Bacilos Grampositivos Formadores de Esporas - Especies de Bacillus y Clostridium PDF

Universidad Pontificia Bolivariana Access Provided by: Jawetz, Melnick & Adelberg Microbiología Médica, 28e CAPÍTULO 11: Bacilos grampositivos formadores de esporas: especies de Bacillus y Clostridium INTRODUCCIÓN Los bacilos grampositivos que forman esporas son las especies Bacillus y Clostridium....

Universidad Pontificia Bolivariana Access Provided by: Jawetz, Melnick & Adelberg Microbiología Médica, 28e CAPÍTULO 11: Bacilos grampositivos formadores de esporas: especies de Bacillus y Clostridium INTRODUCCIÓN Los bacilos grampositivos que forman esporas son las especies Bacillus y Clostridium. Estos bacilos son ubicuos y, debido a que forman esporas, pueden sobrevivir en el medio ambiente durante muchos años. Las especies de Bacillus son aerobios, y las especies de Clostridium anaerobios (véase también capítulo 21). De las muchas especies de Bacillus y géneros relacionados, la mayoría no causa enfermedades y no están bien caracterizadas en microbiología médica. Sin embargo, hay algunas especies que causan enfermedades importantes en los humanos. El ántrax es una enfermedad clásica en la historia de la microbiología, es causada por el Bacillus anthracis. El ántrax sigue siendo una enfermedad importante en los animales y, en ocasiones, en los seres humanos. Debido a sus potentes toxinas, el B. anthracis es un agente potencialmente importante en el bioterrorismo y en las guerras biológicas. El B. cereus causa intoxicaciones alimentarias y, ocasionalmente, infecciones oculares u otras infecciones localizadas. El género Clostridium es extremadamente heterogéneo, y se han descrito más de 200 especies. La lista de organismos patógenos, así como las nuevas especies aisladas de heces humanas cuyo potencial patógeno permanece indeterminado, continúa creciendo. Los clostridios causan diversas enfermedades severas mediadas por sus toxinas, como el tétanos (Clostridium tetani), el botulismo (C. botulinum), la gangrena gaseosa (C. perfringens) y la diarrea asociada a antibióticos y la colitis pseudomembranosa (C. difficile). Otros clostridios también se encuentran en infecciones anaerobias mixtas en los humanos (véase capítulo 21). ESPECIES DE BACILLUS El género Bacillus incluye grandes bacilos aerobios, grampositivos que se producen en cadenas. Los miembros de este género están estrechamente relacionados, pero difieren tanto fenotípicamente como en términos de patogenia. Las especies patógenas poseen plásmidos de virulencia. La mayoría de los miembros de este género son organismos saprófitos que prevalecen en el suelo, el agua, el aire y en la vegetación (p. ej., el B. subtilis). Algunos son patógenos de los insectos, como el B. thuringiensis. El B. cereus puede crecer en los alimentos y causar intoxicación alimentaria al producir una enterotoxina (causante de diarrera) o una toxina emética (causa vómitos). También ocasionalmente puede producir enfermedad en humanos inmunocomprometidos (p. ej., meningitis, endocarditis, endoftalmitis, conjuntivitis o gastroenteritis aguda). El B. anthracis, que causa el ántrax, es el principal patógeno del género. Morfología e identificación A. Organismos típicos Las células típicas, que miden 1 × 3–4 µm, tienen extremos cuadrados y están estructuradas en cadenas largas. Las esporas se encuentran en el centro de los bacilos. B. Cultura Las colonias de B. anthracis son redondas y tienen una apariencia de “cristal cortado” en la luz transmitida. La hemólisis es poco frecuente con el B. anthracis, pero es común con el B. cereus y los bacilos saprófitos. La gelatina se licua, y el crecimiento en las pruebas de hidrólisis de gelatina se asemeja a un árbol de pino invertido. C. Características de crecimiento Los bacilos saprófitos utilizan fuentes simples de nitrógeno y carbono para la energía y el crecimiento. Las esporas son resistentes a los cambios Downloaded 2024­3­8 10:2 A Your IP is 200.3.145.12 ambientales, resisten el calor seco y ciertos desinfectantes químicos durante además persisten durante años en la tierra Pageseca. 1 / 17 CAPÍTULO 11: Bacilos grampositivos formadores de esporas: especies deperiodos Bacillus moderados, y Clostridium, Los documentos que son contaminados con esporas de ántrax pueden ser esterilizados en la autoclave o por irradiación. ©2024 McGraw Hill. All Rights Reserved. Terms of Use Privacy Policy Notice Accessibility BACILLUS ANTHRACIS anthracis, pero es común con el B. cereus y los bacilos saprófitos. La gelatina se licua, y el crecimiento en las pruebas de hidrólisis de gelatina se Universidad Pontificia Bolivariana asemeja a un árbol de pino invertido. Access Provided by: C. Características de crecimiento Los bacilos saprófitos utilizan fuentes simples de nitrógeno y carbono para la energía y el crecimiento. Las esporas son resistentes a los cambios ambientales, resisten el calor seco y ciertos desinfectantes químicos durante periodos moderados, además persisten durante años en la tierra seca. Los documentos que son contaminados con esporas de ántrax pueden ser esterilizados en la autoclave o por irradiación. BACILLUS ANTHRACIS Patogenia El ántrax es principalmente una enfermedad de los herbívoros: cabras, ovejas, vacas, caballos, etc.; otros animales (p. ej., ratas) son relativamente resistentes a la infección. El ántrax es endémico entre las sociedades agrarias en los países en desarrollo de África, Oriente Medio y América Central. Un sitio web mantenido por la Organización Mundial de la Salud (OMS) proporciona información actualizada sobre la enfermedad en animales (www.who.int/csr/disease/Anthrax/en/). Los humanos se infectan incidentalmente por contacto con animales infectados o sus productos. En los animales el portal de entrada es la boca y el tracto gastrointestinal. Las esporas de suelo contaminado encuentran fácil acceso cuando se ingieren con vegetación espinosa o irritante. En los seres humanos la infección generalmente se adquiere por la entrada de esporas a través de la piel lesionada (ántrax cutáneo) o, en raras ocasiones, por las membranas mucosas (ántrax gastrointestinal) o por inhalación de esporas en el pulmón (ántrax por inhalación). Una cuarta categoría de la enfermedad, ántrax por inyección, ha causado brotes en personas que se inyectan heroína contaminada con esporas de ántrax. Las esporas germinan en el tejido en el sitio de entrada, y el crecimiento de los organismos vegetativos da lugar a la formación de un edema gelatinoso y congestión. Los bacilos se propagan a través del sistema linfático para llegar al torrente sanguíneo y se multiplican libremente en la sangre y los tejidos poco antes y después de la muerte del animal. Los aislados de B. anthracis (fig. 11–1) que no producen una cápsula no son virulentos y no inducen ántrax en animales de prueba. La cápsula de ácido poli­γ­D­glutámico es antifagocítica. El gen de la cápsula está presente en un plásmido, pXO2. FIGURA 11–1 A. B. anthracis en caldo de cultivo (aumento original × 1 000). B. En tejido (ampliación original × 400). (Cortesía de P.S. Brachman.) Downloaded 2024­3­8 10:2 A Your IP is 200.3.145.12 CAPÍTULO 11: Bacilos grampositivos formadores de esporas: especies de Bacillus y Clostridium, ©2024 McGraw Hill. All Rights Reserved. Terms of Use Privacy Policy Notice Accessibility Page 2 / 17 Universidad Pontificia Bolivariana Access Provided by: Downloaded 2024­3­8 10:2 A Your IP is 200.3.145.12 CAPÍTULO 11: Bacilos grampositivos formadores de esporas: especies de Bacillus y Clostridium, ©2024 McGraw Hill. All Rights Reserved. Terms of Use Privacy Policy Notice Accessibility Page 3 / 17 Universidad Pontificia Bolivariana Access Provided by: Las toxinas del ántrax se componen de tres proteínas: antígeno protector (PA, protective antigen), factor de edema (EF, edema factor) y factor letal (LF, letal factor). El PA es una proteína que se une a receptores celulares específicos y, después de la activación proteolítica, forma un canal de membrana que media la entrada de EF y LF en la célula. El EF es una adenilato ciclasa; con PA, forma una toxina conocida como toxina del edema. La toxina del edema es responsable del edema celular y tisular. El LF más el PA forman una toxina letal, que es un importante factor de virulencia y causa de muerte en animales y humanos infectados. Cuando se inyecta en animales de laboratorio (p. ej., ratas), la toxina letal puede matar rápidamente a los animales al dañar la inmunidad tanto innata como adaptativa, lo que permite la proliferación de organismos y la muerte celular. Los genes de la toxina del ántrax están codificados en otro plásmido, como el