Generalidades de bacteriología PDF

Generalidades de bacteriología Bacterias: microorganismos procariontes Son organismos unicelulares, que se reproducen por fisión binaria. Contienen toda la maquinaria biosintética para el crecimiento y reproducción. Hay excepciones, como la chlamydia, que necesita parasitar otra célul...

Generalidades de bacteriología Bacterias: microorganismos procariontes Son organismos unicelulares, que se reproducen por fisión binaria. Contienen toda la maquinaria biosintética para el crecimiento y reproducción. Hay excepciones, como la chlamydia, que necesita parasitar otra célula Miden de 0,5 a 5 uM de longitud Tienen 3 formas básicas: cocos, bacilos y espirilos Se las denomina en base al género y la especie Se las divide en gram positivas y gram negativas en base a la coloración de Gram COLORACIÓN DE GRAM Es el color que toma la pared celular. Se colocan bacterias sobre un portaobjetos, fijadas por calor o secadas de algún modo y se tiñen con el colorante violeta de genciana o cristal violeta por 30 segundos. Luego, se lava con agua, el colorante ingresa a la bacteria y se tiñe. A continuación se va a añadir una solución yodada por 1 minuto, y se enjuaga. Después se realiza una decoloración con alcohol por 10 a 30 segundos, y se vuelve a enjuagar -> es para o decolorar las bacterias que poseen una capa delgada. El lit último paso consiste en un agregado de un segundo colorante que va a actuar como contraste, que va a ser la fosfina o safranina por 30 segundos y se enjuaga. Cuando se ue seca, se verá que las bacterias con paredes gruesas no van a perder el primer colorante luego de la decoloración, por lo que se van a visualizar de púrpura -> bacterias GRAM ig POSITIVAS; en cambio, las bacterias con pared fina van a perder ese primer colorante luego de la decoloración, y al colocar el segundo colorante va a ingresar dentro de la célula m y es lo que se visualiza de color rojo -> bacterias GRAM NEGATIVAS Hay bacterias exceptuadas de esta coloración: ➔ las micobacterias, porque su estructura de pared es diferente ➔ treponemas El ➔ micoplasmas ESTRUCTURA BACTERIANA Depende del grado de adherencia entre células hijas y el plano de división Cocos ➔ En racimos ➔ En cadenas ➔ Diplococos ➔ Tétradas ➔ En cubos @elmiguelito.apuntes 2 Bacilos ➔ Gram negativos ➔ Gram positivos ➔ Cocobacilos ➔ En cadena Espirilos ➔ Vibrios -> forma de bacilos o coma curvos con flagelo ➔ Espiroquetas -> células alargadas enrolladas helicoidalmente o CÉLULA BACTERIANA lit ue Desde el el exterior algunas presentan i) flagelo, lo que permite su movilidad, ii) fimbrias o pilis, para la adherencia, iii) cápsula, sólo algunas, iv) dentro de la cápsula está la pared celular, v) membrana ig celular, no presentan esteroles, y va a tener en áreas mesosomas -> invaginación de la m membrana hacia el citosol, es una zona donde se produce la replicación del material genético, vi) componentes del citosol: - ADN cromosómico -> una sola molécula El circular de doble cadena, que no está contenida en ninguna estructura como un núcleo, sino en una zona definida del citosol llamada nucleoide -> región fibrosa del citoplasma. Va a haber proteínas parecidas a las histonas, y una región granular donde contiene a los ribosomas bacterianos (proteínas + ARNr -> ribonucleoproteínas) La ausencia de la membrana nuclear permite el acoplamiento en los procesos de transcripción y traducción, por lo que los ribosomas se fijan al ARNm y sintetizan proteínas a medida que se están sintetizando el ARNm que todavía está unido al ADN. - ARN mensajero - Ribosomas - Metabolitos - Plásmido -> es un ADN doble cadena extra cromosómico y singularizado. Se lo encuentra generalmente en las bacterias gram-negativas. La presencia de plásmidos es una ventaja selectiva, porque entre otras cosas tienen genes para la resistencia a los antibióticos. @elmiguelito.apuntes 3  PARED CELULAR Membrana plasmática -> Espacio periplásmico (está en las bacterias gram-negativas, es virtual en las gram-positivas) -> Pared celular -> Pared externa en las gram negativas -> Cápsula (en algunos casos) La membrana plasmática contiene muchas proteínas, como de transporte, que permite captar metabolitos y liberarlos. Además es el sitio donde se va a sintetizar el ADN, que contiene al sistema de transporte de electrones (ya que es la o encargada de la producción de energía de las bacterias), va a tener receptores para quimiotaxis hacia los nutrientes presentes en el medio. lit La pared celular i) protege de la diferencia de presión osmótica entre la bacteria y el medio externo, ii) le va a dar rigidez, que le permite conformar o mantener su forma, iii) va a tener ue características distintivas, que mediante la coloración de gram nos permite reconocerlas. Gram POSITIVA Gram NEGATIVA - Es más gruesa, tiene varias capas - Es más delgada ig - Componentes fundamentales: - La cantidad de peptidoglicano es mucho menor ➔ peptidoglicano -> compuesta por mureína, - Entre la membrana plasmática y la pared está el genera una red espacio periplásmico -> hay un gel por arriba y m ➔ ácidos teicoicos (50% de la pared), los debajo de la pared, y está formado por agua, lipoteicoicos permiten el anclaje de la pared peptidoglicano, proteínas en solución por ejemplo celular a la membrana plasmática -> enzima que inactivan antibióticos mayores determinantes antigénicos - Tienen una membrana externa, compuesta por El ➔ cierta cantidad de hidratos de carbono una bicapa lipídica asimétrica: ➔ hacia el lado externo se encuentra el lipopolisacárido (LPS) -> endotoxina formada por tres secciones: lípido A, región central o core, y antígeno O. El lípido A es esencial para la viabilidad de la bacteria y es el responsable de la vida endotóxica de la LPS. La región central es un polisacárido ramificado con diferente composición de azúcares, y va a tener la mayor parte de esta región un anclaje de LPS y le da viabilidad a la bacteria. El antígeno O está unido a la región central; es polisacárido