ENTEROBACTERIACEAE

Es el grupo más grande de BACILOS GRAMNEGATIVOS con importancia clínica. Se han descrito 50 géneros y cientos de especies y subespecies según:

- Propiedades bioquímicas- Estructura antigénica- Hibridación ADA-ADN - Secuenciación del ARNr 16S

La mayoría de las infecciones humanas son ocasionadas por pocas especies.

Las enterobacterias son microorganismos ubicuos (en todas partes), se encuentran de forma :

- Suelo- Agua- Vegetacion- Flora intestinal normal del humano y de los animales

Algunos microorganismo (Salmonella serotipo Typhi, Shigella, Yersinia pestis) se asocian a enfermedades del SER HUMANO; mientras, ( Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Proteus mirabilis) forman parte de la microflora comensal normal y pueden producir INFECCIONES OPORTUNISTAS.

Existe un tercer grupo de enterobacterias, normalmente son comensale, pero se pueden convertir en patógenas cuando adquieren genes de virulencia presentes en plásmidos, bacteriófagos o islas de patogenicidad.

Las infecciones por enterobacterias se pueden originar:

- Reservorio animal--- Salmonella y Yersinia- Portador humano--- Shigella, Salmonella serotipo Typhi- Diseminación endógena de los microorganismos--- E.coli desde el intestino a la cavidad

peritoneal después de una perforación del intestino

FISIOLOGIA Y ESTRUCTURA

Los miembros de la familia enterobacteriaceae son bacilos gramnegativos de tamaño intermedio.

- Comparten un antígeno común (antígeno común enterobacteriano)- Pueden ser móviles o inmóviles con flagelos peritricos- No forman esporas- Aerobios o anaerobios en agar sangre(medios no selectivos) y agar McConke(medios

selectivos)

La familia Enterobacteriaceae tienen requerimientos nutricionales:

- Fermentan glucosa- Reducen los nitratos

- Son catalasa-positivos- Oxidasa-negativos

La ausencia de actividad del CITOCROMO-OXIDASA, se emplea para diferencia las enterobacterias de otros bacilos gramnegativos fermentadores y no fermentadores( Vibrio, Pseudomonas).

Los medios de cultivo han ayudado a diferenciar los miembros mas frecuentes de Enterobacteriae:

- FERMENTAR LA LACTOSA( cambios de color en los cultivos que tienen lactosa para identificar:

Agar McConkey ---Cepas fermentadoras (Escherichia , klebsiella, enterobacter, citrobacter y serratia)

Colonias de rosado-purpura---Cepas no fermentadoras(Proteus, Salmonella, Shigella y Yersonoa, incoloras en Agar McConkey)

- RESISTENCIA A LAS SALES BILIARES para separar a : patógenos entéricos de microorganismos comensales inbididos por sales biliare (Shigella y salmonella) (bacterias gram(+) y algunas gram (-) )Algunas enterobacterias que tienen aspecto mucoide tiene una CAPSULA prominentes( mayoría de cepas de Klebsiella, enterobacter y escherichia) y otras están rodeadas de la biopelicula.

El lipopolisacarido, termoestable es el principal antígeno, formado por:

- POLISACARIDO O ( somatico mas externo, es importante para la clasificación eìdemiologica de las cepas dentro de una especia)

- POLISACARIDO CENTRAL( Compartido por todas las enterobacterias)- LÍPIDO A ( Responsable de la actividad dela endotoxina, importante factor de

virulencia)

La clasificación epidemiológica de las enterobacterias se basa en 3 grupos de antígenos:

- Polisacaridos O somáticos---presentes en cada género y especie, su reactividad cruzada es muy frecuente en ( Salmonella con Citrobacter, Escherichia con Shigella). Estos anticuerpos se detectan mediante aglutinación específicos. Termoestable.

- Antígenos K dela cápsula---pueden interferir en la identificación de los antígenos O(problemas con cepas de Salmonella), termolábil

- Proteínas H de los flagelos bacterianos son proteínas flagelares termolábiles. Pueden estar ausentes o sufrir variaciones antigénicas. La mayor parte de enterobacterias son móviles, excepto ( Klebsiella, Shigella y Yersinia). Las cepas móviles están rodeadas de flagelos, también algunos poseen fimbrias (pili), que se han dividido en dos clases:

Fimbrias comunes codificadas por el cromosoma--- Tienen importancia en la capacidad de adhesión de la bacteria a receptores específicos de la célula anfitriona.