pXO1. En la inhalación de ántrax (enfermedad de los cardadores de lana), las esporas del polvo de la lana, el vello o la piel, son inhaladas; posteriormente son fagocitadas en los pulmones, y se transportan por el sistema linfático hasta los ganglios linfáticos del mediastino, donde se produce la germinación. A esto le sigue la producción de toxinas y el desarrollo de mediastinitis hemorrágica y sepsis, que suelen ser rápidamente mortales. En la sepsis del ántrax, el número de organismos en la sangre supera los 107/mL justo antes de la muerte. En Sverdlovsk el brote de ántrax por inhalación de 1979 y en los casos de inhalación por bioterrorismo en Estados Unidos en 2001, la patogenia fue la misma que en el ántrax por inhalación de productos animales. Patología En animales susceptibles y seres humanos, los organismos proliferan en el sitio de entrada. Las cápsulas permanecen intactas y los organismos están rodeados por una gran cantidad de líquido proteínico que contiene pocos leucocitos, desde el cual se diseminan rápidamente hasta llegar al torrente sanguíneo. En animales resistentes los organismos proliferan durante unas pocas horas, momento en el cual hay una acumulación masiva de leucocitos. Las cápsulas se desintegran y desaparecen gradualmente. Los organismos permanecen localizados. Hallazgos clínicos En los humanos casi 95% de los casos son ántrax cutáneo y 5% es por inhalación. El ántrax gastrointestinal es muy raro. Se ha reportado en África, Asia y Estados Unidos cuando las personas han comido carne de animales infectados. Los eventos de bioterrorismo en el otoño de 2001 dieron como resultado 22 casos de ántrax: 11 por inhalación y 11 cutáneos. Cinco de los pacientes con ántrax por inhalación murieron. El resto de los otros pacientes sobrevivieron. El ántrax cutáneo generalmente se produce en las superficies expuestas de los brazos, se continúa por orden de frecuencia a través de la cara y el cuello. Una pápula pruriginosa se desarrolla 1–7 días después de la entrada de los organismos o esporas a través de un rasguño. Inicialmente se asemeja a una picadura de insecto. La pápula evoluciona de forma rápida en una vesícula o un pequeño anillo de vesículas que se unen y se desarrolla una úlcera necrótica. Las lesiones suelen ser de 1–3 cm de diámetro y presenta un centro necrótico característico. Se produce un edema marcado. Se pueden presentar linfangitis, linfadenopatías y signos y síntomas sistémicos de fiebre, malestar y dolor de cabeza. Después de 7–10 días, la escara está desarrollada. Eventualmente las lesiones se secan, se aflojan y se desprenden; la curación se produce por granulación y deja una cicatriz. Puede tomar varias semanas para que la lesión sane y el edema desaparezca. La terapia con antibióticos no parece cambiar la progresión natural de la enfermedad, pero evita la diseminación. En hasta 20% de los pacientes, el ántrax cutáneo puede provocar sepsis, las consecuencias de una infección sistémica, incluida la meningitis y la muerte. El periodo de incubación en el ántrax por inhalación puede durar hasta 6 semanas. Las manifestaciones clínicas tempranas se asocian con necrosis hemorrágica marcada edema mediastino. El dolor retroesternal puede ser prominente, y se observa un ensanchamiento mediastínico Downloaded 2024­3­8y10:2 A del Your IP is 200.3.145.12 Page 4 / 17 CAPÍTULO 11: Bacilos grampositivos formadores de esporas: de Bacillus Clostridium, pronunciado en las radiografías de tórax. Los derrames pleuralesespecies hemorrágicos siguen ya la afectación de la pleura. La tos es secundaria a los efectos ©2024 McGraw Hill. All Rights Reserved. Terms of Use Privacy Policy Notice Accessibility sobre la tráquea. Se produce sepsis, y puede haber una diseminación hematógena en el tracto gastrointestinal, causando ulceración intestinal o hacia las meninges y meningitis hemorrágica. La tasa de mortalidad en el ántrax por inhalación es alta en el contexto de exposición conocida; es mayor desarrollada. Eventualmente las lesiones se secan, se aflojan y se desprenden; la curación se produce por granulación y deja una cicatriz. Puede tomar Universidad Pontificia Bolivariana varias semanas para que la lesión sane y el edema desaparezca. La terapia con antibióticos no parece cambiar la progresión natural de la enfermedad, Access Provided by: pero evita la diseminación. En hasta 20% de los pacientes, el ántrax cutáneo puede provocar sepsis, las consecuencias de una infección sistémica, incluida la meningitis y la muerte. El periodo de incubación en el ántrax por inhalación puede durar hasta 6 semanas. Las manifestaciones clínicas tempranas se asocian con necrosis hemorrágica marcada y edema del mediastino. El dolor retroesternal puede ser prominente, y se observa un ensanchamiento mediastínico pronunciado en las radiografías de tórax. Los derrames pleurales hemorrágicos siguen a la afectación de la pleura. La tos es secundaria a los efectos sobre la tráquea. Se produce sepsis, y puede haber una diseminación hematógena en el tracto gastrointestinal, causando ulceración intestinal o hacia las meninges y meningitis hemorrágica. La tasa de mortalidad en el ántrax por inhalación es alta en el contexto de exposición conocida; es mayor cuando el diagnóstico no se sospecha inicialmente. Los animales adquieren el ántrax a través de la ingestión de esporas y la promocional del microorganismo a través del tubo digestivo. Esto es raro en los humanos, y el ántrax gastrointestinal es extremadamente infrecuente. El dolor abdominal, los vómitos y la diarrea sanguinolenta son signos clínicos. El ántrax por inyección se caracteriza por un extenso e indoloro edema subcutáneo y la notable ausencia de la escara característica del ántrax cutáneo. Los pacientes pueden progresar a inestabilidad hemodinámica debido a la septicemia. Pruebas diagnósticas de laboratorio Las muestras a examinar son líquido o pus de una lesión local, sangre, líquido pleural y líquido cefalorraquídeo en ántrax por inhalación asociado con sepsis y heces u otros contenidos intestinales, en el caso de ántrax gastrointestinal. Los frotis teñidos de la lesión local o de la sangre de animales muertos a menudo muestran cadenas de bacilos grampositivos grandes. El ántrax se puede identificar en frotis secos mediante técnicas de tinción por inmunofluorescencia. Cuando se cultivan en placas de agar sangre, los microorganismos producen colonias no hemolíticas de color blanco, con una textura rugosa y una apariencia de vidrio esmerilado. Las colonias pueden presentar una extensión que sobresale (denominado cabeza de medusa, “pelo rizado”). La demostración de la cápsula requiere crecimiento en un medio que contenga bicarbonato en 5 a 7% de dióxido de carbono. La tinción de Gram muestra bacilos grampositivos grandes. La fermentación de carbohidratos no es útil. En el medio semisólido los bacilos del ántrax son siempre inmóviles, pero los microorganismos relacionados (p. ej., el B. cereus) exhiben motilidad por “enjambre”. Los laboratorios clínicos que recuperan bacilos grampositivos grandes de la sangre, el líquido cefalorraquídeo (LCR) o lesiones cutáneas sospechosas, que coinciden fenotípicamente con la descripción de B. anthracis, como nos referimos antes, deben comunicarse de inmediato con su laboratorio de salud pública y enviar el organismo para su confirmación. La identificación definitiva requiere la lisis por un γ bacteriófago específico de ántrax, detección de la cápsula por un anticuerpo fluorescente o identificación de genes de toxinas por reacción en cadena de la polimerasa (PCR, polymerase chain reaction). Estas pruebas están disponibles en la mayoría de los laboratorios de salud pública. Un inmunoensayo rápido ligado a enzimas (ELISA, enzyme­ linked immunoassay) que mide el total de anticuerpos contra el PA ha sido aprobado por la Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos (FDA, Food and Drug Administration), pero el resultado de la prueba no es positivo al inicio de la enfermedad. Resistencia e inmunidad La inmunización para prevenir el ántrax se basa en los experimentos clásicos de Louis Pasteur. En 1881 demostró que los cultivos que se desarrollaban en caldo a 42–52 °C durante varios meses perdían gran parte de su virulencia y podían inyectarse en el ganado ovino y bovino sin causar enfermedades; posteriormente, estos animales demostraban ser inmunes. La inmunidad activa al ántrax se puede inducir en animales susceptibles mediante la vacunación con bacilos vivos atenuados, con suspensiones de esporas o con PA de filtrados de cultivo. Los animales que pastan en los distritos conocidos por existencia de ántrax deben vacunarse