lineal, y se utiliza para diferenciar los diferentes serotipos bacterianos. Es muy importante en cuanto a la potencia que tiene para estimular la respuesta inmune. @elmiguelito.apuntes 4 Espacio periplásmico: sus funciones son i) amortiguar cambios de presión osmótica, ii) enzimas para el metabolismo como en los mesosomas FLAGELOS Y PILIS Los flagelos están formados por una polimerización de proteínas de flagelina, que además de movilidad, le permite ser reconocida por varios receptores del sistema inmune. Los pilis están compuestos por la pilina. Son sexuales, permiten el intercambio de material genético -> hacia el extremo, hay una adhesina que va a contactar con un receptor que estará en la otra célula para el intercambio. Las fimbrias son como los pilis, pero no sexuales. Sino que son más cortas, y permiten la adherencia a las bacterias -> hacia el extremo, hay una proteína, la leptina, la cual le permite interaccionar para el proceso de adherencia bacteriana. CÁPSULA Son hidrofílicas. Por lo general están compuestas por azúcares. Y darán una resistencia muy importante a las bacterias que la posean. Es un factor de virulencia. ESPOROS o Son estructuras que producen algunas bacterias cuando las condiciones de nutrición son desfavorables; pero no lo producen todas las bacterias, sólo gram positivas como Clostridium lit sp y Bacillus sp a través de un proceso de esporulación. La resistencia que se da por la generación de esta espora va a estar dada a que en el interior habrá poca cantidad de agua, y habrá dipicolinato de calcio. Resiste al calor. ue Ciclo de esporulación: ig m El @elmiguelito.apuntes 5 Comienza con la invaginación de la membrana celular, que incluye al nucleoide -> cuando esto sucede, se empiezan a generar varias capas y se va a ir perdiendo agua, y de esa manera se genera la espora. Hay pasos fundamentales: - replicación del cromosoma e invaginación de la membrana plasmática -> adn de la futura espora rodeado por la membrana - se va a ir perdiendo agua, y habrá depósitos de dipicolinato de calcio; se formarán capas que a su vez se van a ir depositando más capas, lo que generará que la bacteria termine muriendo y se libere la espora. La espora contiene en su interior parte de material genético (copia completa del cromosoma bacteriano) rodeado de varias capas de dipicolinato de calcio y muy poca cantidad de agua, que es lo que permite la resistencia bacteriana, también contiene concentraciones mínimas de ribosomas y proteínas esenciales. Esto es para que, si el medio es favorable nuevamente, la espora pueda ir rompiendo esas capas y pueda quedar útil su maquinaria para la producción de material genético y proteínas. FISIOLOGÍA BACTERIANA Toda bacteria va a ir creciendo, y para esto necesita fuente de energía y materia prima para o formar proteínas, estructuras y membranas que le van a dar la composición estructural y bioquímica. Lo mínimo que necesita para crecer es una fuente de carbono y de nitrógeno, lit una fuente de energía, agua y iones. Este crecimiento involucra al metabolismo, que hacen reacciones de abastecimiento, de biosíntesis, polimerización y ensamblado, la regulación de ue este metabolismo y también la división celular a través de la fisión binaria METABOLISMO ➔ Aeróbico estricto, ej. Mycobacterium tuberculosis y Pseudomonas aeruginosa ig Generan un metabolismo oxidativo ➔ Anaeróbico estricto, ej. Clostridium tetani Tienen un metabolismo fermentativo. Mueren en pequeñas concentraciones de m oxígeno, ya que no tienen las enzimas catalasa y superóxido dismutasa ➔ Anaerobio facultativo, la mayoría de las bacterias ej. Enterobacterias y Staphylococcus sp El Crecen con o sin oxígeno, tienen ambos metabolismos: oxidativo y fermentativo ➔ Microaerófilos Necesitan muy pequeñas cantidades de oxígeno. Utilizan un metabolismo fermentativo, aunque en algunos casos pueden llegar a oxidar intermediarios del oxígeno para sobrevivir. Por lo general no poseen catalasas, y pueden tener diferentes concentraciones de superóxido dismutasa. Las bacterias aeróbicas obtienen energía por respiración -> tienen dos enzimas muy importantes: superóxido dismutasa y la catalasa, van a degradar a especies reactivas de oxígeno para que no sean nocivas para las bacterias (NO cambia el pH). Las anaeróbicas por fermentación (cambia el pH). Fermentación: degradación de glúcidos en anaerobiosis Putrefacción: degradación de proteínas en anaerobiosis Efecto pasteur: en presencia de oxígeno, las bacterias tienden a respirar. @elmiguelito.apuntes 6  EXPRESIÓN GÉNICA ➔ Un solo cromosoma, ADN doble cadena circular superenrollado, con función de replicación, recombinación y expresión de genes. Se encuentra en una región citosólica -> nucleoide. El superenrollamiento del ADN le permite ser compacto, importante para la replicación, recombinación y transcripción de genes. Aumenta por la enzima ADN girasa y disminuye por la enzima topoisomerasa 1 El cromosoma bacteriano es una unidad de replicación autónoma -> replicón. En el inicio o proceso de transcripción tiene una secuencia que es el operón -> unidad de transcripción, compuesto por genes, promotor y operador (donde se van a unir las proteínas reguladoras) ➔ Ausencia de intrones ➔ Genes lineales, policistrónicos Policistrónicos son varios genes estructurales ➔ Islas de patogenicidad Los genes se van a ir agrupando para tener una función, o para condicionar el control de la replicación o ➔ Presencia de topoisomerasas y girasas ➔ Genes cromosómicos de resistencia a antibióticos lit ➔ Sitios de iniciación de la transcripción en -10 y -35 ➔ Transcripción y traducción simultáneas ue ➔ Presencia de factores sigma en vez de factores de transcripción El factor sigma es el que se une al promotor para iniciar su síntesis de ADN a ARNm ➔ Ausencia de glicosilación de proteínas ➔ Elementos móviles (plásmidos, transposones) ig Los transposones son segmentos de ADN con capacidad de movilizarse dentro del cromosoma o plásmido. Tienen genes estructurales, por