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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