contra el ántrax anualmente. En Estados Unidos actualmente la vacuna aprobada por la FDA (AVA BioThrax®, Emergent BioSolutions, Inc, Rockville, MD) se fabrica a partir del sobrenadante de un cultivo sin células de una cepa no encapsulada pero toxigénica de B. anthracis que contiene un absorbente de PA al hidróxido de aluminio. La dosis recomendada es de 0.5 mL administrados por vía intramuscular a partir de la semana 0 y en la 4a. semana; luego a los 6, a los 12 y a los 18 meses, seguidos de refuerzos anuales. La vacuna está disponible sólo para el Departamento de Defensa de Estados Unidos y para personas en riesgo de exposición repetida a B. anthracis. Debido a que las vacunas actuales contra el ántrax brindan inmunidad de corta duración y, por tanto, requieren vacunaciones repetidas, se han desarrollado una serie de nuevas vacunas recombinantes contra el PA (Rpa, recombinant PA). Se ha demostrado que estas nuevas vacunas son muy bien toleradas y altamente inmunogénicas (véase la explicación en “Tratamiento”). Tratamiento Downloaded 2024­3­8 10:2 A Your IP is 200.3.145.12 Page 5 / 17 CAPÍTULO 11: Bacilos grampositivos formadores de esporas: especies de Bacillus y Clostridium, Muchos antibióticos efectivos contra el ántrax los seres humanos, el tratamiento debe iniciarse de manera temprana. Se recomienda el ©2024 McGraw Hill.son All Rights Reserved. Termsen of Use Privacy Policypero Notice Accessibility ciprofloxacino; otros agentes con actividad incluyen penicilina G, doxiciclina, eritromicina y vancomicina. En el contexto de la exposición potencial a B. anthracis como agente de guerra biológica, la profilaxis con ciprofloxacino o doxiciclina debe administrarse durante 60 días y deben administrarse los 18 meses, seguidos de refuerzos anuales. La vacuna está disponible sólo para el Departamento de Defensa de Estados Unidos y para personas en Universidad Pontificia Bolivariana riesgo de exposición repetida a B. anthracis. Debido a que las vacunas actuales contra el ántrax brindan inmunidad de corta duración y, por tanto, Access Provided by: requieren vacunaciones repetidas, se han desarrollado una serie de nuevas vacunas recombinantes contra el PA (Rpa, recombinant PA). Se ha demostrado que estas nuevas vacunas son muy bien toleradas y altamente inmunogénicas (véase la explicación en “Tratamiento”). Tratamiento Muchos antibióticos son efectivos contra el ántrax en los seres humanos, pero el tratamiento debe iniciarse de manera temprana. Se recomienda el ciprofloxacino; otros agentes con actividad incluyen penicilina G, doxiciclina, eritromicina y vancomicina. En el contexto de la exposición potencial a B. anthracis como agente de guerra biológica, la profilaxis con ciprofloxacino o doxiciclina debe administrarse durante 60 días y deben administrarse tres dosis de vacuna (AVA BioThrax). El raxibacumab (Abthrax®, GlaxoSmithKline, Londres, Reino Unido), un anticuerpo monoclonal recombinante humano, fue aprobado por la FDA para la profilaxis y el tratamiento del ántrax por inhalación a finales de 2012. El mecanismo de acción es la prevención de la unión de PA a sus receptores en las células hospederas. El fármaco se utiliza en combinación con agentes antimicrobianos apropiados. La inmunoglobulina intravenosa (IV) de ántrax (AIGIV, Cangene Corp. Winnipeg, Manitoba, CA) no está aprobada por la FDA, pero podría estar disponible a través de los Centros para el Control y Prevención de Enfermedades. La AIGIV es un antisuero policlonal humano que también inhibe la unión de PA a sus receptores. Al igual que el raxibacumab, se usa como un complemento de los agentes antimicrobianos para el tratamiento de formas graves de ántrax. Epidemiología, prevención y control El suelo está contaminado con esporas de ántrax de los cadáveres de animales muertos. Estas esporas permanecen viables durante décadas. Es probable que las esporas puedan germinar en el suelo a un pH de 6.5 a la temperatura adecuada. Los animales de pastoreo infectados a través de las membranas mucosas lesionadas sirven para desencadenar la cadena de infección. El contacto con animales infectados o con sus pieles, pelos y cerdas es la fuente de infección en los humanos. Las medidas de control incluyen 1) eliminación de los cadáveres de animales mediante incineración o por entierro profundo en fosas de cal, 2) descontaminación (generalmente mediante autoclave) de productos animales, 3) uso de ropa protectora y guantes para manipular materiales potencialmente infectados y 4) inmunización activa de animales domésticos con vacunas vivas atenuadas. Las personas con alto riesgo laboral deben ser inmunizadas. BACILLUS CEREUS La intoxicación alimentaria causada por B. cereus tiene dos formas distintas: el tipo entérico, que se asocia con el arroz frito, la leche y la pasta, y el tipo diarreico, que se asocia con los platos cárnicos y las salsas. El B. cereus produce toxinas que causan enfermedades que son más intoxicantes que una infección transmitida por los alimentos. La forma entérica se manifiesta por náuseas, vómitos, calambres abdominales y, ocasionalmente, diarrea y es autolimitada, con una recuperación dentro de las 24 horas. Comienza de 1–5 horas después de la ingestión de un péptido cíclico preformado codificado por plásmidos (toxina emética) en los productos alimenticios contaminados. El B. cereus es un microorganismo que vive en el suelo y que comúnmente contamina el arroz. Cuando se cocinan grandes cantidades de arroz y se dejan enfriar lentamente, las esporas de B. cereus germinan y las células vegetativas producen la toxina durante el crecimiento de la fase logarítmica o durante la esporulación. La forma diarreica tiene un periodo de incubación de 1–24 horas y se manifiesta por una diarrea profusa con dolor abdominal y calambres; la fiebre y los vómitos no son frecuentes. En este síndrome, las esporas ingeridas que se convierten en células vegetativas de B. cereus secretan una de las tres posibles enterotoxinas que inducen la acumulación de líquido y otras respuestas fisiológicas en el intestino delgado. La presencia de B. cereus en las heces de un paciente no es suficiente para hacer un diagnóstico de la enfermedad de B. cereus porque la bacteria puede estar presente en las muestras de heces normales; una concentración de 105 bacterias o más por gramo de alimento se considera diagnóstica. El B. cereus es una causa importante de infecciones oculares, como queratitis grave y endoftalmitis. Por lo general, los organismos son introducidos en el ojo por cuerpos extraños asociados con el trauma, pero también pueden ocurrir infecciones después de la cirugía. El B. cereus también se ha asociado con infecciones localizadas, como infecciones de heridas, y con infecciones sistémicas, incluyendo endocarditis, bacteriemia asociada a catéter, infecciones del sistema nervioso central (CNS, central nervous system), osteomielitis y neumonía; la presencia de un dispositivo médico o el uso de fármacos intravenosos predispone a estas infecciones. Se han reportado brotes de bacteriemia en unidades de cuidados intensivos neonatales y otras unidades hospitalarias durante la construcción en instalaciones de atención médica. El B. cereus es resistente a una variedad de agentes antimicrobianos, incluyendo penicilinas y cefalosporinas. Las infecciones graves no transmitidas por alimentos deben tratarse con vancomicina o clindamicina con un aminoglucósido o sin él. El ciprofloxacino ha sido útil para el tratamiento de infecciones de heridas. RESUMEN DEL CAPÍTULO Downloaded 2024­3­8 10:2 A Your IP is 200.3.145.12 Page 6 / 17 CAPÍTULO 11: Bacilos grampositivos formadores de esporas: especies de en Bacillus y Clostridium, Las especies de Bacillus constituyen un gran grupo de microorganismos, su mayoría, saprófitos, aerobios y formadores de esporas, ubicuos ©2024 McGraw Hill. All Rights Reserved. Terms of Use Privacy Policy Notice Accessibility del suelo. El principal patógeno en el género Bacillus es B. anthracis, un organismo virulento y tóxico de importancia histórica. uso de fármacos intravenosos predispone a estas infecciones. Se han reportado brotes de bacteriemia en unidades de cuidados intensivos neonatales Universidad Pontificia Bolivariana y otras unidades hospitalarias durante la construcción en instalaciones de atención médica. El B. cereus es resistente a una variedad de agentes Access Provided by: antimicrobianos, incluyendo penicilinas y cefalosporinas. Las infecciones graves no transmitidas por alimentos deben tratarse con vancomicina o clindamicina con un aminoglucósido o sin él. El ciprofloxacino ha sido útil para el tratamiento de infecciones de heridas. RESUMEN