ejemplo, que van a codificar m factores de virulencia, resistencia a los antibióticos. Además codifican la enzima transposasa necesaria para el propio movimiento de este segmento de ADN. Su función es mutar e integrarse a cromosomas y/o plásmidos. ➔ Transferencia de genes entre bacterias El ➔ Regulación por quorum sensing El quorum sensing es un mecanismo de control de expresiones genéticas dependiente de la densidad celular -> fenómeno que generan algunas bacterias responsable de que un conjunto de bacterias que están de forma independiente o separadas, a través de la generación de señales extracelulares, empieza a desarrollar comportamientos coordinados ➔ División celular amitótica TRANSFERENCIA DE MATERIAL GENÉTICO ENTRE BACTERIAS ➔ Transformacción ➔ Conjugación ➔ Transducción Transformación Las bacterias pueden adquirir bloques de ADN, que son las islas de patogenicidad. Van a portar genes que van a codificar factores de virulencia. Estas islas tienen un componente importante de hidratos de carbono, que es diferente del resto del genoma de la especie -> sirven para traspasar o mejorar especies bacterianas. @elmiguelito.apuntes 7 En este proceso, la bacteria va a capturar ADN libre a través de diferentes pasos: 1. Una bacteria recibe ADN libre, genera un cambio en su conformación para transformarse en bacteria competente -> capacitada para captar ese ADN libre. Lo que genera es una unión de ese ADN celular a la bacteria 2. Captura y procesamiento del ADN exógeno 3. Integración del ADN capturado al genoma de la bacteria que lo recibe para poder expresarlo Conjugación En este mecanismo va a haber una adquisición, una pérdida o un intercambio de plásmidos o transposones. Una bacteria va a generar un pili sexual, para interactuar con otra bacteria e intercambiar parte del plásmido o transposón. Para que haya transferencia del plásmido participa la proteína TRA, que cliva al ADN que está en el plásmido en un sitio determinado -> oriT La proteína permite que el plásmido cortado se movilice a través del canal o poro (pili sexual) para ingresar a la bacteria, la cual va a sintetizar la cadena complementaria de manera de generar un plásmido completo. En bacterias gram positivas el pasaje de plásmidos no se realiza a través de pilis, o sino de adhesinas proteicas. Transducción: bacteriófagos lit Este mecanismo se da a través de los bacteriófagos. Es la transferencia de información genética de una bacteria a otra a través de un bacteriófago. ue Bacteriófago o fagos: parásitos intracelulares obligados que se multiplican en el interior de una bacteria haciendo uso de parte o toda su maquinaria biosintética. Todos los bacteriófagos contienen ácidos nucleicos y proteínas ig -> según el fago puede contener ADN o ARN, pero no ambos. Está formado por una cabeza, que contiene material genético, un cuello, una cola y diferentes fibras que le permitirán quedar m inserto. REPRODUCCIÓN BACTERIANA El A través de fisión binaria. Se dividen y dan lugar a células hijas, que cada una de ellas va a heredar un cromosoma parcialmente replicado. Se da a 37° cada 20 minutos en la mayoría de las bacterias; las mycobacterium son de crecimiento lento y se da cada 12 hs. La bacteria primero extiende su pared, luego replica el cromosoma; uno de los cromosomas queda fijado a la membrana, uno de cada lado. La membrana se va a dividir en dos células hijas @elmiguelito.apuntes 8 Curva de crecimiento bacteriano Las bacterias en un principio se adaptan al medio -> período de latencia La fase de crecimiento exponencial se detiene en el momento en que los nutrientes del medio van a empezar a declinar, y el pH original se va a modificar desfavorable, y así pasar al estado estacionario, donde el crecimiento va a empezar a disminuir llegando a la última fase, la muerte. Las bacterias sobreviven por ejemplo, las que tienen movilidad con la quimiotaxis y la esporulación. o ESTERILIZACIÓN Y ANTISEPSIA Asepsia: carencia de gérmenes lit Antisepsia: eliminación de gérmenes sobre piel o tejidos vivos. Antisépticos: ue - agua oxigenada de 10 volúmenes - compuestos yodados - alcohol al 70% Esterilización: ig - autoclave: 121°, 20 min Esteriliza mediante el uso de calor húmedo. Funciona como si fuese una “olla a m presión”. Fases: Purgado: es la primera parte del proceso. Consiste en el aumento de la temperatura dentro del autoclave con la espita abierta (permite la salida de vapor = no aumenta la presión). Termina cuando se observa una salida El constante de vapor por la espita -> comienza a aumentar la presión Esterilización: espita cerrada se espera a que el manómetro marque 1 ATM. Al alcanzar la presión dentro del autoclave se esperan 20 minutos, a temperatura de 121°C - estufa de calor seco: 170°, 1-2 horas. Nunca poner tela. Desinfección: elimina microorganismos sobre superficies inertes. En la desinfección no se logra eliminar las esporas, pero en la esterilización sí. MÉTODOS DE ESTUDIO DE LAS BACTERIAS 1. Toma de muestra (no nombrar como parte del diagnóstico) - Pruebas directas -> de un órgano o cavidad que va a estar infectada, que normalmente son sitios estériles - Pruebas indirectas -> esputo, orina; se recolectan de forma espontánea, que para poder recolectarla van a atravesar una región que tiene flora normal (puede contaminarse la muestra) - Muestras de sitios de flora normal -> intestino, faringe, piel; se busca presencia de bacterias que normalmente no están en las personas sanas. @elmiguelito.apuntes 9  Una vez tomada la muestra hay que transportarla en medio adecuado para asegurar que el agente sobreviva. 2. Microscopía (sólo en una bacteria se puede considerar como diagnóstico, solo es para ORIENTAR) Primero se la ve en fresco a la muestra, y luego teñida. 