ENTEROBACTERIACEA

 

FISIOLOGÍA Y ESTRUCTURA

Son bacilos gramnegativos de tamaño intermedio (0,3 a 1,0 × 1,0 a 6,0 mm).

Pueden ser inmóviles o móviles con flagelos peritricos (uniformemente distribuidos sobre la célula) y no forman esporas. 

Todos los miembros pueden crecer rápidamente de forma aerobia o anaerobia (anaerobios facultativos) en varios medios no selectivos (agar sangre) y selectivos (agar MacConkey).

La familia Enterobacteriaceae tiene unos requerimientos nutricionales sencillos: fermentan la glucosa, reducen los nitratos 

Catalasa (+) y oxidasa (-)

No forman esporas

La ausencia de actividad de citocromo oxidasa es una característica importante, debido a que se puede determinar rápidamente mediante una sencilla prueba, y se utiliza para diferenciar a las enterobacterias de otros bacilos gramnegativos fermentadores y no fermentadores (Vibrio, Pseudomonas).

PATOGENIA E INMUNIDAD

Factores de virulencia:

Endotoxina

La actividad de esta endotoxina depende del componente lípido A del lipopolisacárido, que se libera durante la lisis celular.

Muchas de las manifestaciones sistémicas de las infecciones por bacterias Gram (-) se inician por la endotoxina como la activación del complemento, la liberación de citocinas, la leucocitosis, la trombocitopenia, la coagulación intravascular diseminada, la fiebre, la disminución de la circulación periférica, el shock y la muerte.

Cápsula

Las enterobacterias encapsuladas se protegen de la fagocitosis mediante los antígenos capsulares hidrofílicos, los cuales repelen la superficie hidrofóbica de la célula fagocítica. Estos antígenos interfieren en la unión de los anticuerpos a las bacterias y son poco imunógenos o activadores del complemento. 

Variación de fase antigénica

La expresión de los antígenos O somáticos, de los antígenos capsulares K y de los antígenos flagelares H está bajo el control genético del microorganismo. Cada uno de estos antígenos se puede expresar alternativamente o bien no expresarse en absoluto (variación de fase), una característica que protege a las bacterias de la destrucción celular mediada por anticuerpos.

Sistemas de secreción de tipo III

Varias bacterias distintas como Yersinia, Salmonella, Shigella, Escherichia enteropatógena, Pseudomonas, Chlamydia poseen un mismo sistema efector común para traspasar sus factores de virulencia a las células eucariotas diana. 

Actúa a manera de jeringa molecular de alrededor de 20 proteínas que facilita la transferencia de los factores de virulencia bacterianos dentro de las células del hospedador diana. Aunque los factores de virulencia y sus efectos son diferentes entre los distintos bacilos gramnegativos, el mecanismo general por el que se introducen los factores de virulencia es el mismo. En ausencia del sistema de secreción de tipo III, las bacterias presentan una menor virulencia.

Secuestro de factores de crecimiento

Los medios de cultivo enriquecidos aportan nutrientes a los microorganismos, pero las bacterias se tienen que comportar como carroñeras con los nutrientes en condiciones in vivo. El hierro es un importante factor de crecimiento para las bacterias, pero se encuentra unido a las proteínas heme (hemoglobina, mioglobina) o a las proteínas quelantes del hierro (transferrina, lactoferrina). Las bacterias contrarrestan esta unión produciendo sus propios sideróforos competitivos o compuestos quelantes del hierro (enterobactina y aerobactina). El hierro se puede liberar, igualmente, desde las células del hospedador como consecuencia de la acción de hemolisinas sintetizadas por las bacterias.

Resistencia al efecto bactericida del suero

Los microorganismos virulentos que son capaces de producir infecciones sistémicas con frecuencia son resistentes a la acción bactericida del suero. La cápsula bacteriana puede proteger a los microorganismos de este efecto bactericida así como otros factores que evitan la unión de los componentes del complemento a las bacterias y su eliminación posterior mediada por el complemento.

Resistencia antimicrobiana

Tan pronto como se introducen nuevos antibióticos, los microorganismos pueden desarrollar resistencias a los mismos.

Esta resistencia puede estar codificada en plásmidos transferibles e intercambiarse entre especies, géneros e inclusofamilias de bacterias.

ESCHERICHIA COLI 

Bacilo Gram (-)

Anaerobio facultativo

Oxidasa (-)

Factor de virulencia: Adhesinas y endotoxinas

Se asocia a múltiples enfermedades, que incluyen la gastroenteritis e infecciones extraintestinales, como las ITU, meningitis y sepsis. 

E. coli O157 es la causa más frecuente de colitis hemorrágica y el síndrome hemolítico urémico

PATOGENIA E INMUNIDAD

E. coli posee una amplia variedad de factores de virulencia. Además de los factores generales que comparten todos los miembros de la familia Enterobacteriaceae, las cepas de Escherichia poseen unos factores de virulencia especializados que se pueden clasificar en dos categorías generales: adhesinas y exotoxinas. La función de estos factores se comenta en profundidad en los siguientes apartados.