DEL CAPÍTULO Las especies de Bacillus constituyen un gran grupo de microorganismos, en su mayoría, saprófitos, aerobios y formadores de esporas, ubicuos del suelo. El principal patógeno en el género Bacillus es B. anthracis, un organismo virulento y tóxico de importancia histórica. Los seres humanos contraen infecciones a partir de esporas inoculadas a través del contacto con animales o productos de origen animal, como las pieles. El B. anthracis causa cuatro categorías de enfermedades en los seres humanos según el punto de entrada de las esporas: cutánea (95%), inhalatoria (5%), gastrointestinal (rara) e inyectable. El PA se combina con dos factores, EF y LF, para formar toxinas potentes, la toxina del edema y la toxina letal, respectivamente, las cuales tienen efectos citotóxicos e inmunomoduladores. Estas toxinas son responsables del edema, la destrucción del tejido y la hemorragia característica del ántrax. El B. cereus causa intoxicación alimentaria e infecciones oportunistas en pacientes inmunocomprometidos. El B. cereus se puede diferenciar del B. anthracis en función de la morfología de las colonias, la hemólisis β, la motilidad y los patrones de susceptibilidad antimicrobiana. ESPECIES DE CLOSTRIDIUM Los clostridios son grandes bacilos móviles anaerobios, grampositivos. Muchos descomponen proteínas o forman toxinas, y algunos hacen ambas cosas. Su hábitat natural es el suelo, los sedimentos marinos, las aguas residuales o el tracto intestinal de los animales y los seres humanos, donde viven como saprófitos. Los clostridios siguen aumentando en número a medida que se descubren nuevas especies y se han secuenciado varias de ellas. Hay 19 agrupaciones basadas en el análisis de la secuencia del gen ARNr 16S. La mayoría de las especies relacionadas clínicamente se encuentran en el grupo I de ARN. Entre los patógenos en este grupo se encuentran los organismos que causan botulismo, tétanos, gangrena gaseosa y colitis pseudomembranosa. Morfología e identificación A. Organismos típicos Las esporas de los clostridios suelen ser más anchas que el diámetro de los bacilos en los que se forman. En las diversas especies, las esporas se colocan de manera central, subterránea o terminal. La mayoría de las especies de clostridios son móviles y poseen flagelos perítricos. En la figura 11–2 se muestra una tinción de Gram de una especie de Clostridium con esporas terminales. FIGURA 11–2 Tinción de Gram de Clostridium. Hay bacilos grampositivos individuales presentes. Muchos están en cadenas. Algunos de los bacilos tienen esporas, que son las formas ovoides no manchadas o claras (flechas). Downloaded 2024­3­8 10:2 A Your IP is 200.3.145.12 CAPÍTULO 11: Bacilos grampositivos formadores de esporas: especies de Bacillus y Clostridium, ©2024 McGraw Hill. All Rights Reserved. Terms of Use Privacy Policy Notice Accessibility Page 7 / 17 FIGURA 11–2 Universidad Pontificia Bolivariana Access Provided by: Tinción de Gram de Clostridium. Hay bacilos grampositivos individuales presentes. Muchos están en cadenas. Algunos de los bacilos tienen esporas, que son las formas ovoides no manchadas o claras (flechas). B. Cultivo Los clostridios son anaerobios y crecen en condiciones anaerobias; algunas especies son anaerobias facultativas ya que también pueden crecer en el medio ambiente. Las condiciones de cultivo anaerobio se analizan en el capítulo 21. En general, los clostridios crecen bien en los medios enriquecidos con sangre u otros medios utilizados para cultivar anaerobios. C. Formas de colonias Algunos clostridios producen colonias elevadas grandes (p. ej., C. perfringens); otros producen colonias más pequeñas (p. ej., C. tetani). Algunos Downloaded 2024­3­8 10:2que A Your IP is 200.3.145.12 clostridios forman colonias se extienden en la superficie del agar (C. septicum). Muchos clostridios producen una zona de hemólisis β en agar Page 8 / 17 CAPÍTULO 11: Bacilos grampositivos formadores de esporas: especies de Bacillus y Clostridium, sangre. El C. perfringens produce de forma característica una doble zona de hemólisis β alrededor de las colonias. ©2024 McGraw Hill. All Rights Reserved. Terms of Use Privacy Policy Notice Accessibility D. Características de crecimiento medio ambiente. Las condiciones de cultivo anaerobio se analizan en el capítulo 21. En general, los clostridios crecen bien en los medios enriquecidos Universidad Pontificia Bolivariana con sangre u otros medios utilizados para cultivar anaerobios. Access Provided by: C. Formas de colonias Algunos clostridios producen colonias elevadas grandes (p. ej., C. perfringens); otros producen colonias más pequeñas (p. ej., C. tetani). Algunos clostridios forman colonias que se extienden en la superficie del agar (C. septicum). Muchos clostridios producen una zona de hemólisis β en agar sangre. El C. perfringens produce de forma característica una doble zona de hemólisis β alrededor de las colonias. D. Características de crecimiento Los clostridios pueden fermentar una variedad de carbohidratos (sacarolíticos), y muchos pueden digerir proteínas (proteolíticos); algunas especies hacen ambas cosas. Estas características metabólicas se utilizan para dividir los clostridios en grupos. La leche se vuelve ácida por algunos y se digiere por otros y se somete a una “fermentación tormentosa” (es decir, coágulo fracturado por gas) con un tercer grupo (p. ej., C. perfringens). Varias enzimas son producidas por diferentes especies. Las especies de Clostridium producen más toxinas que cualquier otro grupo de bacterias (véase más adelante). CLOSTRIDIUM BOTULINUM El C. botulinum, que causa la enfermedad de botulismo, tiene una distribución mundial. Se encuentra en el suelo y ocasionalmente en heces de animales. Los tipos de C. botulinum se distinguen por el tipo antigénico de toxina que producen. Las esporas del organismo son altamente resistentes al calor (termorresistentes). Soportan 100 °C durante varias horas. La resistencia al calor disminuye el pH produciendo un medio ácido o aumenta las concentraciones de sal. Toxinas Durante el crecimiento de C. botulinum y durante la autólisis de las bacterias, la toxina se libera al medio ambiente. Se conocen siete variedades antigénicas de toxinas (serotipos A­G). Los tipos A, B, E y F son las principales causas de las enfermedades humanas. Los tipos A y B se han asociado con una variedad de alimentos y el tipo E predominantemente con productos pesqueros. El tipo C produce un cuello flexible en las aves de corral; el tipo D causa botulismo en los mamíferos. El tipo G no está asociado con la enfermedad. Las toxinas botulínicas tienen tres dominios. Dos de ellos facilitan la unión de la toxina en la célula nerviosa y su entrada. El tercer dominio de la toxina es una proteína de 150 kDa que se divide en una cadena pesada (H, 100 kDa) y una cadena ligera (L, 50 kDa) que están unidas por un enlace disulfuro. La toxina botulínica se absorbe desde el intestino, entra en la circulación sanguínea y se une a los receptores de las membranas presinápticas de las neuronas motoras del sistema nervioso periférico y los nervios craneales. La toxina no cruza la barrera hematoencefálica y afecta al CNS. La proteólisis, por la cadena L de la toxina botulínica, del blanco de la proteína soluble de unión al factor sensible a N­etil maleimida (SNARE, soluble­N­ethylmaleimide­sensitive factor attachment protein) en las neuronas inhibe la liberación de acetilcolina en la sinapsis, lo que ocasiona la falta de sinapsis para la constatación muscular y parálisis. Las proteínas SNARE son sinaptobrevina, también conocida como proteína de membrana asociada a la vesícula (VAMP, vesicle associated membrane protein), SNAP 25 y sintaxina. Las toxinas de C. botulinum tipos A, C y E escinden la SNAP 25 de 25 000 kDa. El tipo C también escinde la sintaxina. Las toxinas de los tipos B, D, F y G escinden sólo sinaptobrevina. Las toxinas de C. botulinum se encuentran entre las sustancias más tóxicas conocidas: la dosis letal para un ser humano es probablemente de 1 a 2 µg/kg. Las toxinas se destruyen por calor durante 20 minutos a 100 °C. Las cepas que producen toxinas A, B o F están asociadas con el botulismo infantil. Los detalles adicionales sobre la producción y función de la toxina se describen en la revisión de Rossetto, et al. (véanse “Referencias”). Patogenia El resurgimiento del botulismo por heridas causado por los tipos A y B de la toxina ha sido reportado recientemente en Estados Unidos, Reino Unido y Alemania asociado con inyecciones cutáneas usando heroína contaminada denominada “alquitrán negro”. Sin embargo, la mayoría de los casos de botulismo se producen