3. Aislamiento en cultivo del agente Los medios de cultivo pueden ser de dos tipos: - Sólidos -> agar. Utilizan ansas que se cargan con una cantidad de muestra, se utiliza una placa de petri y se pone a cultivar parte de la muestra. Las bacterias se van a multiplicar sobre la superficie del medio con agar, y forman colonias que son las que se van a poder ver - Líquidos o caldos de cultivo -> las bacterias crecen a determinada temperatura (37°), determinado ph (entre 6,5 y 7,5), y de acuerdo al tipo de bacteria ante determinadas concentraciones de oxígeno 4. Identificación a través de pruebas bioquímicas o serológicas - Prueba de la oxidasa: presencia de citocromo C oxidasa en la cadena de electrones puede detectarse utilizando un aceptor de electrones artificial -> fenilendiamina Se utiliza para diferenciar pseudomonas que son oxidasa positivos dentro de las o enterobacterias, que son oxidasa negativas - Prueba de la catalasa: convierte el peróxido de hidrógeno en agua y oxígeno lit molecular. Es positiva la prueba cuando se pone en contacto una bacteria con actividad catalasa y se producen burbujas de oxígeno. El género estafilococo es ue catalasa positivo, y el género streptococcus es catalasa negativo - Prueba de manitol - Prueba de ureasa: hidroliza la urea y origina amonio -> aumenta el pH del medio y a través de un indicador se puede observar ig - Prueba de la coagulasa - Prueba del indol: se realiza en especies bacterianas para determinar la posibilidad de que la bacteria pueda romper el indol del aa triptofano, eso va a generar un cambio de m color en el medio -> si es positivo rosado, si es negativo verde - Sistema API -> permite la identificación de cepas bacterianas gram positivas y gram negativas, y algunas levaduras El Coloraciones La Schaeffer-Fulton se usa para ver las esporas en el medio -> es lo verde La tinción de Ziehl-Neelsen permite ver las bacterias ácido-alcohol resistentes (resisten a la decoloración). Es para mycobacterium. - las ácido-alcohol resistentes se ven en rojo brillante - las ácido-alcohol sensibles se ven con azul de metileno (contraste) @elmiguelito.apuntes 10 Cultivos - Simples: medios sólidos para bacterias aerobias y anaerobias facultativas. Tienen nutrientes necesarios para bacterias que no sean demasiado exigentes - Enriquecidos: permiten el crecimiento de las especies bacterianas ‘fastidiosas’ -> requieren nutrientes específicos para crecer - Diferenciales: tienen suplementos que favorecen el desarrollo de determinadas bacterias, e inhiben el desarrollo de otras. Son medios que tendrán colorantes o determinados antibióticos. Ej. Mc. Conkey, Simmons, TSI -> dependiendo si es alcalino (rojo) o ácido (amarillo) el medio la bacteria va a metabolizar la glucosa - Selectivos - Aerobios o anaerobios Tipificación por secuenciación del gen codificante del ARN ribosómico 16S Sirve para tipificar las especies bacterianas en determinadas muestras. Se utiliza a través de o métodos de PCR. lit ue ig m El @elmiguelito.apuntes 11  Staphylococcus spp. y Streptococcus spp. STAPHYLOCOCCUS SPP Características: ➔ Cocos con coloración Gram positiva ➔ Agrupados en racimos ➔ Anaerobio facultativo (oxidan y fermentan hidratos de carbono) ➔ Catalasa positivos -> pueden degradar el peróxido de hidrógeno. El peróxido de hidrógeno también es sintetizado por neutrófilos como mecanismo de lesión directa hacia los microorganismos invasores. A partir de esta enzima, el staphylococcus puede evadir parte de la respuesta inmunitaria innata. (lo diferencia de los strepto) ➔ Pueden o no presentar actividad de coagulasa o ➔ Inmóviles, incapaces de formar esporas ➔ Colonizan piel y mucosas (principalmente oral y nasal) lit Pueden persistir en alguna superficie y no generar ningún tipo de patología. Ante una falla en la respuesta ue inmune pueden generar enfermedad ➔ Resistencia a los anti-microbianos -> modificando los ribosomas o pared bacteriana ig Especies de importancia médica m El STAPHYLOCOCCUS AUREUS ➔ Coco agrupado en racimos ➔ Inmóvil ➔ El 90% presenta cápsula en su exterior ➔ Catalasa y coagulasa positivo ➔ Presenta factores de agrupamiento (proteínas de unión a fibrinógeno -> pueden generar un tipo de estructura para evadir la respuesta inmunitaria) ➔ Presenta adhesinas y toxinas como factores de patogenicidad (20-30 genes) @elmiguelito.apuntes 12  Las adhesinas sirven para unirse principalmente a mucosas y piel. Los genes de los factores de patogenicidad están codificados dentro de los cromosomas bacterianos, pero también hay algunos factores que también están incluidos en estructuras extracromosomales como transposones o plásmidos. PROCESO DE LA PATOGENIA - Entrada/infección -> microbiota, mecanismos de ingreso - Adhesión -> adhesinas, unión a superficies - Diseminación -> local o diseminada (tienen que evadir la respuesta inmune local) - Multiplicación -> aumento bacteriano - Evasión -> evasión de la respuesta inmune - Daño -> enzimas, proteínas, toxinas - Salida -> transmisión Entrada ➔ Colonizan piel y mucosas ➔ Nicho preferencial: parte anterior de fosas nasales o ➔ Colonizan piel sana (incluyendo pliegues y periné) ➔ Colonización permanente o transitoria ➔ Contaminación de materiales estériles lit ue Adherencia Pared celular ➔ Peptidoglicano: - Cadenas de N-acetilglucosamina y ácido N-acetilmurámico ig - Estructura > 10 capas - Enlaces de puente peptídicos entre disacáridos - Plasticidad y resistencia m - Sitio de anclaje de adhesinas hacia la MEC - Reconocimiento por respuesta inmune - Sistema regulador: Enzimas PLP (proteína ligadora de la penicilina) -> se El encarga de facilitar los enlaces en cada una de las cadenas del peptidoglicano. Si se destruye este sistema enzimático, se altera la función de la pared celular. Ha sufrido cambios, generando una cierta resistencia a antibióticos betalactámicos ➔ Ácidos teicoicos - 50% peso seco. Están constituidos por polímeros de ribitol fosfato, y están entrelazados junto con las cadenas de los peptidoglicanos - Metabolismo de pared celular -> consumo de energía - Adhesión a epitelios -> están vinculados con la adhesión del epitelio nasal ➔ Ácidos lipoteitoicos - Anclados en membrana plasmática; formados por poliglicerol fosfato - Inducción de liberación de citoquinas inflamatorias