Pili sexuales codificados por plásmidos conjugativos--- Facilitan el proceso de transferencia genética entre bacterias.

PATOGENIA E INMUNIDAD

Factores de virulencia:

- ENDOTOXINA: Factor de virulencia que comparten las gramnegativas aerobias y algunas anaerobias. Depende del LIPIDO A del lipopolisacarido, que se libera en la lisis celular.Las manifestaciones sistémicas de las infecciones por gramnegativas se inician por la endotoxina como la :

Activación del complemento Liberacion de citosinas Leucocitosis Trombocitopenia Coagulación intravascular diseminada Fiebre Disminución de la circulación periférica Shock Muerte

- CAPSULA: Las enterobacterias encapsuladas se protegen de la fagocitosis con los antígenos hidrofilicos que repelen la superficie hidrofóbica de la celula fagocitica. Estos antígenos dificultan la unión de los anticuerpos a las bacterias y son poco inmunogenos.

- VARIACIÓN DE FASE ANTIGÉNICA: La manifestación de los antígenos O,K y H. Protege a las bacterias de la destrucción celular mediada por anticuerpos.

- SISTEMAS DE SECRECIÓN DE TIPO III: Es como si fuera una jeringa molecular de 20 proteínas que facilita la transferencia de los factores de virulencia bacterianos dentro de las células del hospedador diana. Cuando hay ausencia del sistema de secreción tipo III, las bacterias presentan menor virulencia

- SECUESTRO DE FACTORES DE CRECIMIENTO: El hierro es un factor de crecimiento importante para las bacterias, se encuentra transferrina, lactoferrina). Las bacterias contrarrestan esta unión produciendo sus propios SIDEROFOROS (compuestos quelantes de hierro como enterobatina y aerobactina). Aunque el hierro se puede liberar de igual manera del hospedador por acción de las hemolisinas.

- RESISTENCIA AL EFECTO BACTERICIDA DEL SUERO: Los microorganismos virulentos (que producen infecciones sistémicas) son resistentes a la acción bactericida del suero. La capsula bacteriana puede proteger a los microorganismos de este efecto bactericida.

ESCHERICHIA COLI

- Son bacilos gramnegativos, anaerobios facultativos- Fermentadores, oxidasa-negativos

- Consta de un polisacárido externo somático O, un núcleo polisacárido y el lípido A

- Cinco grupos patógenos diferentes que producen gastroenteritis: ECEP, CET, ECEH( causa importante de colitis hemorrágica y síndrome hemolítico urémico en EE.UU) , ECE1 Y ECEA

- E.coliO157 es la causa mas frecuente de COLITIS HEMORRAGICA Y SINDROME HEMOLITICO UREMICO

PATOGENICIDAD E INMUNIDADTiene factores de virulencia especiales que se clasifican en 2 categorias:

ADHESINAS EXOTOXINAS

EPIDEMIOLOGÍAEn el tubo digestivo hay grandes cantidades de E.coli. Se comportan como patógenos oportunistas cuando los intestinos se perforan y las bacterias entran a la cavidad perotineal, la mayor parte de E.coli causan enfermedades digestivas extraintestinales. Su eficacioa como patógeno se basa en lo siguiente:

Los bacilos gramnegativos que con frecuencia se aíslan de pacientes con sepsis

Responsables de más del 80% de las ITU Son causa destacada de gastroenteritis

La mayor parte de infecciones son endógenas (excepto meningitis y gastroenteritis neonatal), ya que, E.coli que es la propia flora microbiana ocasiona infección cuando las defensas del paciente disminuyen

ENFERMEDADES CLINICASGastroenteritis: Las cepas de E.coli que la provocan se clasifican en 5 grupos, los 3 primeros ocasionan diarrea secretora que afecta al intestino delgado, los 2 últimos afectan al intestino grueso:

E.coli enterotoxigenica: Se producen mayormente en niños, el inoculo es alto, las infecciones se adquieren por el consumo de alimentos o aguas contaminados por heces. No hay transmisión de persona a persona. La diarrea secretora causada por ECET se produce en un periodo de incubación de 1-2 días y persiste durante un promedio de 3-5 días. No hay cambios histológicos ni inflamación en la mucosa intestinal.ECET sintetiza dos clases de enterotóxinas

TERMOESTABLES

(STa y STb)

TERMOLABILES

(LT-1, LT-II)

LT-II, no se asocia a enfermedades del ser humano, LT-1, si se asocia. Esta formada por una subunidad A y 5 subunidades B idénticas. Las subunidades B se unen al mismo receptor que la toxina del cólera. El resultado es el aumento de las concentraciones de monofosfato de adenosina cíclico(AMPc), produce un incremento de la secreción de cloruro y la disminución de absorción de cloruro de sodio, que se manifiesta en diarrea acuosa.STa se asocia con el ser humano, es un péptido pequeño monomerico que se une al receptor transmembrana de la guanilato ciclasa y esto genera un aumento en GMPc y genera hipersecreción de líquidos. Los genes LT-1 y STa se encuentran en un plásmido transferible, que puede portar también los genes para las adhesinas factores de colonización.

E.coli enteropatogena: (ECEP)Principal causa de diarrea infantil en países pobres. Se transmite de persona a persona, se caracteriza por una diarrea acuosa puede ser grave y prolongada, se puede asociar a fiebre y vómitos.La infección se caracteriza por la adhesión bacteriana de a las células epiteliales del intestino delgado con destrucción posterior de las microvellosidades. La formación de colonias por las bacterias esta mediada por PILIS FORMADORES DE HACES, se continua por el islote de patogenicidad “locus de borramiento de los enterocitos”( responsable de la unión a la superficie de la célula hospedera y su destrucción).Actua un sistema bacteriano de tipo III. Una proteína , el receptor de la intimina translocada(Tir) se inserta en la membrana epitelial y actua como receptorde una adhesina(intimina). La unión de la intimina al Tir determina la polimerización de la actina.

E.coli enteroagregativa: (ECEA) Estan implicadas en la diarrea acuosa , persistente y con deshidratación . Es una de las pocas bacterias relacionada a diarrea crónica y retraso del crecimiento en niños. Las bacterias se caracterizan por su aglutinación que esta mediado por Fimbrias de adherencia agregantes I (AAF1), adhesinas parecidas a BFP . Hay formación de biopelicula que protege las bacterias de los antibióticos. Hay dos grupos de toxinas : La toxina termoestable enteroagregante y la toxina

codificada por plasmido, amabas inducen a la secreción de liquido.

E.coli enterohemorragica: (ECEH) son las cepas que causan mayor enfermedad en países desarrollados. La ingesta de menos de 100 bacterias puede causar la enfermedad y se debe a la transmison de persona a persona. Va desde una diarrea leve a una colitis hemorrágica con dolor intenso y diarrea sanguinolenta. ECEH evoluciona a partir de ECEP, lesiones a/b con destrucción de la microvellosidad intestinal, que da lugar adisminución de la absorción y esta mediada por las toxinas citotóxicas Shiga (Shigella), que interrumpen la sisntesis de proteínas.

E.coli enteroinvasiva (ECEI), infrecuentes. Las cepas presentan una relación con Shigella. Las bacterias son capaces de invadir y destruir el epitelio del colon para producir una diarrea acuosa. Hay presencia de sangre y leucocitos en las heces. Un grupo de genes de un plasmido median la invasión(genes plnv). El proceso de destrucción de células epiteliales da lugar a una ulceración colónica.

INFECCIONES EXTRAINTESTINALES:

SALMONELLA

Bacilo gramnegativo anaerobio facultativo, fermentadores (oxidasa-negativos). Un polisacárido externo somatico O, un núcleo polisacárido y un lìpido A.

Más de 2500 serotipos O.

Virulencia: Tolera ácidos en vesículas fagociticas, pueden sobrevivir en los macrófagos y extenderse desde el intestino a otras partes del cuerpo.