por una intoxicación resultado de la ingestión de alimentos en los cuales el C. botulinum ha crecido y producido la toxina. Las causas dañinas más comunes son los alimentos alcalinos condimentados, ahumados, empacados al vacío o enlatados que han sido ingeridos sin cocinarlos. En estos alimentos, las esporas de C. botulinum germinan. Esto quiere decir que bajo condiciones anaerobias, las formas vegetativas crecen y producen la toxina. En el botulismo infantil, la miel es el vehículo más frecuente de infección. La patogenia difiere de la forma en que los adultos adquieren la infección. Los niños ingieren las esporas de C. botulinum y estas germinan en la luz del tubo digestivo. Las células vegetativas producen toxinas a medida que se multiplican; la neurotoxina es entonces absorbida en el torrente sanguíneo. En casos raros, los adultos con anomalías anatómicas gastrointestinales o Downloaded 2024­3­8 pueden 10:2 A desarrollar Your IP is 200.3.145.12 trastornos funcionales “botulismo infantil”. Page 9 / 17 CAPÍTULO 11: Bacilos grampositivos formadores de esporas: especies de Bacillus y Clostridium, ©2024 McGraw Hill. All Rights Reserved. Terms of Use Privacy Policy Notice Accessibility El botulismo por heridas es el resultado de la contaminación de tejidos por esporas y es visto principalmente en los usuarios de drogas inyectables. Muy raramente el botulismo por inhalación se produce cuando las toxinas entran en contacto con las vías respiratorias. cocinarlos. En estos alimentos, las esporas de C. botulinum germinan. Esto quiere decir que bajo condiciones anaerobias, las formas vegetativas Universidad Pontificia Bolivariana crecen y producen la toxina. Access Provided by: En el botulismo infantil, la miel es el vehículo más frecuente de infección. La patogenia difiere de la forma en que los adultos adquieren la infección. Los niños ingieren las esporas de C. botulinum y estas germinan en la luz del tubo digestivo. Las células vegetativas producen toxinas a medida que se multiplican; la neurotoxina es entonces absorbida en el torrente sanguíneo. En casos raros, los adultos con anomalías anatómicas gastrointestinales o trastornos funcionales pueden desarrollar “botulismo infantil”. El botulismo por heridas es el resultado de la contaminación de tejidos por esporas y es visto principalmente en los usuarios de drogas inyectables. Muy raramente el botulismo por inhalación se produce cuando las toxinas entran en contacto con las vías respiratorias. La toxina actúa por bloqueo de la liberación de acetilcolina en las uniones sinápticas y neuromusculares (véase el análisis anterior). El resultado es una parálisis flácida. Los resultados de las pruebas de resistencia de electromiograma y edrofonio son característicos. Hallazgos clínicos Los síntomas comienzan en las 18–24 horas después de la ingestión de alimentos contaminados produciendo trastornos visuales (falta de coordinación de los músculos oculares, visión doble), incapacidad para tragar y dificultad para hablar; los signos de parálisis bulbar son progresivos y la muerte se produce por parálisis respiratoria o paro cardiaco. Los síntomas gastrointestinales no son prominentes. No hay fiebre. El paciente permanece plenamente consciente hasta poco antes de la muerte. La tasa de mortalidad es alta. Los pacientes que se recuperan no desarrollan antitoxinas en la sangre. En Estados Unidos el botulismo infantil es tan común o más común que la forma clásica de botulismo paralítico asociado con la ingestión de alimentos contaminados con toxinas. Los niños en los primeros meses de vida desarrollan una alimentación deficiente, debilidad y signos de parálisis (bebé flojo). El botulismo infantil puede ser una de las causas del síndrome de muerte súbita infantil. El C. botulinum y la toxina botulínica se encuentran en las heces, pero no en el suero. Pruebas diagnósticas de laboratorio Los médicos que sospechan de un caso de botulismo deben comunicarse con las autoridades de salud pública correspondientes antes de enviar las muestras al laboratorio. La detección de toxinas y no del organismo es necesaria para un diagnóstico definitivo. La toxina a menudo se puede encontrar en el suero, las secreciones gástricas o las heces del paciente, y también en los alimentos sobrantes. Los hisopos clínicos u otras muestras obtenidas de los pacientes deben transportarse utilizando recipientes para anaerobios. Los alimentos sospechosos deben dejarse en sus envases originales. Los ratones inyectados por vía intraperitoneal con las muestras de estos pacientes mueren rápidamente. El tipo antigénico de toxina se identifica por neutralización con antitoxinas específicas en ratones. Esta prueba biológica con el ratón es la prueba de elección para la confirmación del botulismo. El C. botulinum puede cultivarse a partir de restos de alimentos y analizarse para determinar la producción de toxinas, pero esto rara vez se hace y es de importancia cuestionable. En el botulismo infantil el C. botulinum y la toxina pueden encontrarse en el contenido intestinal pero no en el suero. Otros métodos utilizados para detectar la toxina incluyen ELISA y PCR, pero este último puede detectar organismos que llevan el gen, pero no expresan la toxina. Tratamiento Es dirigido en mantener las funciones vitales de apoyo, especialmente el cuidado intensivo, es clave en el manejo de pacientes con botulismo. La respiración adecuada debe mantenerse con ventilación mecánica si es necesario y, en casos graves, puede ser necesario mantenerla durante 8 semanas. Estas medidas han reducido la tasa de mortalidad de 65 a menos de 25%. Se han preparado potentes antitoxinas para tres tipos de toxinas botulínicas en caballos. Debido a que el tipo responsable de un caso individual generalmente no se conoce, la antitoxina trivalente (A, B, E) debe administrarse de manera intravenosa con las precauciones habituales. La antitoxina no revierte la parálisis, pero si se administra temprano puede prevenir su avance. Aunque la mayoría de los niños con botulismo se recuperan sólo con cuidados de apoyo, se recomienda el tratamiento con inmunoglobulina botulínica (BIG, botulinum immune globulin). Epidemiología, prevención y control Debido a que las esporas de C. botulinum están ampliamente distribuidas en el suelo, a menudo contaminan los vegetales, las frutas y otros materiales. Un gran brote en un restaurante se asoció con cebollas salteadas. Cuando dichos alimentos se conservan enlatados o se preservan de otras maneras, deben calentarse lo suficiente como para asegurar la destrucción de las esporas o deben ser hervidos durante 20 minutos antes de consumirlos. La regulación estricta del enlatado comercial ha superado en gran medida el peligro de los brotes generalizados, pero los alimentos preparados comercialmente han causado muertes. Un factor de riesgo principal para el botulismo radica en los alimentos conservados en el hogar, en particular los frijoles, el maíz, los pimientos, las aceitunas, los guisantes y el pescado ahumado o pescado fresco envasado al vacío en bolsas de Downloaded 2024­3­8 10:2 A Your IP is 200.3.145.12 plástico. Los11: alimentos pueden estar echadosdea esporas: perder y rancios, y las pueden “hincharse” o su apariencia puede ser inocua.Page El riesgo 10 / de 17 CAPÍTULO Bacilostóxicos grampositivos formadores especies delatas Bacillus y Clostridium, los alimentos enlatados en el hogar puede reducirse los alimentos se hierven durante más de 20 minutos antes de consumirlos. ©2024 McGraw Hill. All Rights Reserved. Terms ofsiUse Privacy Policy Notice Accessibility Se considera que la toxina botulínica es un agente potencial importante para el bioterrorismo y la guerra biológica. Debido a que las esporas de C. botulinum están ampliamente distribuidas en el suelo, a menudo contaminan los vegetales, las frutas y otros Universidad Bolivariana materiales. Un gran brote en un restaurante se asoció con cebollas salteadas. Cuando dichos alimentos se conservan enlatados oPontificia se preservan de Access Provided otras maneras, deben calentarse lo suficiente como para asegurar la destrucción de las esporas o deben ser hervidos durante 20by:minutos antes de consumirlos. La regulación estricta del enlatado comercial ha superado en gran medida el peligro de los brotes generalizados, pero los alimentos preparados comercialmente han causado muertes. Un factor de riesgo principal para el botulismo radica en los alimentos conservados en el hogar, en particular los frijoles, el maíz, los pimientos, las aceitunas, los guisantes y el pescado ahumado o pescado fresco envasado al vacío en bolsas de plástico. Los alimentos tóxicos