por medio de células presentadoras de antígenos y macrófagos -> mayor respuesta inmunitaria, mayor daño a nivel de las células normales, por eso aumenta la patogenicidad de estas bacterias. @elmiguelito.apuntes 13 Cápsula ➔ Polisacáridos, 11 serotipos diferentes -> forma de clasificar a las especies bacterianas en subespecies dependiendo de qué antígenos se encuentren en su superficie. Cada serotipo da una respuesta inmunitaria diferente. Los serotipos 5 y 8 son los más frecuentes ➔ Antifagocitarias y aumentan la virulencia -> las cápsulas pueden no ser reconocidas y evadir la respuesta inmune Determinan la adherencia y diseminación a distancia, y la evasión de la respuesta inmunitaria Biopelícula o biofilms ➔ Trama extracelular de polisacáridos y proteínas sintetizadas por las bacterias, a través del mecanismo de sensar el ambiente. ➔ Bacterias en fase latente -> no es una fase metabólicamente activa, no van a generar proteínas ni productos propios, pero pueden sobrevivir. Cuando son liberados de esta biopelícula se vuelven metabólicamente activas. ➔ Contaminación de materiales estériles, por ejemplo un catéter, vía periférica venosa. Esto aumenta la virulencia Adhesinas o Hay más de 20 tipos de proteínas ➔ Adhesión a proteínas de la matriz lit ➔ Factor de agrupamiento B (ClfB) -> colonización epitelio nasal, le permite adherirse y evitar la ue eliminación por mecanismos de ficción ➔ Proteínas de unión a fibronectina (FnBPA y B) -> le permite unirse a vegetaciones estériles o con contenidos plaquetarios y de fibrinas; sucede en ig las válvulas cardiacas ➔ Proteína de unión al colágeno (cna) -> en tejidos m blandos profundos como el hueso ➔ Proteína A -> une la fracción Fc de las Ig, no permite que la Ig tenga función de opsonización y la bacteria no será reconocida. Es para las bacterias que pueden diseminar. El ➔ Proteínas de regulación inmune Daño Exoenzimas -> destrucción de los tejidos del huésped ➔ Catalasa: contrarresta lisis oxidativa -> evade la primera respuesta inmune innata a cargo de los neutrófilos (la destrucción fagocítica está mediada por especies reactivas de oxígeno) ➔ Coagulasa: corta fibrinógeno formado en el proceso de respuesta inmunitaria innata, lo que permite evadir la generación de microtrombos para disminuir la tasa de multiplicación bacteriana, y bajar su diseminación. (staphylo rodeado de fibrina resiste a fagocitosis) ➔ Proteasas, casi todas de serina, que van a permitir destruir proteínas y obtener monómeros para aumentar la tasa de multiplicación ➔ Hialurodinasa, lipasa y elastasa: daño tisular y degradan MEC, que les dan mayor cantidad de energía ➔ ADNasa, destruyen material genético de células infectadas cuando la célula perdió la membrana plasmática y da nucleótidos para sus bases energéticas @elmiguelito.apuntes 14 Proteínas activas de membrana ➔ Hemolisinas: - hemolisina alfa (poro lítico), vinculada con la lisis de eritrocitos. Forma un poro a nivel de la membrana plasmática de los eritrocitos provocando cambios osmóticos a nivel de las presiones intracelulares y extracelular provocando su lisis posterior. Pero también puede producir poros en otros tipos de células - hemolisina beta (esfingomielinasa), se dirige principalmente hacia los fosfolípidos de la membrana plasmática, produciendo su degradación y lisis celular - hemolisina gama (leucocidina), forman complejos del poro sobre los leucocitos. Junto con la hemolisina alfa se encuentran conservadas en los cromosomas bacterianos - hemolisina delta, produce complejos del poro como las alfa y gamma, pero en menor potencia. Se dirige a eritrocitos y leucocitos ➔ Leucocidina de Panton-Valentine: vinculado a cuadros de infecciones respiratorias y de piel y partes blandas. Tiene iguales características que la hemolisina gamma, pero esta está codificada través de un bacteriofago o Toxinas Exfoliativa lit ➔ Exfoliativa A (ETA) codificada en fago y Exfoliativa B (ETB) codificada en ue plásmido ➔ Afectan estrato granuloso, no mucosas ➔ Proteasa de serina ➔ Molécula diana -> desmogleína-1 (Dsg1), ig encargada de la unión estrecha de las células del estrato granuloso. Hay m liberación de los componentes del estrato granuloso, y aumento de la síntesis de contenido proteico, provocando la secreción de líquido que lleva a la formación de ampolla superficial Superantígenos El Son aquellas proteínas que pueden generar respuesta inmune pero no lo van a hacer de la forma convencional (a través del complejo de histocompatibilidad de tipo 2), sino que lo hacen a través de la unión con otro sitio de la TCR (receptor de las células T), sobre las cadenas V beta -> provoca que en el linfocito T se active -> se libera de forma masiva interleuquina tipo 2 -> a nivel del linfocito T produce una expansión clonal -> hay liberación masiva de otras citoquinas inflamatorias - Toxina 1 del síndrome del shock tóxico (TSST-1) ➔ Unión a diferente sitio del linfocito T ➔ Activación hasta el 20% de la población T ➔ Liberación masiva de citoquinas inflamatorias ➔ Arquitectura molecular similares Shock: pérdida de la presión arterial por algún mecanismo -> principalmente dado por la vasodilatación sistémica @elmiguelito.apuntes 15 Enterotoxinas etagilococicas (ETE) (superantígenos) ➔ 15 enterotoxinas ➔ Intoxicación alimentaria por ingesta de toxinas que han sido liberadas en alimentos ➔ Termoestables -> no producen infección, sino intoxicación -> la bacteria no es termoestable entonces se destruye, pero las toxinas si sobreviven a altas temperaturas ➔ SEA, SEB y SEC son las relacionadas con intoxicación alimentaria y SEB y SEC con shock tóxico ➔ No se conoce aún el mecanismo ➔ Produce sintomatología gastrointestinal, caracterizada por vómitos y cuadros diarreicos Regulación agr (accessory gene regulator) ➔ Es un gen codificado dentro del cromosoma bacteriano ➔ Mecanismo de detección del quórum -> detección de las características ambientales en donde la bacteria se encuentra situada ➔ Facilita expresión de adhesinas durante fase