Familia Enterobacteriaceae

mar 22 • MicrobiologíaNo hay comentarios

La clasificación de la familia Enterobacteriaceae se agrupa por fenotipo y deben cumplir los siguientes criterios básicos:

  1. Gram negativos, la gran mayoría bacilos.
  2. Fácilmente cultivables.
  3. Son oxidasa negativa (excepto la familia Plesiomonas que es oxidasa positivo) y catalasa positiva.
  4. Reducen nitratos a nitritos
  5. Anaeróbicos facultativos
  6. Realizan la fermentación de carbohidratos en condiciones anaeróbicas en la cual pueden producir o no gas (CO2 y H2), y son oxidadores en condiciones aeróbicas.
  7. Pueden tener o no flagelos que en caso de existir son peritricos.

Además, son quimioheterótrofos que no forman esporas.

Tienen  gran importancia química por su presencia en la flora intestinal, suelo y agua. Suelen ser responsables de numerosas infecciones entre ellas el 35%  de las septicemias (infección generalizada del organismo de difícil curación), el 70% de las infecciones del tracto urinario y las infecciones intestinales debido en parte a su comportamiento como patógenos oportunistas.

Fisiología

Básicamente  pueden llevar a cabo dos tipos de fermentaciones:

  1. Fermentación ácido mixta: es la que produce más ácidos y genera gas en una proporción CO2:H2 1:1. En esta vía se forman los ácidos acético, láctico, succínico y fórmico dependiendo de la especie y las condiciones de cultivo. Dan positivo en la prueba rojo de metilo.
  1. Fermentación butanodiólica. Producen como subproductos butanodiol, etanol, lactato, succinato, acetato y gas en proporciones CO2:H2 5:1. Las cantidades de ácido producidas son insuficientes para dar positivo en la prueba con rojo de metilo, pero sí dan positivo en la prueba de VogesProskauer.

Según la clasificación serológica de esta familia tienen tres tipos de antígenos:

LPS (lipopolisacárido) – > O

Cápsula – > K

Flagelos  -> H

Patogenia

Las causas mediante las cuales generan patogenia son diferentes factores de virulencia:

  1. Endotoxinas: componente A del LPS (después de la lisis)
  2. Cápsula: protección frente a fagocitos y antibióticos
  3. Exotoxinas: sustancias que liberan al medio
  4. Supervivencia y multiplicación dentro de otra célula
  5. Producción de factores de adherencia
  6. Resistencia a antibióticos

Géneros

Grupo I

Escherichia

Escherichia coli es la especie más aislada y más conocida pero se compone de otras 5 especies. Son un conjunto heterogéneo de cepas de las cuales la mayoría no son patógenas, sin embargo, existen patógenos oportunistas que producen como enfermedades más habituales:

  • gastroenteritis
  • infecciones del tracto urinario
  • En menor medido también pueden producir un tipo de meningitis muy grave pero  poco frecuente en recién nacidos y septicemias en inmunodeprimidos.

Gastroenteritis

Existen distintos tipos de cepas:

E. colienterotoxigénica (ECET)

Genera toxinas. Produce una diarrea parecida al cólera pero mucho menos grave, es la conocida como diarrea del viajero. También causa gastroenteritis en niños pequeños que puede ser grave siendo causa de muerte en niños del Tercer Mundo. Se produce por beber agua contaminada.

E. colienteroinvasiva (ECEI)

Provoca una gastroenteritis con fiebre, retortijones, heces con sangre. Invaden el epitelio intestinal destruyéndolo. Para su identificación química se realiza la prueba de Sereny, por la cual se inocula el ojo de una cobaya y si desarrolla conjuntivitis quiere decir que es esta cepa.

E. colienteropatogénica (ECEP)

Históricamente es muy importante, provoca diarrea infantil que en los países subdesarrollados es causa de muerte. Se adhiere a las fibras intestinales y se cargan las microvellosidades, son bacterias enteroadherentes.