EPIDEMIOLOGÍA

En el tubo digestivo existen grandes cantidades de E. coli. Aunque estos microorganismos pueden comportarse como patógenos oportunistas cuando los intestinos se perforan y las bacterias acceden a la cavidad peritoneal, la mayor parte de E. coli que causan enfermedad digestiva y extraintestinal lo hacen porque han adquirido factores de virulencia específicos codificados en plásmidos o en ADN de bacteriófagos. La eficacia de E. coli como patógeno se ilustra por el hecho de que estas bacterias son 1) los bacilos gramnegativos que con más frecuencia se aíslan de pacientes con sepsis responsables de más del 80% de las ITU adquiridas en la comunidad y del mismo número de las infecciones hospitalarias, y 3) una causa destacada de gastroenteritis. La mayor parte de las infecciones (salvo la meningitis y la gastroenteritis neonatales) son endógenas, de forma que el E. coli de la propia flora microbiana normal del paciente consigue ocasionar infección cuando sus defensas se alteran (p. ej., a través de un traumatismo o supresión de la inmunidad).

ENFERMEDADES CLÍNICAS

Gastroenteritis

Las cepas de E. coli que provocan gastroenteritis se subdividen en los cinco principales grupos siguientes: 

• E. coli enterotoxigénica

La enfermedad causada por E. coli enterotoxigénica (ECET) se produce principalmente en los países en vías de desarrollo. 

Las infecciones son más frecuentes en niños pequeños de países en vías de desarrollo o en viajeros a estas regiones. El inóculo para producir la enfermedad es alto, de forma que las infecciones se adquieren fundamentalmente por el consumo de aguas o alimentos contaminados por heces. 

No se produce la transmisión de persona a persona. 

Período de incubación de 1-2 días y persiste durante un promedio de 3-5 días. 

Síntomas: diarrea acuosa con dolores cólicos abdominales; con menos frecuencia, náuseas y vómitos se parecen a los descritos en el cólera, aunque suelen ser más leves, especialmente en adultos. No se observan cambios histológicos ni inflamación en la mucosa intestinal.

ECET sintetiza dos clases de enterotoxinas: toxinas termolábiles (LT-1, LT-II) y toxinas termoestables (STa y STb).

Mientras que la LT-II no se asocia a enfermedad en el ser humano, LT-I es funcional y estructuralmente semejante a la toxina del cólera) y se asocia a enfermedad en el ser humano. Esta toxina está formada por una subunidad A y por cinco subunidades B idénticas. Las subunidades B se unen al mismo receptor que la toxina del cólera (gangliósidos GM1), así como a otras glucoproteínas de superficie en las células epiteliales del intestino delgado.

Después de la endocitosis, la subunidad A de LT-I atraviesa la membrana de la vacuola e interacciona con una proteína de membrana (Gs) que regula la adenil ciclasa. El resultado neto es el aumento de las concentraciones de monofosfato de adenosina cíclico (AMPc), lo que produce un incremento de la secreción de cloruro y una disminución de la absorción de cloruro y de sodio, que se manifiestan con diarrea acuosa. La exposición a la toxina estimula también la secreción de prostaglandinas y la producción de citocinas inflamatorias, lo que da lugar a una mayor pérdida de líquidos.

• E. coli enteropatógena

Las cepas de E. coli enteropatógena (ECEP) fueron las primeras en asociarse a la enfermedad diarreica y continúan siendo la principal causa de diarrea infantil en los países pobres. La enfermedad es infrecuente en los países desarrollados, salvo por la aparición de brotes poco frecuentes en guarderías, y la enfermedad es poco frecuente en niños mayores y adultos, posiblemente porque han desarrollado una inmunidad protectora. A diferencia de la enfermedad por ECET, la ECEP se transmite de persona a persona, de forma que es probable que la dosis infecciosa sea baja. La enfermedad se caracteriza por una diarrea acuosa que puede ser grave y prolongada. Puede asociarse a fiebre y vómitos.

La infección se caracteriza por la adhesión bacteriana a las células epiteliales del intestino delgado con la destrucción posterior de las microvellosidades (histopatología por anclaje/borramiento [A/B]). La agregación inicial de las bacterias que determina la formación de microcolonias en la superficie de las células epiteliales viene mediada por los pili formadores de haces (BFP, del inglés bundle-forming pili) codificados por plásmidos. Los estadios posteriores del anclaje vienen regulados por los genes codificados en el islote de patogenicidad «locus de borramiento de los enterocitos».

Este islote de más de 40 genes es responsable de la unión a la superficie de la célula hospedadora y su destrucción. Tras la unión laxa mediada por los BFP, se produce una secreción activa de proteínas hacia el interior de la célula hospedadora epitelial por el sistema de secreción de tipo III bacteriano.

Una proteína, el receptor de la intimina translocada (Tir), se inserta en la membrana de la célula epitelial y actúa como receptor de una adhesina de la membrana externa bacteriana, la intimina. La unión de la intimina con Tir determina la polimerización de la actina y la acumulación de elementos del citoesqueleto por debajo de las bacterias ancladas, con pérdida de la integridad de la superficie celular y muerte de la célula.