exponencial, y la expresión de exoproteínas durante fase estacionaria, para o producir enzimas y obtener nutrientes Proteína de unión al ADN lit ➔ Sar A -> controla de forma positiva a genes agr ARN pequeños ue Modifican la expresión y traducción de diferentes tipos de proteínas en diferentes tipos de estadios en la evolución del estadio bacteriano ig RESISTENCIA ANTIBIÓTICA m ➔ Desarrollo de resistencia a casi la totalidad de antibióticos conocidos (principalmente inhibidores de pared e inhibidores ribosómicos) ➔ S. aureus meticilina sensible (SAMS) -> antibióticos de segunda generación El ➔ S. aureus meticilina resistente (SAMR): - Aumento de la prevalencia a partir de la década del 60’ - Principalmente en el medio intrahospitalario - Aumento de casos en la comunidad en la última década (diferente al hospitalario) - Resistencia intrínseca a partir del gen mecA que codifica a la proteína PBP2A - Tratamiento de referencia con vancomicina (glucopéptido) ➔ S. aureus resistente a vancomicina (SARPV): - Resistencia a partir de transposones. Fenotipo VanA PATOGENIA Distribución 1) piel y partes blandas, 2) vía respiratoria inferior, 3) bacteriemia y endocarditis ➔ Infecciones nosocomiales ➔ Factores de riesgo: edad, hemodiálisis, diabetes, cáncer activo ➔ Portador nasal crónico @elmiguelito.apuntes 16 Portador 1) persistente, 2) intermitentes, y 3) no portadores Infecciones de piel y partes blandas ➔ Pioderma primario: - Epidermis -> Impétigo - Dermis superficial -> Foliculitis - Dermis profunda -> Forúnculo ➔ Tejido celular subcutáneo -> erisipela, celulitis y fascitis o Infecciones en tejidos profundos ➔ Neumonía -> 10% de casos comunitarios. lit No puede distinguirse de otras bacterias ue que generan neumonía, pero tiene una evolución rápida. Puede producir lesión tisular que va a devenir en necrosis -> se la conoce como neumonía necrotizante ➔ Osteomielitis -> pueden llegar por diseminación hematógena (raro) o lesiones ig contiguas, por ejemplo, se tiene una celulitis con compromiso muscular ➔ Infección protésica m Bacteriemia y sepsis Las bacterias con cápsulas tienen mayor riesgo de generar bacteriemia -> porque presentan respuesta evasiva al sistema inmune El Sepsis: desregulación del sistema inmunológico secundario a un proceso infeccioso. La respuesta antiinflamatoria está inhibida o no controlada, y por ende los patógenos tienen mayor riesgo de generar los cuadros diseminados. Los patógenos de mayor virulencia tienen mayor probabilidad de generar sepsis. Endocarditis infecciosa: depósito de plaquetas, para las cuales las bacterias s. aureus tiene adhesinas específicas. DIAGNÓSTICO DE LABORATORIO 1. Toma de muestra -> lesiones, anatomía patológica, hemocultivos (para bacteriemia) 2. Traslado al laboratorio -> temperatura ambiental 3. Cultivo, bacterioscopia, caracterización bioquímica, antibiograma El diagnóstico es mayormente clínico, no es necesario una muestra, pero sí en diagnósticos diferenciales. Microscopía No se puede observar especies ni géneros. Son estructuras ovoideas en racimos @elmiguelito.apuntes 17 Cultivos y caracterización Se coloca la muestra en agar, donde tiene nutrientes que permite que las bacterias puedan multiplicarse. Para diferenciar si son bacterias normales en la piel o la s. aureus se utilizan cultivos diferenciales -> por ejemplo el agar manitol o Para confirmar se puede usar el test de la coagulasa Biología molecular lit - marcación de diferentes tipos de antígenos específicos -> técnica de Fish ue - bandeo de ADN de s. aureus. Posteriormente se realiza PCR Estas técnicas muestran que tipo de género y especie es. Prueba de susceptibilidad ig Luego de saber el género y especie bacteriana se continúa con esta prueba. Es importante para identificar si es una cepa resistente -> se m prueba la susceptibilidad de la bacteria conocida. PROFILAXIS ➔ Lavado de manos El ➔ Uso de protección a nivel respiratorio alto -> barbijo; para evitar que los portadores sanos puedan contagiar a los pacientes STAPHYLOCOCCUS COAGULASA NEGATIVOS Especies más frecuentes: - S. epidermidis - S. saprophyticus - S. lugdunensis - S. haemolyticus Microflora normal de piel y mucosas. Diferencias en distribución anatómica. Factores de patogenicidad ➔ Biofilms -> adherencia, maduración (sistema PIA -> permite generar abundante adhesina intercelular polisacárida, que por quorum sensing comienza la formación de la biopelícula) y dispersión ➔ Ácido poli-gamma-DL-glutámico (PGA) ➔ Sistema Aps -> grupo de proteínas con función antiinflamatoria ➔ Péptidos antimicrobianos @elmiguelito.apuntes 18 STREPTOCOCCUS SPP. Características ➔ Cocos con coloración Gram positiva (+) dispuestos en cadena o pareja ➔ Catalasa negativos ➔ Estrictos desde el punto de vista nutricional -> por eso su crecimiento se va a dar en cultivos con medios sanguíneos ➔ Anaerobios facultativos -> la mayoría de las veces no van a utilizar el oxígeno como último aceptor de electrones en la cadena respiratoria, sino que la forma de obtener nutrientes va a ser a partir de la fermentación ➔ Flora normal (tracto respiratorio y tracto intestinal) y patógenos primarios Clasificación Según el comportamiento que tenían las bacterias respecto al crecimiento en cultivos. o En un principio la clasificación fue según la hemólisis: alfa, beta y gamma alfa hemolíticos lit - aquellas que podían degradar parcialmente las células sanguíneas a nivel de cultivo: - aquellas que podían degradar totalmente las células sanguíneas a nivel de cultivo: ue beta hemolíticos - aquellas que no pueden producir las células sanguíneas a nivel de cultivo: gamma hemolíticos Según las características antigénicas que tenían las paredes celulares: ig - Tipo A: pyogenes - Tipo B: agalactiae m - Tipo C y G - Aquellos que no presentaban antígenos o D: enterococos Según genética: - Bovis El - Mitis - Anginosus STREPTOCOCCUS PYOGENES ➔ Estreptococos del grupo A, dispuestos en cadenas cortas; pero cuando están en medios enriquecidos toman una longitud más larga ➔ Catalasa