E. colienterohemorrágica (ECEH)

Producen una toxina parecida a Shiga y se llama verotoxina. Puede provocar desde diarreas leves hasta colitis hemorrágicas, incluyendo el síndrome hemolítico urémico (HUS) consistente en insuficiencia renal y anemia severa. Éste es provocado por una cepa emergente aislada a  principios de los años 80 llamada O157:H7 siendo una de las causas de brotes epidémicos de gastroenteritis en países desarrollados. Se puede contraer por tomar carne de ternera contaminada poco hecha, leche sin pasteurizar y en general, alimentos crudos. También se puede contraer por beber o nadar en aguas contaminadas. Esta cepa fue responsable de la crisis del pepino que produjo en Alemania más de 30 muertos y que finalmente no se hallaba en el pepino español sino en brotes de soja plantados en Alemania o gramíneas procedentes de Egipto.

Infecciones del Tracto Urinario

Son cepas de E. coliuropátogenas que por lo general son virulentas porque  poseen adhesinas que les permite fijarse en el tracto urinario y llegar al riñón causando pielonefritis que puede ser muy grave ya que pueden derivar en septicemias. También es causa de UTIs mal tratadas que son muy frecuentes en mujeres de edad fértil.

Salmonella

Es un género muy relacionado con Escherichia ya que comparten alrededor del 50% de la secuencia de ADN pero son casi todas patógenas de  humanos y animales de sangre caliente.

Salmonella enterica

Es una especie de la que existen más de 1500 serotipos distintos, en clínica se llaman con el nombre del serotipo pues cada serotipo genera una enfermedad diferente.

Se encuentra en todos los animales: aves, reptiles, vacas, animales domésticos… El reservorio de Salmonella se mantiene por contacto entre animales y por consumo de piensos contaminados.

Salmonella typhi y Salmonella paratyphi

Se transmiten por ingestión de alimentos o aguas manipulados por gente contaminada (higene).

Para el resto de las especies se contrae infección por agua o alimentos contaminadas y en niños pequeños por contaminación oral-fecal.

La mayor parte de los casos son niños en la estación cálida o que han ingerido alimentos que hayan estado al aire libre. Los huevos, carne de ave y por productos lácteos. Se dan más casos por el consumo de huevos crudos o poco cocidos porque Salmonella se encuentra en el intestino de las gallinas.

En USA se dan 50.000 casos todos los años. Los más graves se refieren a niños pequeños y a ancianos.
Para que se desarrolle la enfermedad es necesario ingerir una gran cantidad de Salmonella, del orden de 108 individuos aunque en el caso de niños, ancianos, inmunodeprimidos y personas con menor acidez en el estómago se necesita una menor dosis.
En los meses cálidos se da una mayor incidencia porque permiten la reproducción de las bacterias con mayor facilidad.
El tratamiento mejora con antibióticos.

Enfermedades

Salmonellosis – Enteritis: Se produce de 6 a 48 horas después de consumir el alimento, provoca dolor de cabeza, fiebre, diarrea y vómitos. Su duración es de una semana y desaparece por sí misma pues no responde a antibióticos sino que el tratamiento es sintomático. El problema es que puede derivar en septicemia y puede darse en niños y ancianos.

Fiebres tifoideas (S. tiphy) y paratíficas (S. paratyphi): son graves y su mortalidad es del 20% si no se tratan. Se contraen por ingerir alimentos contaminados por personas. Los síntomas aparecen después de 10-14 días. Las bacterias penetran en el intestino liberando LPS que provoca picos de fiebre. Es muy importante en el Tercer Mundo. Puede ocurrir que sean mantenidas en portadores humanos por colonización asintomática en el 1 a 5% de los casos y puede durar hasta un año o mucho más. El órgano donde se acantonan es en la vesícula.

Existen muchas Salmonellas resistentes a antibióticos porque a las aves de granja se les suelen proporcionar en gran cantidad.

Shigella

Es otro género muy relacionado con E. coli. Existen varias cepas al igual que en el caso de Salmonella.

Son responsables de casos de disentería bacteriana: diarrea con sangre y mucosidad. Es muy frecuente en países del Tercer Mundo por ingestión de agua contaminada. La dosis infectiva es muy baja, con 200 bacterias ya es posible contraer la infección. Son muy resistentes al paso por el estómago. Es un peligro en el hielo de países subdesarrollados.