• E. coli enteroagregativa

Las cepas de E. coli enteroagregativa (ECEA) se han visto implicadas en una diarrea acuosa, persistente y con deshidratación en niños de los países en vías de desarrollo y en personas que han viajado a estos países. Se han notificado brotes de gastroenteritis por ECEA en EE.UU., Europa y Japón y es posible que sea una causa importante de diarreas infantiles en los países desarrollados. Esta es una de las pocas bacterias asociadas a diarrea crónica y retraso del crecimiento en niños.

Las bacterias se caracterizan por su autoaglutinación en una disposición en «pilas de ladrillos». Este proceso viene mediado por las fimbrias de adherencia agregantes I (AAF1), unas adhesinas parecidas a los BFP responsables de la formación de microcolonias en ECEP. Se han descrito otras fimbrias de adherencia agregantes (AAF/II, AAF/III). Tras la adherencia de ECEA sobre la superficie del intestino se estimula la secreción de moco, lo que condiciona la formación de una biopelícula gruesa. Esta película protege a las bacterias agregadas frente a los antibióticos y las células fagocíticas. Además, dos grupos de toxinas se asocian a ECEA: la toxina termoestable enteroagregante que está relacionada antigénicamente con la toxina termoestable de ECET y una toxina codificada por plásmido. Ambas toxinas inducen la secreción de líquido. 

• E. coli enterohemorrágica 

Las cepas de E. coli enterohemorrágica (ECEH) son las cepas que causan con mayor frecuencia enfermedad en los países desarrollados. 

La mayor parte de las infecciones se explican por el consumo de ternera u otros derivados cárnicos poco cocinados, agua, leche no pasteurizada o zumos de fruta (zumo de manzana elaborado a partir de manzanas contaminadas con heces del ganado), verduras crudas como espinacas o frutas. La ingesta de menos de 100 bacterias puede causar enfermedad y se describe la transmisión de persona a persona.

La enfermedad provocada por ECEH va desde una diarrea leve no complicada hasta una colitis hemorrágica con dolor abdominal intenso y diarrea sanguinolenta. Inicialmente, la diarrea con dolor abdominal aparece en los pacientes tras 3-4 días de incubación. Los vómitos se describen en la mitad de los pacientes, pero no suele aparecer fiebre alta. A los 2 días de aparecer la enfermedad, el 30-65% de los pacientes sufren una diarrea sanguinolenta con dolor abdominal intenso.

Los síntomas se resuelven por completo a los 4-10 días en la mayor parte de los casos no tratados. 

 Además, estas cepas han adquirido la toxina Shiga (es decir, Stx-1, Stx-2 o ambas). Stx-1 es básicamente idéntica a la toxina Shiga producida por Shigella disenteriae; Stx-2 muestra una homología del 60%. Ambas toxinas se adquieren a partir de bacteriófagos lisogénicos. Ambas poseen una subunidad A y cinco subunidades B, y estas últimas se unen a un glucolípido específico de la célula del hospedador (globotriaosilceramida, [Gb3]). Hay una alta concentración de receptores de GB3 en las vellosidades intestinales y en las células endoteliales del riñón. Tras la internalización de la subunidad A, la toxina se escinde en dos moléculas, y el fragmento A1 se une al ARNr 28S e interrumpe la síntesis de proteínas. Las cepas de ECEH que expresan toxina Shiga y actividad de anclaje y borramiento son más patógenas que las que sólo producenla toxina Shiga.

• E. coli enteroinvasiva

Las cepas de E. coli enteroinvasiva (ECEI) son infrecuentes tanto en los países desarrollados como en los países en vías de desarrollo. Las cepas patogénicas se asocian fundamentalmente a un número limitado de serotipos O: O124, O143 y O164.

Las cepas presentan una estrecha relación con las propiedades fenotípicas y patógenas de Shigella. Las bacterias son capaces de invadir y destruir el epitelio del colon para producir una enfermedad que se caracteriza inicialmente por diarrea acuosa.

Una minoría de pacientes evoluciona a la forma disentérica de la enfermedad, la cual se inicia con fiebre, espasmos abdominales y presencia de sangre y leucocitos en las heces.

Un grupo de genes bacterianos transportados en un plásmido median en la invasión (genes pInv) del epitelio del colon. Las bacterias lisan después las vacuolas fagocíticas y se replican en el citoplasma de la célula. El movimiento en el citoplasma y en las células epiteliales adyacentes está regulado por la formación de colas de actina (de manera semejante a lo que sucede en el caso de Listeria). Este proceso de destrucción de las células epiteliales con infiltración inflamatoria puede dar lugar a una ulceración colónica.

Infecciones extraintestinales

Infección del tracto urinario

La mayoría de los bacilos gramnegativos que producen ITU se originan en el colon, contaminan la uretra, ascienden hasta la vejiga y pueden migrar hasta el riñón o la próstata. Aunque la mayoría de las cepas de E. coli puede producir ITU, la enfermedad se relaciona con mayor frecuencia a ciertos serogrupos específicos. Estas bacterias son especialmente virulentas por su capacidad para producir adhesinas , que se unen a las células que recubren la vejiga y el tracto urinario superior y hemolisina, que lisa los eritrocitos y otros tipos celulares.