pueden estar echados a perder y rancios, y las latas pueden “hincharse” o su apariencia puede ser inocua. El riesgo de los alimentos enlatados en el hogar puede reducirse si los alimentos se hierven durante más de 20 minutos antes de consumirlos. Se considera que la toxina botulínica es un agente potencial importante para el bioterrorismo y la guerra biológica. CLOSTRIDIUM TETANI El C. tetani, que causa el tétanos, tiene una distribución mundial en el suelo y en las heces de los caballos y otros animales. Varios tipos de C. tetani se pueden distinguir por antígenos flagelares específicos. Todos comparten un antígeno O (somático) común, que puede estar enmascarado, y todos producen el mismo tipo antigénico de neurotoxina, la tetanospasmina. Toxina Las células vegetativas de C. tetani producen la toxina codificada por el plásmido tetanospasmina (150 kDa) que se escinde por una proteasa bacteriana en dos péptidos (50 y 100 kDa) unidos por un enlace disulfuro. El péptido más grande se une inicialmente a los receptores en las membranas presinápticas de las neuronas motoras. Luego migra por el sistema de transporte axonal retrógrado a los cuerpos celulares de estas neuronas, a la médula espinal y al tronco cerebral. La toxina se difunde a los terminales de las células inhibitorias, incluidas tanto las interneuronas glucinérgicas como las neuronas secretoras de ácido γ aminobutírico (GABA, glycinergic interneurons γ­aminobutyric acid) del tronco cerebral. El péptido más pequeño degrada la sinaptobrevina (también llamada VAMP2, véase antes “Toxina C. botulinum”), una proteína requerida para el acoplamiento de las vesículas de neurotransmisores en la membrana presináptica. La liberación de la glicina inhibitoria y GABA se bloquea, y las neuronas motoras no se inhiben. Se produce hiperreflexia, espasmos musculares y parálisis espástica. Cantidades extremadamente pequeñas de toxina pueden ser letales para los humanos. Patogenia El C. tetani no es un organismo invasor. La infección permanece estrictamente localizada en el área del tejido desvitalizado (herida, quemadura, lesión, muñón umbilical, sutura quirúrgica) en la que se han introducido las esporas. El volumen de tejido infectado es pequeño y la enfermedad es casi completamente una toxemia. La germinación de la espora y el desarrollo de organismos vegetativos que producen toxina son ayudados por 1) tejido necrótico, 2) sales de calcio y 3) infecciones piógenas asociadas, todo lo cual contribuye a establecer un bajo potencial de oxidación­reducción. Las toxinas liberadas por las células infectadas llegan al sistema nervioso central y se fija rápidamente a los receptores en la médula espinal y el tronco cerebral, y ejerce las acciones descritas. Hallazgos clínicos El periodo de incubación puede variar de 4 a 5 días hasta 3 semanas. La enfermedad se caracteriza por la contracción tónica de los músculos voluntarios. Los espasmos musculares a menudo involucran primero el área de la lesión e infección y luego los músculos de la mandíbula (trismo, mandíbula cerrada), que se contraen por lo que la boca no se puede abrir. Gradualmente otros músculos voluntarios se involucran, dando como resultado espasmos tónicos. Cualquier estímulo externo puede precipitar un espasmo muscular generalizado tetánico. El paciente está completamente consciente y el dolor puede ser intenso. La muerte usualmente se produce por la interferencia con los mecanismos de la respiración. La tasa de mortalidad en el tétanos generalizado es muy alta. Diagnóstico El diagnóstico se basa en el cuadro clínico y el historial de las lesiones, aunque sólo 50% de los pacientes con tétanos tienen una lesión por la cual buscan atención médica. El diagnóstico diferencial primario del tétanos es la intoxicación por estricnina. El cultivo anaerobio de tejidos de heridas contaminadas puede producir C. tetani, pero no se debe suspender el uso preventivo ni terapéutico de la antitoxina hasta que se demuestre el agente etiológico. La prueba de aislamiento de C. tetani debe basarse en la producción de toxina y su neutralización por antitoxinas específicas. Prevención y tratamiento Los resultados del tratamiento del tétanos no son satisfactorios. Por tanto, la prevención es fundamental. La prevención del tétanos depende de 1) Downloaded 2024­3­8 10:2 A Your IP is 200.3.145.12 inmunización activa con toxoides, 2) cuidado intensivo de las heridas, 3) uso profiláctico de antitoxina y 4) administración de penicilina. Page 11 / 17 CAPÍTULO 11: Bacilos grampositivos formadores de esporas: especies de Bacillus y Clostridium, ©2024 McGraw Hill. All Rights Reserved. Terms of Use Privacy Policy Notice Accessibility La administración intramuscular de 250 a 500 unidades de antitoxina humana (inmunoglobulina antitetánica) proporciona una protección sistémica adecuada (0.01 unidades o más por mililitro de suero) durante 2–4 semanas. La misma neutraliza la toxina que no ha sido fijada al tejido nervioso. La contaminadas puede producir C. tetani, pero no se debe suspender el uso preventivo ni terapéutico de la antitoxina hasta que se demuestre el agente Universidad Pontificia Bolivariana etiológico. La prueba de aislamiento de C. tetani debe basarse en la producción de toxina y su neutralización por antitoxinas específicas. Access Provided by: Prevención y tratamiento Los resultados del tratamiento del tétanos no son satisfactorios. Por tanto, la prevención es fundamental. La prevención del tétanos depende de 1) inmunización activa con toxoides, 2) cuidado intensivo de las heridas, 3) uso profiláctico de antitoxina y 4) administración de penicilina. La administración intramuscular de 250 a 500 unidades de antitoxina humana (inmunoglobulina antitetánica) proporciona una protección sistémica adecuada (0.01 unidades o más por mililitro de suero) durante 2–4 semanas. La misma neutraliza la toxina que no ha sido fijada al tejido nervioso. La inmunización activa con toxoide tetánico debe acompañar la profilaxis con antitoxinas. Los pacientes que desarrollan síntomas de tétanos deben recibir relajantes musculares, sedación y ventilación asistida. A veces se les administran dosis muy grandes de antitoxina (3 000 a 10 000 unidades de inmunoglobulina antitetánica) por vía intravenosa en un esfuerzo por neutralizar la toxina que aún no se ha unido al tejido nervioso. Sin embargo, la eficacia de la antitoxina para el tratamiento es dudosa, excepto en el tétanos neonatal, en el que puede salvar vidas. El desbridamiento quirúrgico es de vital importancia porque elimina el tejido necrótico que es esencial para la proliferación de los organismos. El oxígeno hiperbárico no tiene efecto comprobado. La penicilina inhibe fuertemente el crecimiento de C. tetani y detiene la producción de toxinas. Los antibióticos también pueden controlar la infección piogénica asociada. Cuando un individuo inmunizado previamente sufre una herida potencialmente peligrosa, se debe inyectar una dosis adicional de toxoide para reestimular la producción de antitoxina. Esta inyección “recordatoria” de toxoide puede ir acompañada de una dosis de antitoxina si el paciente no ha recibido inmunización o refuerzos recientes o si se desconoce el historial de inmunización. Control El tétanos es una enfermedad totalmente prevenible. La inmunización activa universal con toxoide tetánico debe ser obligatoria. El toxoide tetánico se produce al desintoxicar la toxina con formalina y luego concentrarla. Se utilizan toxoides absorbidos en sales de aluminio. Tres inyecciones comprenden el ciclo inicial de inmunización seguido de otra dosis aproximadamente 1 año después. La inmunización inicial debe realizarse en todos los niños durante el primer año de vida. Una inyección de “refuerzo” de toxoide se administra al ingresar a la escuela. A partir de entonces, los “refuerzos” se pueden espaciar en 10 años para mantener los niveles séricos de más de 0.01 unidades de antitoxina por mililitro. En niños pequeños, el toxoide tetánico a menudo se combina con el toxoide diftérico y la vacuna contra la pertussis acelular. Las medidas de control ambiental no son posibles debido a la amplia diseminación del organismo en el suelo y la larga supervivencia de sus esporas. CLOSTRIDIOS QUE PRODUCEN INFECCIONES INVASIVAS Muchos clostridios productores de toxinas diferentes (C. perfringens y clostridios relacionados) (fig. 11–3) pueden producir una infección invasiva (incluida la mionecrosis y gangrena gaseosa) si se introducen en el tejido dañado. Alrededor de 30 especies de clostridios pueden producir tal efecto, pero la más común en la enfermedad invasiva es el C. perfringens (90%). Una enterotoxina de