PATOGENICIDAD E INMUNIDAD

Tras la llegada al estómago, las

salmonellas se unen a la mucosa del

intestino delgado

Invaden células M( de la placa de peyer del

enterocito)

Bacterias se quedan en vacuolas enterociticas

donde se replican

La regulación de:

- Anclaje- Englobamiento- Replicación

Se debe a los islotes de patogenicidad I(codifica las proteínas invasivas

secretadas por Salmonella) yII:

Y un sistema de secreción tipo 3

La rpta inflamatoria :

-limita la infección del tracto intestinal

-media la liberación de postraglandinas

- estimula la secreción de AMPc

-media la secreción activa de liquidos

EPIDEMIOLOGÍA Reservorio animal Salmonella typhi y parathypi, están muy adaptados al ser humano ,y

pueden vivir en la vesicula biliar Salmonella choleraesuis, están adaptados a animales ,cuando infectan

al ser humano,pueden causar enfermedadesgraves. Infecciones son consecuencia de la ingestión de alimentos

contaminados, en niños por la via fecal-oral Fuentes de infección: aves de corral,huevos mal cocidos, lácteos No hay reservorio animal para Salmonella thypi , la dosis de infección es

baja, se transmite de persona a personaENFERMEDADES CLINICAS Gastroenteritis : Forma mas frecuente de salmonelosis ,síntomas aparecen entre las 6 y 8 horas después de la ingestiónLos síntomas son: nauseas, vomitos y diarrea NO sanguinolental,fiebre ,mialgia, cefalea(persisten entre 2 a 7 dias)Septicemia: Pueden aparecer infecciones supurativas como,osteomielitis, endocarditis y artritis.Fiebre entérica: fiebre tifoidea,la forma leve es la fiebre paratifoidea.Las bacterias responsables, son engullidas por macrófagos y pasan al higado,bazo y MO. Sintomas,mialgias,malestar general y anorexia. Sigue con la colonización de la vesicula biliar y reinfección intestinal.Colonización asintomática: La vesicula biliar es el reservorio de la mayoría de ellos.

SHIGELLA

Bacilos gramnegativos anaerobios facultativos, fermentadores oxidasa-negativos. Se reconoce las 4 especies:

- S. sonnei: responsable de la mayoría de la infecciones en los países desarrodallos

- S.flexneri: infecciones en los países en desarrollo- S.dysenteriae: de los infecciones más graves- S.boydii: no se suele aislar

PATOGENICIDAD E INMUNIDADEnfermedades al invadir y replicarse en las células que tapizan el colon. Las proteínas de los genes estructurales intervienen en la adherencia de los organismos a las células, así como en su invasión, replicación intracelular y diseminación de una célula a otra.Son incapaces de unirse a células mucosas diferenciadas

Se debe a los islotes de patogenicidad I(codifica las proteínas invasivas

secretadas por Salmonella) yII:

Y un sistema de secreción tipo 3

La rpta inflamatoria :

-limita la infección del tracto intestinal

-media la liberación de postraglandinas

- estimula la secreción de AMPc

-media la secreción activa de liquidos

Sistema de secreción tipo III , secreción de :

- IpaA- IpaB- IpaC

Sobreviven a la fagocitosis , se libera IL-1beta, atrae PMN desestabiliza la integridad y permite que las bacterias lleguen al tejido profundo.La cepa S.dysentiriae produce la exotoxina Shiga, la principal manifestación de esta toxina son los daños en la pared endotelial glomerular causando SHU.EPIDEMIOLOGÍA

- Seres humanos ÚNICOS RESERVORIOS- Se transmite de persona a persona oral-fecal- Pacientes con mayor riesgo, niños,ancianos- Distribución universal

ENFERMEDADES CLINICAS- Espasmos abdominales- Diarrea- Fiebre - Heces sanguinolentas- Los signos aparecen entre 1-3 dias - Colonizan el intestino delgado y se propagan en las primeras 12 horas- Tenemos( esfuerzos de defecación)- En la heces se observan:neutrófilos , moco y eritrocitos

YERSINIA

Bacilos gram negativos, anaerobios facultativos, fermetadores,oxidasas negativos

- Yersinia pestis: Patogeno muy virulento, produce la peste . Cubierta por una capa proteica