Meningitis neonatal 

Menores de un mes

Síntomas: Decaimiento, falta de apetito, espasmos rígidos en cabeza y cuello, columna arqueada hacia atrás, convulsiones

Septicemia

Proviene de infecciones del tracto urinario y digestivo

Mortalidad por inmunidad comprometida

 SALMONELLA

Se han descrito más de 2.500 serotipos únicos para esta sola especie; sin embargo, estos serotipos se suelen recoger como especies individuales (Salmonella typhi, Salmonella choleraesuis,

PATOGENIA E INMUNIDAD

Tras la ingesta y la llegada al estómago, las salmonelas se unen a la mucosa del intestino delgado e invaden las células M (micropliegues) localizadas en las placas de Peyer y los enterocitos. Las bacterias se quedan dentro de vacuolas endocíticas, donde se replican. Las bacterias también se pueden transportar a través del citoplasma y liberarse hacia la sangre o la circulación linfática. La regulación del anclaje, el englobamiento y la replicación se debe fundamentalmente a dos grandes agregados de genes (islotes de patogenicidad I y II) en el cromosoma bacteriano. El islote de patogenicidad I codifica las proteínas invasivas secretadas por Salmonella (Ssps) y un sistema de secreción de tipo III que inyecta las proteínas en el interior de la célula hospedadora. El islote de patogenicidad II contiene los genes que permiten a la bacteria escapar de la respuesta inmunitaria del hospedador y un segundo sistema secretor de tipo III para esta función. La respuesta inflamatoria limita la infección al tracto gastrointestinal, media la liberación de prostaglandinas y estimula la AMPc y la secreción activa de líquidos.

EPIDEMIOLOGÍA

Salmonella puede colonizar a casi todos los animales, incluidas aves de corral, reptiles, ganado, roedores, animales domésticos, aves y el ser humano. 

La propagación de un animal a otro y el uso de piensos contaminados con Salmonella mantienen un reservorio animal. 

Además, a diferencia de otros serotipos de Salmonella, las cepas muy adaptadas a los seres humanos (es decir, Salmonella Typhi, Salmonella Paratyphi) pueden sobrevivir en la vesícula biliar y establecer un estado de portador crónico. Por último, muchas cepas carecen de especificidad para un hospedador y causan enfermedad tanto en los hospedadores humanos como en los animales.

La mayoría de las infecciones son consecuencia de la ingestión de productos alimentarios contaminados y, en los niños, de una transmisión directa por vía fecal-oral. 

La incidencia de la enfermedad es más elevada en niños menores de 5 años y en adultos mayores de 60 años que se infectan durante los meses de verano y otoño cuando los alimentos contaminados se consumen en reuniones sociales al aire libre. 

Las principales fuentes de infección en el ser humano son las aves de corral, los huevos, los productos lácteos y los productos preparados sobre superficies contaminadas (tablas de cocina donde se prepararon aves sin cocinar). .

La dosis infecciosa para las infecciones por Salmonella Typhi es baja, por lo que es frecuente la transmisión de una persona a otra. Por el contrario, se necesita un gran inóculo (entre 106 y 108 bacterias) para que se produzca enfermedad sintomática en el caso de otros serotipos de Salmonella. Estos microorganismos se pueden multiplicar hasta alcanzar concentraciones elevadas cuando los alimentos contaminados no se conservan adecuadamente (temperatura ambiente). La dosis infecciosa es menor en las personas de riesgo para la enfermedad debido a su edad, estado de inmunodepresión o coexistencia de una enfermedad subyacente (leucemia, linfoma, anemia drepanocítica) o reducción del pH gástrico.

ENFERMEDADES CLÍNICAS

Existen las siguientes cuatro formas de infección por Salmonella: gastroenteritis, septicemia, fiebre entérica y colonización asintomática.

Gastroenteritis

La gastroenteritis es la forma más frecuente de salmonelosis 

Periodo de incubación: 6 y las 48 horas siguientes a la ingestión de agua o alimentos contaminados 

Sintomatología inicial de náuseas, vómitos y diarrea no sanguinolenta. Son también frecuentes la fiebre, los espasmos abdominales, las mialgias y la cefalea.

Los síntomas pueden persistir entre 2 y 7 días antes de la resolución espontánea.

Septicemia

 

Todas las especies de Salmonella pueden dar lugar a bacteriemia, aunque las infecciones por Salmonella Typhi, Salmonella Paratyphi y Salmonella Choleraesuis son las que con mayor frecuencia la producen. 

El riesgo de bacteriemia por Salmonella es más alto en pacientes pediátricos, geriátricos y en pacientes inmunodeprimidos (infectados por VIH, drepanocitosis, inmunodeficiencias congénitas). 

Fiebre entérica 

Salmonella Typhi produce una enfermedad febril conocida como fiebre tifoidea. Una forma leve de esta enfermedad, la fiebre paratifoidea, se produce por Salmonella Paratyphi A, Salmonella Schottmuelleri (anteriormente conocida como Salmonella Paratyphi B) y Salmonella Hirschfeldii (anteriormente conocida como Salmonella Paratyphi C).

Período de incubación: 10 y 14 días después de la ingestión de los bacilos, los pacientes presentan fiebre que va aumentando progresivamente 

Síntomas inespecíficos como cefalea, mialgias, malestar general y anorexia. Estos síntomas duran 1 semana o más y se siguen de síntomas gastrointestinales.