C. perfringens es una causa común de intoxicación alimentaria. FIGURA 11–3 Bacilos de gangrena gaseosa. El C. perfringens generalmente no forma esporas cuando se cultiva en medios de laboratorio. Downloaded 2024­3­8 10:2 A Your IP is 200.3.145.12 CAPÍTULO 11: Bacilos grampositivos formadores de esporas: especies de Bacillus y Clostridium, ©2024 McGraw Hill. All Rights Reserved. Terms of Use Privacy Policy Notice Accessibility Page 12 / 17 intoxicación alimentaria. Universidad Pontificia Bolivariana FIGURA 11–3 Access Provided by: Bacilos de gangrena gaseosa. El C. perfringens generalmente no forma esporas cuando se cultiva en medios de laboratorio. Toxinas Los clostridios invasivos producen una gran variedad de toxinas y enzimas que producen una infección que se propaga. Muchas de estas toxinas tienen propiedades letales, necrotizantes y hemolíticas. En algunos casos, estas son propiedades diferentes de una sola sustancia; en otros casos, son atribuibles a diferentes entidades químicas. La toxina alfa de C. perfringens tipo A es una lecitinasa, y su acción letal es proporcional a la velocidad a la que divide la lecitina (un componente importante de las membranas celulares) para producir fosforilcolina y diglucérido. La toxina también produce agregación plaquetaria, lo que conduce a la formación de trombos en los vasos sanguíneos pequeños aumentando la profusión tisular deficiente e incrementando las consecuencias de la anaerobiosis, concretamente, la destrucción de tejido viable (gangrena gaseosa). La toxina theta tiene efectos hemolíticos y necrotizantes similares, pero no es una lecitinasa. Es un miembro de las citolisinas dependientes del colesterol que actúan formando poros en las membranas celulares. La toxina épsilon es una proteína que causa edema y la hemorragia es muy potente. También se produce ADNasa y Downloaded 2024­3­8 10:2 A Your IP is 200.3.145.12 hialuronidasa, una colagenasa que digiere el colágeno de los tejidos y músculos subcutáneos. Page 13 / 17 CAPÍTULO 11: Bacilos grampositivos formadores de esporas: especies de Bacillus y Clostridium, ©2024 McGraw Hill. All Rights Reserved. Terms of Use Privacy Policy Notice Accessibility Algunas cepas de C. perfringens producen una potente enterotoxina [enterotoxina de C. perfringens (CPE, C. perfringens enterotoxin)], especialmente cuando se desarrollan en platos cárnicos. Cuando se ingieren más de 108 células vegetativas y se esporulan en el intestino, se forma CPE. La CPE es una atribuibles a diferentes entidades químicas. La toxina alfa de C. perfringens tipo A es una lecitinasa, y su acción letal es proporcional a la velocidad a la Universidad Pontificia que divide la lecitina (un componente importante de las membranas celulares) para producir fosforilcolina y diglucérido. La toxina tambiénBolivariana produce Provided by: agregación plaquetaria, lo que conduce a la formación de trombos en los vasos sanguíneos pequeños aumentando Access la profusión tisular deficiente e incrementando las consecuencias de la anaerobiosis, concretamente, la destrucción de tejido viable (gangrena gaseosa). La toxina theta tiene efectos hemolíticos y necrotizantes similares, pero no es una lecitinasa. Es un miembro de las citolisinas dependientes del colesterol que actúan formando poros en las membranas celulares. La toxina épsilon es una proteína que causa edema y la hemorragia es muy potente. También se produce ADNasa y hialuronidasa, una colagenasa que digiere el colágeno de los tejidos y músculos subcutáneos. Algunas cepas de C. perfringens producen una potente enterotoxina [enterotoxina de C. perfringens (CPE, C. perfringens enterotoxin)], especialmente cuando se desarrollan en platos cárnicos. Cuando se ingieren más de 108 células vegetativas y se esporulan en el intestino, se forma CPE. La CPE es una proteína (35 kDa) que puede ser un componente no esencial del recubrimiento de esporas; es distinta de otras toxinas clostridiales. Induce diarrea intensa en 7–30 horas. La acción de la enterotoxina de C. perfringens implica una hipersecreción marcada en el yeyuno y el íleon, con pérdida de líquidos y electrólitos en la diarrea. Los síntomas mucho menos frecuentes incluyen náuseas, vómitos y fiebre. Esta enfermedad es similar a la producida por B. cereus y tiende a ser autolimitada. Las cepas productoras de enterotoxinas de C. perfringens también pueden desempeñar un papel en la diarrea asociada con antibióticos y en la enterocolitis necrotizante en niños. Patogenia En las infecciones clostridiales invasivas, las esporas alcanzan el tejido ya sea por la contaminación de áreas traumatizadas (suelo, heces) o a través del tubo digestivo. Las esporas germinan a bajo potencial de oxidación­reducción. Los microorganismos en las células infectadas se multiplican, fermentan los carbohidratos presentes en los tejidos y producen gas. La distensión del tejido y la interferencia con la inervación de sangre, junto con la secreción de toxinas necrotizantes y hialuronidasa, favorecen la propagación de la infección. La necrosis del tejido se extiende, lo que brinda la oportunidad de aumentar el crecimiento bacteriano, la anemia hemolítica y, en última instancia, la toxemia grave y la muerte. En la gangrena gaseosa (mionecrosis clostridial), una infección mixta es la regla. Además de los clostridios toxigénicos, también suelen estar presentes los clostridios proteolíticos y varios cocos y organismos gramnegativos. El C. perfringens se presenta en los genitales en 5% de las mujeres. Antes de la legalización del aborto en Estados Unidos, las infecciones uterinas clostridiales seguían a los abortos instrumentados. El C. sordellii tiene muchas de las propiedades del C. perfringens. Se ha reportado que el C. sordellii causa un síndrome de choque tóxico después de un aborto médico con mifepristona y misoprostol intravaginal. La infección endometrial con C. sordellii está implicada. La bacteriemia clostridial, especialmente la causada por C. septicum, es frecuente en pacientes con neoplasias. En Nueva Guinea, el C. perfringens tipo C produce enteritis necrotizante (pigbel) que puede ser altamente mortal en niños. La inmunización con toxoide tipo C parece tener valor preventivo. Hallazgos clínicos A partir de una herida contaminada (p. ej., una fractura compuesta, útero posparto), la infección se propaga en 1–3 días para producir crepitación en el tejido y músculo subcutáneo, secreción maloliente, necrosis que progresa rápidamente, fiebre, hemólisis, toxemia, choque y muerte. El tratamiento es con cirugía temprana (amputación) y administración de antibióticos. Hasta el advenimiento de la terapia específica, la amputación temprana era el único tratamiento. A veces, la infección sólo produce fascitis anaerobia o celulitis. La intoxicación alimentaria con C. perfringens generalmente se produce por la ingesta de grandes cantidades de clostridios que han crecido en platos cárnicos calentados. La toxina se forma cuando los organismos se esporulan en el intestino, con la aparición de diarrea, generalmente sin vómitos o fiebre, en 7–30 horas. La enfermedad dura sólo 1–2 días. Pruebas diagnósticas de laboratorio Las muestras consisten en material de heridas, pus y tejido. La presencia de grandes bacilos grampositivos en frotis teñidos con Gram sugiere clostridios de gangrena gaseosa; las esporas no están presentes regularmente. Las muestras se siembran al inocular, en carne picada, medio de glucosa y medio de tioglucolato y en placas de agar de sangre incubadas anaerobiamente. Una vez que se han obtenido cultivos puros seleccionando colonias de placas de sangre incubadas anaerobiamente, se identifican mediante reacciones bioquímicas (varios azúcares en tioglucolato, acción sobre la leche), hemólisis y morfología de colonias. La actividad de la lecitinasa se evalúa por el precipitado formado alrededor de las colonias en medio de yema de huevo. La espectrometría de masas con tiempo de vuelo de desorción/ionización láser asistida por matriz (MALDI­TOF MS, matrix­assisted laser desorption/ionization time­of­flight mass spectrometry) es un método rápido y sensible para la identificación de especies invasivas de Clostridium recuperadas en cultivo. El C. perfringens rara vez produce esporas cuando se cultiva en agar en el laboratorio. Tratamiento Downloaded 2024­3­8 10:2 A Your IP is 200.3.145.12 El aspecto más importante del tratamiento es el desbridamiento quirúrgico rápido y extenso del área afectada y la extirpación de todo el tejido Page 14 / 17 CAPÍTULO 11: Bacilos grampositivos formadores de esporas: especies de Bacillus y Clostridium, desvitalizado, enHill. el cual los organismos son