- Yersinia enterocolitica: patógeno entérico, pueden crecer a bajas temperaturas- Yersinia pseudotuberculosis : patógeno enterico

PATOGENICIDAD E INMUNIDAD- Yersinia,resiste a la destrucción por fagocitosis(antifagositica), se basa en el

sistema de secreción tipo III: Desfoforilan proteínas fagociticas , gen YopH Citotoxicidas a través de la alteración de filamentos de actina, gen YopE Apoptosis en macrófagos. Gen YopP Inhibe la producción de citosinas(disminuye rpta inflamatoria)

- Y.pestis, posee dos plasmidos que codifican genes de virulencia: Gen de la fracción 1---capsula proteica antifagositica Gen de la proteasa del activador del plasminogeno, degrada C3b y C5a,

evita la opsonizacion y migración fagocitica Resistencia al suero, absorber hierro por el SIDEROFORO

Invaden células M( de la placa de peyer del

enterocito)

Lisan las vacuolas enterociticas y se replican

en el citoplasma

Sistema de secreción tipo III , secreción de :

- IpaA- IpaB- IpaC

EPIDEMIOLOGÍA- Son zoonoticas, humano es HUESPED POR ACCIDENTE- Hay 2 tipos de peste: urbana(ratas) y salvaje( ardillas, conejos)- Cerdos y ganado reservorio de ---Y.enterocolitica- Roedores y animales salvajes---Y.pseudotuberculosis- La peste urbana se transmite al humano a través del pulgas

infectadas(por absorber sangre de las ratas)- Transmision de una persona a otra es infrecuentes

ENFERMEDADES CLINICAS- La peste bubónica: Periodo de incubación no menor a 7 dias , fiebre alta

un bubón doloroso en la ingle o axila. Un 75% de afectados fallece- La peste neumónica:Periodo de incubaciñon de 2 a 3 días, fiebre

malestar síntomas pulmonares, elevada infectividad se transmiten de persona a persona.

- La y.enterocolitis; la gastroenteritis se asocia a la ingestión de alimentos o agua contaminados, después de un periodo de incubación de 1 y 10 días se desarrolla fiebre,diarrea y dolor abdominal, afecta al ileon terminal parece una apendicitis.Pseudoapendicitis

OTRAS ENTEROBACTERIAS

Klebsiella: Capsula mucoide hay K.neumoniaey oxytoxica, conllevan a la destrucción necrótica de espacios alveolares, esputos hemoptoicos.K.rhinoscleromatis—enfermedad granulomatosa en la narizK.ozanae---rinitis crónica trófica

Proteus: P.mirabilis, infecciones en el tracto urinario, grandes cantidades de ureasa. Eleva el phurinario se forman los cálculos renales

Enterobacter, Citrobacter, Morganella y Serratia: Infecciones nosocomiales.Citrobacter koseri: meningtis y abscesos cerebrales en neonatos.

DIAGNOSTICO:

- CULTIVO: LCR, tejidos, se cultivan en medios de agar sangre no selectiva. Medios selectivos deiferenciales se usa para separar las enterobacterias que fermetan lactosa de las que no.Salmonella o shigella- muestra de heces

- IDENTIFICACION BIOQUIMICA- CLASIFICACION SEROLOGICA

HELICOBACTER

Se detectaron unos bacilos gramnegativos espirales que se parecían a Campylobacter en pacientes son gastritis de tipo B. Estos microorganismos se clasificaron al principio como Campylobacter, pero posteriormente se reclasificaron como un nuevo género, Helicobacter. Posteriormente han sido divididos en :

- Helicobacter gástricos- Helicobacter enterohepáticos

La especie de helicobacter más importante es HELICOBACTER PYLORI ( un helicobacter gástrico asociado a gastritis, úlceras pépticas, adenocarcinoma gástrico y linfomas de linfocitos B del tejido linfoide asociado a la mucosa gástrica(MALT).

Los helicobacter enterohepáticos más importantes asociados con la enfermedad en humanos son Helicobacter cinaedi y Helicobacter fennelliae, que se han aislado en varones homosexuales aquejados de proctitis, proctocolitis o enteritis.