Colonización asintomática

Las especies de Salmonella responsables de producir las fiebres tifoidea y paratifoidea se mantienen por la colonización del ser humano. La colonización crónica durante más de 1 año después de una enfermedad sintomática se produce en el 1-5% de los pacientes, y la vesícula biliar es el reservorio en la mayoría de ellos. La colonización crónica por otras especies de Salmonella sucede en menos del 1% de los pacientes y no es una fuente importante de infección del ser humano.

SHIGELLA

La clasificación taxonómica de Shigella que se está empleando en la actualidad es sencilla, pero técnicamente incorrecta. Se han descrito cuatro especies con casi 50 serogrupos basados en el antígeno O: Shigella dysenteriae, Shigella flexneri, Shigella boydii y Shigella sonnei. No obstante, los análisis de ADN han determinado que estas cuatro especies constituyen, en realidad, biogrupos dentro de la especie E. coli. Se han conservado sus nombres históricos debido a que su designación como E. coli podría generar confusión.

PATOGENIA E INMUNIDAD

Shigella causa la enfermedad al invadir y replicarse en las células que tapizan el colon. Las proteínas de los genes estructurales intervienen en la adherencia de los microorganismos a las células, así como en su invasión, replicación intracelular y diseminación de una célula a otra. Estos genes se hallan en un gran plásmido de virulencia, pero su regulación corresponde a genes cromosómicos. Por tanto, la presencia del plásmido no garantiza una actividad genética funcional.

Las especies de Shigella parecen incapaces de unirse a las células mucosas diferenciadas; en lugar de ello, parece que se unen en primer lugar e invaden a las células M de las placas de Peyer. El sistema de secreción de tipo III interviene en la secreción de cuatro proteínas (IpaA, IpaB, IpaC, IpaD) en las células epiteliales y en los macrófagos. Estas proteínas hacen que se ondulen las membranas de las células diana, lo que permite que las bacterias sean engullidas. Las shigelas lisan la vacuola fagocítica y se replican en el citoplasma de la célula del hospedador (al contrario de lo que ocurre con Salmonella, que se replica en el interior de la vacuola). Con la reorganización de los filamentos de actina en las células del hospedador, las bacterias son empujadas a través del citoplasma hasta las células adyacentes, donde tiene lugar el paso de una célula a otra. De este modo, los microorganismos de Shigella disfrutan de protección frente a la destrucción inmunitaria. Las shigelas sobreviven a la fagocitosis al inducir la muerte celular programada (apoptosis). Este proceso comporta, igualmente, la liberación de IL-1b, lo que atrae a los leucocitos polimorfonucleares hacia los tejidos infectados, desestabiliza la integridad de la pared intestinal y permite que las bacterias lleguen hasta las células epiteliales más profundas.

EPIDEMIOLOGÍA

Los seres humanos son el único reservorio para Shigella. Se estima que cada año se producen en EE.UU. casi 450.000 infecciones por Shigella. Esta cifra palidece si se compara con los 150 millones de casos que ocurren cada año en todo el mundo. S. sonnei es responsable de casi un 85% de las infecciones en EE.UU., pero en los países en desarrollo predomina S. flexneri. Se producen epidemias por S. dysenteriae, una especie especialmente virulenta, en África y América Central y la mortalidad por caso es del 5-15%.

La shigelosis es una enfermedad principalmente pediátrica y el 60% de las infecciones afectan a niños menores de 10 años.

La enfermedad endémica en adultos es frecuente en varones homosexuales y en los contactos domésticos de los niños infectados. Se producen brotes epidémicos en guarderías, centros de día e instituciones de acogida. La shigelosis se transmite de persona a persona por vía fecal-oral, principalmente a partir de personas con manos contaminadas y con menos frecuencia a través del agua o los alimentos. Dado que basta con 100-200 bacterias para provocar la enfermedad, la shigelosis se transmite con rapidez en las comunidades en las que los niveles de higiene personal y las normas sanitarias son bajas.

ENFERMEDADES CLÍNICAS

La shigelosis se caracteriza por la presencia de espasmos abdominales, diarrea, fiebre y heces sanguinolentas. Los signos y síntomas clínicos de la enfermedad aparecen entre 1 y 3 días tras la ingestión de las bacterias. Las shigelas colonizan inicialmente el intestino delgado y comienzan a multiplicarse en las primeras 12 horas. El primer signo de infección (una profusa diarrea acuosa sin indicios histológicos de invasión mucosa) se relaciona con la acción de una enterotoxina. Sin embargo, la característica fundamental de la shigelosis son los espasmos abdominales y el tenesmo (esfuerzos de defecación), con abundante pus y sangre en las heces. Es consecuencia de la invasión de la mucosa colónica por las bacterias. En las heces se observan numerosos neutrófilos, eritrocitos y mucosidad.

La infección suele resolverse de forma espontánea, aunque se recomienda el tratamiento antibiótico con el fin de reducir el riesgo de diseminación secundaria a los miembros de la familia y a otros contactos. La colonización asintomática del colon por los microorganismos se produce en un pequeño número de pacientes y configura el reservorio para nuevas infecciones.