Terms propensos a crecer. La administración fármacos antimicrobianos, en particular la penicilina, se inicia al ©2024 McGraw All Rights Reserved. of Use Privacy Policy Noticede Accessibility mismo tiempo. El oxígeno hiperbárico puede ser de ayuda en el tratamiento médico de las infecciones clostridiales del tejido. Se dice que “desintoxica” a los pacientes rápidamente. vuelo de desorción/ionización láser asistida por matriz (MALDI­TOF MS, matrix­assisted laser desorption/ionization time­of­flight mass spectrometry) Universidad Pontificia Bolivariana es un método rápido y sensible para la identificación de especies invasivas de Clostridium recuperadas en cultivo. El C. perfringens rara vez produce Access Provided by: esporas cuando se cultiva en agar en el laboratorio. Tratamiento El aspecto más importante del tratamiento es el desbridamiento quirúrgico rápido y extenso del área afectada y la extirpación de todo el tejido desvitalizado, en el cual los organismos son propensos a crecer. La administración de fármacos antimicrobianos, en particular la penicilina, se inicia al mismo tiempo. El oxígeno hiperbárico puede ser de ayuda en el tratamiento médico de las infecciones clostridiales del tejido. Se dice que “desintoxica” a los pacientes rápidamente. Las antitoxinas están disponibles contra las toxinas de C. perfringens, C. novyi, C. histolyticum y C. septicum, generalmente en forma de inmunoglobulinas concentradas. Se ha usado antitoxina polivalente (que contiene anticuerpos contra varias toxinas). Aunque esta antitoxina a veces se administra a individuos con heridas contaminadas que contienen mucho tejido desvitalizado, no hay evidencia de su eficacia. La intoxicación alimentaria causada por la enterotoxina de C. perfringens generalmente requiere sólo atención sintomática. Prevención y control La limpieza temprana y adecuada de las heridas contaminadas y el desbridamiento quirúrgico, junto con la administración de fármacos antimicrobianos dirigidos contra los clostridios (p. ej., penicilina), son las mejores medidas preventivas disponibles. No se debe confiar en las antitoxinas. Aunque se han preparado toxoides para la inmunización activa, no se han puesto en práctica. CLOSTRIDIUM DIFFICILE Y ENFERMEDADES DIARREICAS Colitis pseudomembranosa La colitis pseudomembranosa se diagnostica mediante la detección de una o ambas toxinas de C. difficile en las heces y por observación endoscópica de pseudomembranas o microabscesos en pacientes que tienen diarrea y se les ha administrado antibióticos. Las placas y los microabscesos pueden localizarse en una zona del intestino. La diarrea puede ser acuosa o sanguinolenta, y el paciente con frecuencia tiene cólicos abdominales, leucocitosis y fiebre asociados. Aunque muchos antibióticos se han asociado con la colitis pseudomembranosa, los más comunes son la ampicilina y la clindamicina y, más recientemente, las fluoroquinolonas. La enfermedad se trata suspendiendo la administración del antibiótico causante y administrando vía oral metronidazol o fidaxomicina o vía intravenosa vancomicina. El trasplante fecal se ha convertido en un método exitoso y habitual para la enfermedad recurrente y refractaria. Por lo general, esto implica la administración de las heces de un donante relacionado sano mediante una colonoscopia o, con menos frecuencia, a través de una sonda nasogástrica en el tracto gastrointestinal del paciente. La administración de antibióticos da como resultado la proliferación de C. difficile resistente a los fármacos que produce dos toxinas. La toxina A, una potente enterotoxina que también tiene cierta actividad citotóxica, se une a las membranas del borde en cepillo del intestino en los sitios receptores. La toxina B es una potente citotoxina. Las toxinas de C. difficile tienen actividad glucosiltransferasa y actúan modificando las moléculas de señalización que controlan varias funciones celulares. Esto da como resultado apoptosis, fuga capilar, estimulación con citocinas y otras consecuencias que conducen a la colitis. Ambas toxinas se encuentran generalmente en las heces de los pacientes con colitis pseudomembranosa. Sin embargo, se han descrito infecciones por toxina negativa A y toxina positiva B. No todas las cepas de C. difficile producen las toxinas, y los genes de la toxina se encuentran en una gran isla de patogenicidad cromosómica junto con otros tres genes que regulan la expresión de la toxina. El diagnóstico se realiza clínicamente y está respaldado por la demostración de toxina en las heces mediante una variedad de métodos que incluyen el cultivo anaerobio toxigénico, el inmunoensayo enzimático y las pruebas moleculares que detectan los genes que codifican las toxinas A o B. Véase la referencia de Burnham para obtener un análisis más completo sobre el diagnóstico de C. difficile. Se cree que el aumento de las infecciones por C. difficile desde principios del siglo XXI está relacionado con una combinación de factores del hospedero y del organismo. Los factores responsables del hospedero incluyen el envejecimiento poblacional, el aumento en la supervivencia de individuos inmunocomprometidos susceptibles y el incremento en la administración de antibióticos y agentes supresores de ácidos gástricos. Los factores del organismo se relacionan principalmente con la aparición de ciertos tipos de cepas que son más virulentas debido a mutaciones en el locus de patogenicidad. Diarrea asociada a antibióticos La administración de antibióticos con frecuencia conduce a una forma leve o moderada de diarrea, denominada diarrea asociada a antibióticos. Esta enfermedad generalmente es menos grave que la forma clásica de colitis pseudomembranosa. Hasta 25% de los casos de diarrea asociada a antibióticos son causados por la infección por C. difficile. Otras especies de Clostridium como C. perfringens y C. sordellii también han sido implicadas. Downloaded 2024­3­8 10:2 A Your IP is 200.3.145.12 Las dos últimas no están asociadas con la colitis pseudomembranosa. Page 15 / 17 CAPÍTULO 11: especies Bacilos grampositivos formadores de esporas: especies de Bacillus y Clostridium, ©2024 McGraw Hill. All Rights Reserved. Terms of Use Privacy Policy Notice Accessibility Verificación de conceptos Diarrea asociada a antibióticos Universidad Pontificia Bolivariana Access Provided by: La administración de antibióticos con frecuencia conduce a una forma leve o moderada de diarrea, denominada diarrea asociada a antibióticos. Esta enfermedad generalmente es menos grave que la forma clásica de colitis pseudomembranosa. Hasta 25% de los casos de diarrea asociada a antibióticos son causados por la infección por C. difficile. Otras especies de Clostridium como C. perfringens y C. sordellii también han sido implicadas. Las dos últimas especies no están asociadas con la colitis pseudomembranosa. Verificación de conceptos Las especies de Clostridium son bacilos grampositivos anaerobios, grandes y formadores de esporas, que se encuentran en el medio ambiente y en el tubo digestivo de una gran cantidad de animales y humanos. Los clostridios se clasifican por su capacidad para fermentar carbohidratos y digerir proteínas, así como por las toxinas que producen. Las toxinas producidas por clostridios patógenos son responsables de una variedad de enfermedades graves que incluyen el botulismo, el tétanos y la gangrena gaseosa. El C. botulinum produce toxina botulínica, una de las neurotoxinas más potentes del planeta, responsable del botulismo, una enfermedad caracterizada por la parálisis flácida. El C. tetani también produce una neurotoxina, la tetanospasmina, que bloquea la liberación de neurotransmisores inhibitorios que producen tétanos, una enfermedad caracterizada por la parálisis espástica. Otras especies de Clostridium causan infecciones invasivas de heridas (gangrena), septicemia, diarrea asociada a antibióticos e intoxicación alimentaria según las circunstancias epidemiológicas y los tipos de enzimas o toxinas elaboradas. REFERENCIAS Abbara A, Brooks T, Taylor GP, et al: Lessons for control of heroin­associated anthrax in Europe from 2009­2010 outbreak case studies, London, UK. Emerg Infect Dis 2014;20:1115–1122. [PubMed: 24959910] Aronoff DM: Clostridium novyi, sordellii, and tetani : mechanisms of disease. Anaerobe 2013;24:98–101. [PubMed: 24036420] Bottone EJ. Bacillus cereus , a volatile human pathogen. Clin Microbiol Rev 2010;23:382–398. [PubMed: 20375358] Burnham CA, Carroll KC: Diagnosis of Clostridium difficile infection: an ongoing conundrum for clinicians and for clinical laboratories. Clin Microbiol Rev 2013;26:604–630. 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