negativos ➔ Hemólisis completa (beta hemólisis) ➔ Flora normal de piel y mucosa yugal ➔ Factores de patogenicidad: constituyentes somáticos (elementos que forman parte de la pared o estructura de la bacteria) y productos extracelulares (por ejemplo, toxinas) @elmiguelito.apuntes 19 Constituyentes somáticos ➔ Cápsula de ácido hialurónico -> inhibición de fagocitosis porque no genera una buena respuesta inmunológica: el ác. hialurónico es compartido por varias células normales ➔ Pared celular de peptidoglicano ➔ Proteína M: - Si la presentan, mayor virulencia -> la proteína M es el mayor factor de virulencia en las de tipo A - Dímero anclado en membrana que atraviesa pared - Inhibición vía alterna del complemento -> resisten a la fagocitosis, porque inhiben la opsonización de estas bacterias - La proteína H es inductora de la proteína M - A veces la acción de esta proteína es inhibido por la acción de anticuerpos específicos ➔ Factor de opacidad del suero (FO) -> genera cambios de coloración cuando se incluye este factor en el cultivo. Tiene funciones parecidas a la proteína M, pero en menor potencia ➔ Adhesinas: - Ácido lipoteitoico (ALT) -> por ser hidrofóbico permite la unión estable hacia o células normales - Proteína M -> especialmente sobre epitelios respiratorios altos lit - Proteínas de unión a la fibronectina (PrtF1, SfbI) -> unión a endotelio asociado al miocardio y endocardio ue Productos extracelulares ➔ Hemolisinas - Streptolisina O -> lábil ante el oxígeno; degrada fosfolípidos de membrana ig especialmente de eritrocitos y polimorfonucleares. Esta enzima es antigénica, o sea se puede generar una respuesta inmune contra ella m - Streptolisina S -> se sintetiza ante presencia de suero; degrada fosfolípidos de membrana, específicamente de polimorfonucleares y plaquetas. NO es lábil al oxígeno, pero sí termolábil. NO es inmunogénica ➔ Enzimas -> vinculadas en daño a partes blandas El - ADNasa (A a D) - Hialuronidasas -> degradan MEC - Estreptocinasa -> produce la disolución de coágulos que catalizan la conversión de plasminógeno a plasmina - C5a peptidasa -> adhiere sobre la molécula C5a a nivel de polimorfonucleares: puede inhibir la actividad del complemento ➔ Exotoxinas pirógenas estreptocócicas (superantígenos) - Exotoxina B pirógena estreptocócica (SpeB) - SpeA -> vinculada con shock tóxico - SpeC -> vinculada con escarlatina - Superantígeno estreptocócico (SSA) @elmiguelito.apuntes 20  o lit ue PATOGENIA Faringitis ig ➔ Cepa del grupo A de mayor frecuencia ➔ Principalmente en la infancia ➔ Transmisión: gotitas de saliva o secreciones nasales m ➔ Colonización de orofaringe ➔ Vinculado con los M-tipificables ➔ Odinofagia y fiebre -> por la síntesis de interleuquina ➔ Edema, hiperplasia linfoide, hiperemia y exudados parcheados El Escarlatina ➔ Cepas que presentan exotoxinas pirógenas ➔ Exantema (manchas rojizas por vasodilatación) en tronco y miembros, y oclusión de glándulas sudoríparas ➔ Escarlatina séptica y tóxica Pioderma primario/Impétigo ➔ Principalmente producidos por SGA (grupo A) ➔ Diferentes cepas a las faríngeas Infecciones tejidos blandos ➔ Erisipela ➔ Celulitis ➔ Fascitis necrotizante @elmiguelito.apuntes 21 Síndrome de shock tóxico o Depende del método de ingreso de la bacteria a nuestro sistema. Por la proteína M y la cápsula de ác. hialurónico el streptococcus evade la respuesta inmune. lit En el torrente sanguíneo se induce la síntesis de citoquinas proinflamatorias. Toma acción la exotoxina pirógena, que además de generar fiebre, aumenta la susceptibilidad de la toxina ue hacia otros tejidos, suprimen la síntesis de anticuerpos protectores naturales como IgM, y actúa como superantígenos. Hay una expansión clonal de linfocitos T, con posterior activación de estos clones con liberación sistémica de citoquinas proinflamatorias -> citoquinas como factor de necrosis ig tumoral alfa, interleuquina 1B, 16, TNF beta, interleucina 2, interferón gamma. m Miocarditis, endocarditis infecciosa, fiebre reumática Se los asocia a un streptococcus con alta capacidad de generar proteína M, baja capacidad de generar factor de opacidad del suero, y presentar una gran cápsula de ác. hialurónico. El DIAGNÓSTICO DE LABORATORIO ➔ Toma de muestra ➔ Envío al laboratorio en medio de transporte, sin refrigerar ➔ Cultivo y caracterización - Agar sangre, beta hemólisis -> se observa la actividad de hemólisis; halo completo alrededor de las colonias. Son cocos gram positivos dispuestos en cadenas cortas. - Prueba de bacitracina -> sensible a bacitracina, puede degradarla. En la placa de petri se la coloca al lado de otra bacteria resistente a bacitracina - PYR test - Bacti-card El diagnóstico es de base clínica. En faringitis las bacterias no producen la mayor parte de los casos, sí lo hacen los virus. @elmiguelito.apuntes 22 STREPTOCOCCUS AGALACTIAE ➔ Diplococos del grupo B, beta-hemolítico. Algunas cepas no presentan hemólisis, pero la mayoría sí. ➔ Son bacterias anaerobias facultativas ➔ NO presentan actividad catalasa ➔ Coloniza área genital y tracto gastrointestinal bajo (asintomática). El mayor reservorio está a nivel bajo del tracto gastrointestinal. ➔ Transmisión por vía ascendente o canal del parto ➔ Patogenicidad: - Adherencia a partir de proteína alfa -> interviene entre la bacteria y la célula huésped - Pilis que favorecen translocación -> permiten la unión hacia los espacios intercelulares y permite translocar de forma paracelular - Cápsula -> alto porcentaje de ácido siálico, que se encuentra en células de nuestro sistema: forma de evadir respuesta inmune - B-hemolisina/citolisina -> se caracteriza por formar poros a nivel de la membrana plasmática de las células anfitrionas. Inducen a la apoptosis de los o fagocitos de forma coordinada: mayor invasión celular ➔ Síndromes clínicos: - Bacteriemia lit ue - Infección del tracto genital femenino - Infección en lactantes - Neumonía - endocarditis - artritis - osteomielitis ig - Infección del tracto urinario - Meningitis m