YERSINIA

 

Los patógenos humanos mejor conocidos del género Yersinia son Yersinia pestis, Yersinia enterocolitica y Yersinia pseudotuberculosis. Y. pestis es un patógeno muy virulento, que produce una enfermedad sistémica de alta mortalidad llamada peste; Y. enterocolitica y Y. pseudotuberculosis son patógenos principalmente entéricos que son relativamente infrecuentes y raras veces se cultivan en la sangre.

PATOGENIA E INMUNIDAD

Una característica común de las especies patógenas de Yersinia es su capacidad para resistir la destrucción por fagocitosis. Esta propiedad se basa en el sistema de secreción de tipo III. Al entrar en contacto con células fagocíticas, las bacterias secretan unas proteínas en el fagocito que desfosforilan varias proteínas que son necesarias para la fagocitosis (producto del gen YopH), inducen citotoxicidad a través de la alteración de los filamentos de actina (producto del gen YopE) e inician la apoptosis en los macrófagos (producto del gen YopJ/P). El sistema de secreción de tipo III inhibe, igualmente, la producción de citocinas, con lo que disminuye la respuesta inflamatoria inmunitaria a la infección.

Y. pestis posee dos plásmidos adicionales que codifican genes de virulencia: 1) gen de la fracción 1 (f1), que codifica una cápsula proteica antifagocítica, y 2) gen de la proteasa del activador del plasminógeno (pla), que degrada los componentes C3b y C5a del complemento, evitando así la opsonización y la migración fagocítica, respectivamente.

El gen pla degrada también los coágulos de fibrina, lo que permite la rápida diseminación de Y. pestis. Otros factores de virulencia que se asocian específicamente a Y. pestis son la resistencia al suero y la capacidad del microorganismo de absorber hierro orgánico gracias a un mecanismo sideróforo independiente.

EPIDEMIOLOGÍA

 

Todas las infecciones por Yersinia son zoonóticas, de modo que el ser humano constituye un hospedador accidental. Se distinguen dos formas de infección por Y. pestis, la peste urbana, en la que las ratas constituyen el reservorio natural, y la peste salvaje, que produce infecciones en ardillas, conejos, ratas de campo y gatos domésticos. Los cerdos, los roedores, el ganado y los conejos son los reservorios naturales de Y. enterocolitica, mientras que los roedores, los animales salvajes y las aves de caza son los reservorios naturales de Y. pseudotuberculosis.

La peste, producida por Y. pestis, ha sido una de las enfermedades más devastadoras de la historia. Las epidemias de peste ya se recogían en el Antiguo Testamento. La primera de las tres grandes pandemias (la peste urbana) comenzó en Egipto en el año 541 d. C. y se extendió por el norte de África, Europa, Asia central y meridional y Arabia. En el momento en que esta pandemia terminó, a mediados del siglo viii, la mayor parte de la población de estos países había muerto de peste. La segunda pandemia, que comenzó hacia 1320, originó (en un período de 5 años) más de 25 millones de muertos únicamente en Europa (de la población). La tercera pandemia comenzó en China en 1860 y se extendió a África, Europa y América. Se siguen viendo en la actualidad casos epidémicos y esporádicos. Últimamente, se han descrito una media de 10 casos anuales en EE.UU., con enfermedad principalmente del tipo peste salvaje y presente en los estados occidentales.

La peste urbana se mantiene en las poblaciones de ratas y se extiende entre las ratas o entre éstas y el ser humano a través de pulgas infectadas. Las pulgas se infectan al alimentarse de la sangre de una rata bacteriémica. Tras la replicación de las bacterias en el intestino de la pulga, los microorganismos se pueden transferir a otro roedor o al ser humano. La peste urbana se ha eliminado de la mayoría de las comunidades mediante un control eficaz de las poblaciones de ratas y una higiene más adecuada. Por el contrario, la peste salvaje es difícil o imposible de eliminar, como consecuencia de la distribución universal de los reservorios mamíferos y de las pulgas vectores. Y. pestis produce una infección mortal en el reservorio animal, de modo que los patrones cíclicos de la enfermedad en el ser humano se producen a medida que el número de hospedadores reservorio infectados aumenta o disminuye. Las infecciones se pueden producir también por la ingestión de animales contaminados o la manipulación de tejidos de animales contaminados. Aunque este microorganismo es muy infeccioso, la transmisión de una persona a otra es infrecuente a no ser que el paciente presente afectación pulmonar.

ENFERMEDADES CLÍNICAS

Peste bubónica

La peste bubónica se caracteriza por un período de incubación no superior a 7 días desde que la persona ha sido picada por una pulga infectada. Los pacientes presentan fiebre alta y un bubón doloroso (adenopatía inflamatoria) en la ingle o en la axila.

La bacteriemia se desarrolla rápidamente en ausencia de tratamiento, y hasta un 75% de los afectados fallece. 

Peste neumónica 

Período de incubación: 2 o 3 días es más corto en los pacientes con peste neumónica. Inicialmente, estos pacientes presentan fiebre y malestar general, y los síntomas pulmonares se inician en el plazo de 1 día. Estos pacientes presentan elevada infectividad; la transmisión de una persona a otra ocurre por medio de partículas aerosolizadas. La tasa de mortalidad de los pacientes con peste neumónica no tratada supera el 90%.