En países desarrollados es básicamente una enfermedad pediátrica de las guarderías por contaminación oral-fecal. En adultos es autolimitada pero en niños y ancianos es muy grave porque provoca HUS y complicaciones neurológicas que pueden conducir a la muerte.

Esta bacteria coloniza el intestino grueso y no hace nunca septicemias. Es patógena porque es intracelular y puede pasar de una célula a otra sin pasar por el medio extracelular debido a las toxinas invasivas y la toxina shiga que está relacionada con el HUS y no con la disentería normal.

GRUPO II

Estas bacterias realizan la fermentación butanodiólica.

Enterobacter

En suelos y aguas y, a veces, en el intestino. Relacionadas con estas bacterias son Klebsiella que fija N2 y cuya especie K. pneumoniae provoca neumonía.

Serratia

Produce prodigiosinas que son pgimentos y son pirroles que están en clorofilas y hemoglobinas pero no se sabe muy bien cuál es su función.

Erwinia

Son patógenos de plantas.

GRUPO III – Proteus-Providencia

La mayoría son de vida libre aunque hay algún Proteus patógeno. Es ureasa + lo que quiere decir que hidroliza urea.

En caso de ser patógenas provoca infecciones del tracto urinario y del riñón. Son muy rápidas moviéndose y crece en oleadas (en placa de cultivo se puede ver como círculos concéntricos).

GRUPO IV – Yergsinia

Es un grupo con siete especies de las cuales tres son patógenos muy importantes de humanos y animales.

Y. pseudotuberculosis

Provoca una enfermedad parecida en animales.

Y. enterocolitica

Provoca enterocolitis, se da especialmente en Escandinavia y en las zonas frías de América.

Y. pestis

Es la responsable de la peste negra. Su reservorio se mantiene en poblaciones de roedores especialmente las ratas de las ciudades. Se transmite por las picaduras de las pulgas, en ésta se ubican en el intestino parando la digestión, aumentando la sensación de hambre y por tanto que  piquen más.

En el siglo XIV fue muy grave debido a que Europa estaba en muy malas condiciones higiénicas. En la actualidad no está erradicada pues se encuentra en otros hospedadores salvajes como ardillas, conejos, perrillos de las praderas…

En general provoca dos tipos de infecciones: peste bubónica y la peste neumónica. El sistema inmunitario de las personas se activa, y al estar las células en cápsulas se disemina con mayor facilidad.

Peste bubónica

Se forman bubones (o bubas) que son los ganglios inflamados muy dolorosos que provocan hemorragias subcutáneas provocando la piel negra. La tasa de mortalidad es del 60% si no hay tratamiento en 3-5 días.

Peste neumónica

Se pasa de persona a persona por los aerosoles. Asoló Europa pues su tasa de mortalidad es del 90%. Actualmente es tratable y curable con estreptomicina  y tetraciclina.

Indicadores de contaminación fecal

Para ver si el agua es potable se busca el organismo indicador (algo cuya presencia nos indique que hay patógenos) que tienen las siguientes propiedades:

  1. Debe estar siempre que esté el patógeno
  2. Sólo cuando sea probable que esté el patógeno
  3. En mayor número que el patógeno para que la detección tenga un mayor margen de seguridad.
  4. Sobrevivir igual que el patógeno
  5. Fáciles de detectar
  6. No han de multiplicarse en el agua para evitar sobreestimaciones

Los microrganismos que se utilizan para la contaminación fecal son los coliformes:

  1. Bacilos gram-negativos que fermentan la lactosa con producción de gas y ácido (en el tracto intestinal), son bacterias relacionadas con E. coli.

Durante el análisis debe tenerse en cuenta:

  1. Búsqueda de coliformes totales: cumplen los requisitos anteriores y crecen a 35º
  2. Coliformes fecales: crecen a 44,5º
  3. E. coli es unorganismo indicador

Los requisitos para designar un agua como potable son:

      • Potable en 100 ml nada
      • Playas 1000 coliformes totales
      • Aguas para cría: 70 bact/100 ml

Autora: Gloria Costas Ruiz, Lda. en Biología ambiental y marina

Bibliografía

MADIGAN, Michael T., MARTINKO, John M., ADDISON-WESLEY, “BROCK. BIOLOGÍA DE LOS MICROORGANISMOS”. 12ª edición. 2009

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