insuficiencia
respiratoria.
Producción de toxina en
heridas contaminadas.
Síntomas idénticos al
Botulismo alimentario. 4
días o más. Síntomas
digestivos prominentes
• Bacilo Gram (+)
• Hábitat: –Suelo, intestino ser humano
– Intestino recién nacidos, 50% colonizados
• Principal reservorio: hospitales y jardines infantiles
Clostridium difficile
• Agente de Infecciones Intrahospitalarias – Factores de riesgo para adquirir IIH:
• exposición al agente
• efecto de barrera de microbiota intestinal, que permite proliferación del agente y elaboración de toxina in vivo
• Hospitalización prolongada
• Compañero de habitación colonizado
• Enemas repetidos
• Tratamiento AB de amplio espectro
• Uso prolongado sondas nasogástricas
• Operaciones tracto gastrointestinal
• Patogenia – Período de incubación desconocido
• Mecanismo patogenicidad – Toxicidad
– Toxinas: A y B (acción citotóxica)
• Espectro Clínico – Variable desde diarrea leve, hasta colitis
pseudomembranosa con fiebre, dolor abdominal y signos sistémicos tóxicos con deposiciones sanguinolentas. Cuadro puede ser muy grave
– Generalmente aparece durante hospitalización y tratamiento antimicrobiano, pero puede ser al alta una vez suspendido tratamiento
• Diagnóstico
–Detección de toxinas en deposiciones mediante técnicas inmunológicas, ej.: enzimoinmunoensayo
• Tratamiento
–Suspensión de terapia antimicrobiana
–En casos graves se utiliza Metronidazol o Vancomicina
Tratamiento Infecciones por
Anaerobios
• Drenaje de abscesos y colecciones supuradas
• Resección de tejido necrótico
• Tratamiento antimicrobiano:
– Idealmente tratar con Penicilina salvo donde se
sospeche participación de Bacteroides fragilis
– Agentes antimicrobianos resistentes a lactamasas
y activos frente a anaerobios: Metronidazol,
Clindamicina, Cloranfenicol
– Nunca utilizar Aminoglucósidos, ya que las
bacterias anaerobias son naturalmente resistentes
a ellos.
Diagnóstico Infecciones por
Anaerobios
• Toma de muestra evitando microbiota
normal, aspirando mediante jeringa (pus) o
tomando trozo de tejido para biopsia
• Transporte inmediato al laboratorio
• Aviso previo al laboratorio para que preparen
medios de anaerobiosis
• Siembra en medio reductor líquido:
thioglicolato
• Tinción de Gram de la muestra
Diagnóstico Infecciones por
Anaerobios
• Procesamiento adecuado de la muestra
• Siembra inmediata en medios enriquecidos con hemina y vitamina K
• Incubación en anaerobiosis por tiempo prolongado (mínimo 48 hrs)
• Identificación:
– Aspecto de la colonia
– Pruebas bioquímicas
– Morfología a la Tinción de Gram