Y. enterocolitica 

Originan enterocolitis, como su propio nombre indica. La gastroenteritis se asocia de forma característica a la ingestión de agua o alimentos contaminados. Después de un período de incubación comprendido entre 1 y 10 días (media, de 4 a 6 días), el afectado desarrolla una entidad que se caracteriza por la presencia de diarrea, fiebre y dolor abdominal, y que puede durar hasta 1 o 2 semanas. Se puede desarrollar una forma crónica de la enfermedad que llega a persistir a lo largo de varios meses. 

La enfermedad afecta al íleon terminal y puede parecer una apendicitis aguda en caso de afectación de los ganglios linfáticos mesentéricos. 

La infección por Y. enterocolitica es más frecuente en niños, y la seudoapendicitis supone un problema particular de este grupo de edad. Y. pseudotuberculosis puede producir también una enfermedad entérica con idénticos rasgos clínicos. Otras manifestaciones que se ven en los adultos son la septicemia, la artritis, el absceso intraabdominal, la hepatitis y la osteomielitis.

Yersinia pueden desarrollarse a 4 °C, estos microorganismos se pueden multiplicar hasta alcanzar elevadas concentraciones en los productos sanguíneos ricos en nutrientes que se almacenan en el refrigerador.

KLEBSIELLA

 

Las bacterias pertenecientes al género Klebsiella poseen una cápsula prominente que confiere el aspecto mucoide a las colonias aisladas y la mayor virulencia de los microorganismos in vivo. 

Los miembros de este género que se aíslan con mayor frecuencia son K. pneumoniae y Klebsiella oxytoca, los cuales pueden producir una neumonía lobular primaria adquirida en el hospital o en la comunidad. 

Las neumonías por las distintas especies de Klebsiella conllevan generalmente la destrucción necrótica de los espacios alveolares, la formación de cavidades y la producción de esputos hemoptoicos. Estas bacterias producen también infecciones de heridas, de tejidos blandos e ITU.

El microorganismo conocido anteriormente como Donovania granulomatis y, después, Calymmatobacterium granulomatis se ha clasificado de nuevo como Klebsiella granulomatis. K. granulomatis constituye el agente etiológico del granuloma inguinal, una enfermedad granulomatosa que afecta a los genitales y al área inguinal.

Por desgracia, esta enfermedad se denomina con frecuencia donovanosis en referencia al origen histórico del nombre del género. 

Se puede transmitir después de repetidas exposiciones en las relaciones sexuales, o mediante un traumatismo no sexual en los genitales. Después de una incubación prolongada de semanas o meses, aparecen nódulos subcutáneos en los genitales o en la región inguinal. Los nódulos posteriormente se rompen, mostrando una o varias lesiones granulomatosas indoloras que se pueden extender y coalescer en úlceras que recuerdan a las lesiones sifilíticas.

Otras dos especies de Klebsiella con importancia clínica son Klebsiella rhinoscleromatis, que ocasiona una enfermedad granulomatosa de la nariz, y Klebsiella ozaenae, causante de la rinitis crónica atrófica. 

PROTEUS

P. mirabilis, el miembro más frecuente de este género, produce principalmente infecciones del tracto urinario (p. ej., infección de le vejiga urinaria o cistitis; infección del riñón o pielonefritis). P. mirabilis produce grandes cantidades de ureasa, que escinde la urea en dióxido de carbono y amonio.

Este proceso eleva el pH urinario, lo que precipita el magnesio y el calcio en forma de cristales de estruvita y apatita, respectivamente, y da lugar a la formación de cálculos renales.

El aumento de la alcalinidad de la orina también resulta tóxico para el urotelio.

 

DIAGNÓSTICO

Cultivo

Los miembros de la familia Enterobacteriaceae crecen fácilmente en los medios de cultivo. Las muestras de materiales generalmente estériles, como el líquido cefalorraquídeo o un tejido que se obtiene durante la cirugía, se pueden inocular en medios de agar sangre no selectivos. Los medios selectivos (agar de MacConkey, agar eosina-azul de metileno [EMB]) se usan para el cultivo de muestras que suelen estar contaminadas por otros microorganismos (esputo, heces). 

El uso de estos medios selectivos diferenciales permite separar las enterobacterias que fermentan la lactosa de las cepas que no la fermentan, con lo que proporcionan información que puede ser valiosa para iniciar el tratamiento antimicrobiano empírico.

El diagnóstico de las cepas de E. coli responsables de la gastroenteritis se suele realizar en laboratorios de referencia.

La excepción a esta norma es la detección de ECEH. Se han empleado dos abordajes: cultivo y detección de toxinas. A diferencia de la mayor parte de E. coli, muchas cepas de ECEH no fermentan el sorbitol. Por eso, el agar de MacConkey con sorbitol (S-MAC) se ha empleado para la detección selectiva en las heces de bacterias Gram (-) para sorbitol (colonias incoloras), que posteriormente se analizan mediante pruebas de serogrupo y bioquímicas como E. coli O157, el serotipo más frecuente de ECEH. La limitación de este abordaje es que algunas cepas de O157 y muchos otros serotipos de ECEH fermentan el sorbitol y podrían pasar desapercibidos con este tipo de detección selectiva. El método preferido para la detección de ECEH es la determinación directa en las muestras de heces de la presencia de la toxina mediante el empleo de inmunoensayos comerciales. Estas pruebas son rápidas y sensibles.