FISIOLOGÍA Y ESTRUCTURA

- Las especies de Helicobacter se clasifican según el análisis de la secuencia del ARNr 16S de sus genes, la composición de sus ácidos grasos celulares y la presencia de flagelos polares. Hasta ahora se han caracterizado 32 especies, pero esta taxonomía esta cambiando muy rápidamente.

- Los helicobacter tienen forma espiral, pueden adoptar una morfología cococide en los cultivos de mayor edad.

- Todos los helicobacter gástricos, incluido H.pylori, son muy móviles gracias a los flagelos polares y producen gran cantidad de UREASA.

- Estas propiedades son importantes para la supervivencia en los ácidos gástricos y el movimiento rápido a través de la capa de moco viscoso hacia un entorno de pH neutro.

- Son catalasa y oxidasa positivos y no fermentan ni oxidan los carbohidratos, aunque pueden metabolizar los aminoácidos por vías de fermentación.

- En la membrana externa se encuentra el lipopolisacarido, que consta de lípido A, un oligosacárido central y una cadena lateral O. El lípido A de H.pylori muestra una baja actividad de endotoxina en comparación con otras bacterias gramnegativas y la cadena lateral O se parece a nivel antigénico a los antígenos del grupo sanguíneo de Lewis, que pueden proteger a las bacterias de la eliminación inmunitaria.

- El crecimiento de H.pylori y de otros helicobacter necesita un medio complejo complementado con sangre, suero, carbón, almidón o yema de huevo, condiciones microaerófilas y una temperatura de 30-37.

PATOGENÍA E INMUNIDAD

Tiene capacidad de colonizar de por vida el estómago de las personas no tratadas. La mayor parte de las investigaciones sobre los factores de virulencia de Helicobacter se han centrado en H.pylori Múltiples factores contribuyen a la:

- colonización gástrica- inflamación- alteración de la producción de ácido gástrico- destrucción tisular característica de enfermedad por esta bacteria

La colonización inicial se facilita por:

1) Bloqueo de producción de ácido a la proteína inhibidora del ácido de la bacteria2) Neutralización de los ácidos gástricos con el amoníaco generado mediante la

actividad ureasa de la bacteria.Los helicobacter con capacidad de movimiento activo pueden atravesar el cómo gástrico y adherirse a las células epiteliales gástricas gracias a múltiples proteínas de adhesión a la superficie. Las proteínas de superficie se pueden unir también a proteínas del hospedador y esto ayuda a las bacterias a evitar la detección inmunitaria.Las lesiones tisulares localizadas vienen mediadas por los productos generados por la:

- Ureasa- Mucinasa- Fosfolipasas- Actividad de la citotoxina vacuolizante A, una proteína que sufre endocitosis

por las células epiteliales, causa lesiones en las células mediante la formación de vacuolasOtro factor de virulencia importante es el Gen asociado a la citotoxina que se localiza en un islote de patogenicidad que contiene unos 30 genes, que actúan como jeringa para inyectar la proteína CagA en ls células epiteliales del hospedero. Tambien inducen la producción de interleucina 8, que atrae neutrófilos.

EPIDEMIOLOGÍA

Infecciones frecuentes, en individuos de clase socieconomica baja

Ser humano principal reservorio de H.pilory

Transmision de persona a persona

H.pilory parece proteger el tejido esofágico del reflujo gástroesofagico y del adenocarcinoma.

ENFERMEDADES CLÍNICAS

H.pylori se asocia a la gastritis, aveces se dearrollan ulceras gástricas

DIAGNÓSTICO DE LABORATORIO

- Microscopia: Biopsias gástricas,hermatoxilina eosina, el método de la tinción de plata es mas sensible. Heces no es fiable

- Detección de antígenos: Biopsia la actividad de la ureasa, la abundancia de ureasa permite la detección de su metabolito alcalino en menos de 2 horas. La ureasa se realiza del aliento humano

- Pruebas basadas en ácidos nucleicos- Cultivo: métodos no invasivos- Identificación: detección de la actividad oxidasa, ureasa y catalasa- Detección de anticuerpos: IgM desaparecen rápidamente, las IgA e IgG,

persisten meses o años. No se puede emplear para discriminar infecciones actuales o antigua

TRATAMIENTO, PREVENCIÓN Y CONTROL