STREPTOCOCCUS VIRIDIANS ➔ Cocos alfa-hemolíticos. Resistencia a la optoquinina y falta de solubilidad en bilis El ➔ NO producen CATALASAS, ni COAGULASAS ➔ Exigente para el crecimiento ➔ Flora normal de la vía respiratoria alta, genitales y tubo digestivo ➔ Adherencia en cavidad oral ➔ Patogenia: (baja virulencia) - Dextrano extracelular - FimA -> se une a sustancias secretadas por plaquetas - Ácidos lipoteitoicos -> se unen a fibronectina para aumentar su adherencia Son propensos a la lisis por respuesta inmune ➔ Síndrome clínico: - Bacteriemia transitoria (más frecuente) - Endocarditis infecciosa - Meningitis @elmiguelito.apuntes 23 STREPTOCOCCUS PNEUMONIAE ➔ Diplococo lanceolado, gram positivo ➔ Catalasa negativo, pero productor de peróxido de hidrógeno -> crece mejor en presencia de fuente de catalasa, por ejemplo en glóbulos rojos -> agar sangre para cultivo ➔ Alfa-hemolítico ➔ Pared celular: i) Peptidoglicano, ii) Ácido teitoico ➔ Polisacárido C -> presente en muy pocas de las otras especies de streptococcus. Reacción inflamatoria ➔ Capas capsuladas en su mayoría, asociada a enfermedad diseminada. Las no capsuladas están en infecciones de vía aérea alta. ➔ Autoinducción - quorum sensing -> sensor proteico/actividad ambiental, y por ende la expresión de algunos factores o no de virulencia para producir invasión o virulencia ➔ Infecciones relacionadas: o - Colonización asintomática - Infecciones en vía aérea alta - Infecciones diseminadas ➔ Primera causa bacteriana de neumonía lit ue ➔ Exigente nutricionalmente FACTORES DE VIRULENCIA ➔ Cápsula -> determina la patogenicidad de la misma; efecto antifagocitico ig ➔ Neumolisina (hemolisina) -> citolítica; formadora de poros a nivel de las células anfitrionas, particularmente las epiteliales. También tiene efecto directo sobre los m cilios de la barrera hematoalveolar, lo que permite además de mayor lisis celular, mayor liberación de estos neumococos al espacio intercelular para diseminar. NO se libera de forma activa, sino después de la lisis espontánea bacteriana ➔ Ácidos teicoicos -> liberación por la lisis bacteriana, activa el complemento y provoca El la liberación de citoquinas proinflamatorias ➔ Neuraminidasas (Nana, Bgaa, Strh) -> desenmascaran receptores celulares provocando dificultad para reconocimiento inmunológico y evasión de rta inmune ➔ Iga proteasa -> hidroliza IgA: estos anticuerpos se encuentran en las mucosas, por lo tanto permite la diseminación sobre ellos evadiendo respuesta inmune SÍNDROMES CLÍNICOS ➔ Otitis media: - Vinculada con infección viral previa - Etiología más frecuente ➔ Sinusitis: - Favorecida por obstrucción previa (virus y alérgenos) - Persistencia sintomática ➔ Neumonía ➔ Meningitis: - Causa más frecuente - Siembra hematógena o contigua @elmiguelito.apuntes 24 PATOGENIA - NEUMONÍA Inflamación del parénquima pulmonar 1. Colonización nasofaríngea -> 30% de los niños y 10% de los adultos por aerosoles entre personas 2. Aspiración hacia el pulmón o inhalación -> la cápsula inhibe la unión a receptores del epitelio respiratorio alto. La alteración de las cilias o enfermedades metabólicas/cardiovasculares puede predisponer. 3. Liberación de neuraminidasas -> aumenta la adherencia del neumococo a los neumocitos e inhibe la fagocitosis 4. Reconocimiento de los PAMPS por el TLR 2 -> activación de liberación de citoquinas proinflamatorias y quimiotácticas para neutrófilos 5. Afluencia de neutrófilos -> liberación de proteasas e intermediarios reactivos del oxígeno 6. Daño tisular o lit ue ig m El Etapas i) Congestión: los macrófagos comienzan a liberar citoquinas proinflamatorias, que llevan a vasodilatación con la consiguiente llegada de leucocitos. Se caracteriza por la aparición de exudado alveolar. ii) Hepatización roja: se caracteriza por un filtrado plenamente polimorfonuclear iii) Hepatización gris: se encuentran signos de piocitos, detritos celulares por la acción antimicrobiana de neutrófilos. iv) Resolución: queda un exudado con material proteico que quedó posterior a la extravasación de neutrófilos; y algunos sitios de contacto con fibrina después del daño producido por los propios neutrófilos. COMPLICACIONES - NEUMONÍA ➔ Pleuritis y derrame pleural ➔ Sepsis ➔ Abscesos pulmonares ➔ Fibrosis residual ➔ Meningitis @elmiguelito.apuntes 25 DIAGNÓSTICO ➔ Toma de muestra -> esputo, lavado bronquiolo-alveolar, punción lumbar ➔ Microscopía, cultivo, pruebas de sensibilidad - Agar sangre - Prueba de optoquinina - Líquido cefalorraquídeo ENTEROCOCCUS SPP ➔ Cocos en pareja o cadenas cortas o largas, Gram positivos ➔ Anaerobios facultativos ➔ Especies de importancia: E. faecalis y E. faecium ➔ Generalmente inducen hemólisis tipo alfa o gamma ➔ Flora normal del tubo digestivo ➔ Colonización por enterococos resistentes a la vancomicina (EVR) ➔ Pueden acceder a los vasos linfáticos, y posteriormente al torrente sanguíneo para generar enfermedades invasivas. o PATOGENIA lit ➔ Sustancia de agregación (AS) -> se codifica en plásmidos; implicados en la transferencia de plásmidos y en la virulencia. Incrementa la adherencia e ue internalización de los enterococos respecto a diversas células eucariotas ➔ Proteína de superficie (Esp) -> puede actuar como adhesina, y está vinculada en la formación de biopelículas a través de un mecanismo dependiente de glucosa ➔ Proteína ElrA -> proteína de los enterococos; aumentan la adhesión hacia cierto tipo ig de epitelios ➔ Cápsula -> mayor diseminación en sitio estéril m ➔ Citolisina-hemolisina -> se codifica en plásmidos, y es capaz de producir lisis en células eucariotas y procariotas ➔ Gelatinasa y proteasa de serina -> contribuyen a las propiedades invasivas; facilitan la invasión microbiana como consecuencia de la alteración de la inmunidad mediada, El por ejemplo, por los IgA. SÍNDROMES CLÍNICOS ➔ Bacteriemia y endocarditis infecciosa ➔ Infección del tracto urinario ➔ Meningitis CULTIVO ➔ Agar sangre ➔ Técnica de identificación ➔ Prueba de sensibilidad @elmiguelito.apuntes 26