Son útiles los medios muy selectivos o los medios específicos para un microorganismo en la recuperación de microorganismos como Salmonella o Shigella a partir de muestras de heces, en las que la abundancia de la microflora normal puede ensombrecer la presencia de estos microorganismos patógenos.

El aislamiento de Y. enterocolitica resulta complicado debido a que este microorganismo crece lentamente a la temperatura habitual de incubación y prefiere temperaturas más bajas, en las que es más activo metabólicamente. Sin embargo, los laboratorios clínicos se han aprovechado de esta propiedad para mezclar las muestras de heces con solución salina y posteriormente almacenar la muestra a 4 °C durante 2 semanas o más antes de subcultivarla en un medio de agar. Este enriquecimiento en frío permite el crecimiento de Yersinia, pero inhibe o destruye otros microorganismos presentes en la muestra. Aunque el uso del método del enriquecimiento en frío no es útil en el manejo inicial de un paciente con gastroenteritis por Yersinia, ha permitido esclarecer la función de este microorganismo en la enfermedad intestinal crónica.

Identificación bioquímica

Hay muchas especies diferentes dentro de la familia Enterobacteriaceae. Las citas bibliográficas incluidas al final de este capítulo proporcionan información adicional de su identificación bioquímica. Los sistemas de pruebas bioquímicas se han vuelto cada vez más sofisticados, y en la actualidad prácticamente todos los miembros de la familia se pueden identificar de forma precisa en un plazo inferior a 24 horas mediante alguno de los sistemas de identificación comercializados actualmente. Se emplea la secuenciación de los genes específicos de cada especie (gen del ARNr 16S) o la detección de los perfiles proteicos característicos mediante espectrometría de masas para identificar las especies menos frecuentes.

Clasificación serológica

El análisis serológico es muy útil para determinar la significación clínica de una cepa (p. ej., la determinación del serotipo de las cepas patógenas, como E. coli O157 o Y. enterocolitica O8) y para clasificar las cepas con fines epidemiológicos. Sin embargo, la utilidad de este procedimiento está limitada por las reacciones cruzadas con enterobacterias antigénicamente relacionadas y con microorganismos de otras familias bacterianas.

TRATAMIENTO, PREVENCIÓN Y CONTROL

Carbapenems 

• Imipenem 
• Meropenem 
• Ertapenem 

Además, los microorganismos sensibles que son expuestos a concentraciones infraterapéuticas de antibióticos en un medio hospitalario pueden desarrollar resistencias rápidamente. 

Se recomienda tratamiento sintomático, pero no antibiótico, en los pacientes con gastroenteritis por E. coli enterohemorrágica o Salmonella, ya que los antibióticos pueden prolongar el estado de portador fecal o aumentar el riesgo de complicaciones secundarias (SHU con infecciones ECEH en niños) en esta población. Se recomienda administrar tratamiento frente a las infecciones por Salmonella Typhi u otras infecciones sistémicas por Salmonella; no obstante, la tendencia al aumento de la resistencia a antibióticos como las fluoroquinolonas ha complicado el tratamiento.

Es difícil prevenir las infecciones por enterobacterias debido a que estos microorganismos constituyen un elemento fundamental de la microflora endógena. Sin embargo, se pueden evitar algunos factores de riesgo para estas infecciones, como el uso indiscriminado de antibióticos que pueda dar lugar a la selección de bacterias resistentes, la realización de intervenciones que ocasionen traumatismos en las barreras mucosas sin cobertura antibiótica apropiada y la utilización de sondas urinarias. No obstante, muchos de estos factores están presentes en los pacientes que tienen alto riesgo de infección (p. ej., pacientes inmunodeprimidos que permanecen ingresados durante períodos prolongados).

La infección exógena por enterobacterias es teóricamente más fácil de controlar. Por ejemplo, el origen de las infecciones por microorganismos como Salmonella es bien conocido.

Sin embargo, estas bacterias son ubicuas en las aves y en los huevos. A no ser que se tenga cuidado en la preparación y en la refrigeración de estos alimentos, poco se puede hacer para controlar estas infecciones. Los microorganismos de Shigella se transmiten fundamentalmente entre los niños pequeños, pero es difícil interrumpir la transmisión fecal-mano-oral responsable de la diseminación de la infección en esta población.

Los brotes de estas infecciones sólo se pueden prevenir y controlar de manera eficaz a través de la educación y la introducción de medidas eficaces para el control de la infección (lavado de manos y destrucción correcta de la ropa de cama y los pañales infectados) en los lugares donde suelen ocurrir estas infecciones.

No se dispone todavía de ninguna vacuna frente a Y. pestis, aunque es probable que esta situación se modifique debido a su posible utilización en acciones de terrorismo biológico.

Se comercializan dos vacunas frente a Salmonella Typhi, una vacuna atenuada oral y una vacuna basada en el polisacárido capsular Vi. Ambas vacunas confieren protección a una proporción de receptores comprendida entre el 50% y el 80%, se administran en forma de varias dosis y requieren vacunaciones de refuerzo debido a que la inmunidad obtenida es de vida corta. Se remite al lector interesado en las recomendaciones actuales a la página web de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades