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Bacteriología
Seminario 2
Bacterias Gram positivas
Microbiología 1II Cátedra
Facultad de Medicina (UBA)
Objetivos
1. Recordar la estructura de las bacterias gram positivas
2. Reconocer los principales factores de patogenicidad de las bacterias gram positivas
3. Enumerar las diferentes toxinas y su mecanismo de acción
4. Reconocer mecanismos de patogenicidad de bacterias anaerobias gram postivias
TINCION de GRAM
• Gram + : Púrpura - Violeta
• Gram - : Rojo - Rosa - Fucsia
Staphylococcus aureus (coco gram positivo); E. Coli (bacilo gram negativo).
Prueba útil y simple que le permite al médico una primera aproximación a la morfología bacteriana para diferenciar entre los 2 principales tipos de bacterias.
PeptidoglicanoForma aproximadamente el 50% del peso de la pared celular en seco. Funciona como estabilizador osmótico y evita la lisis de la bacteria por las diferencias en la concentración de sal. Estimula la quimiotaxis de neutrófilos, lo que contribuye a la formación de abscesos. Es pirogénico y degradable por lisozimaLas proteínas ligadoras de penicilina (PBP) son enzimas que catalizan la construcción de peptidoglucano.
Está compuesto por cadenas de 10 a 12 glucanos, entre los que destacan el ácido N-acetilmurámico y N-Acetilglucosamina unidos mediante enlaces β 1,4.
N-Acetilmurámico
N-Acetilglucosamina
Ácidos teicoicos• Aproximadamente, el 30% del peso de la pared celular en seco. • Son polímeros de fosfato de ribitol unidos mediante enlaces
fosfodiéster (diferentes para cada especie bacteriana) • Se unen a residuos del ácido N-acetilmurámico de la capa de
peptidoglicano o se anclan lipofílicamente a la membrana citoplasmática (ácidos lipoteicoicos).
• Son inmunógenos cuando se encuentran unidos al peptidoglucano y estimulan una respuesta de tipo humoral, activan el complemento, mejoran la quimiotaxis de los leucocitos polimorfonucleares y activan la producción de interleuquina-1.
• Actúan en la adherencia específica de las bacterias grampositivas a las superficies mucosas y presentan afinidad por fibronectina.
Género Staphylococcus
• Cocos Gram (+)
• División en planos transversales
• Ubicuos
• Anaerobios facultativos
• Inmóviles
• Crecimiento rápido en medios simples
• Producen Catalasa
• S. aureus
S. epidermidis
S. saprophyticus
Agrupación en racimos
Coagulasa (+)
Coagulasa (-)
Microfotografía electrónica por barrido de S. aureus
Staphylococcus spp.
• Pared celular: 3 componentes principales
Peptidoglicano con cadenas de unión específicas (pentaglicina)
Ácidos teicoicos
Proteína A
• Cápsula polisacárida delgada (por fuera de la pared)
Patogénesis de S.aureus
Regulación de los factores de virulenciaLa expresión de los factores de virulencia estafilocócicos está regulada por varios sistemas que detectan cambios en el ambiente. Estos sistemas constan de dos componentes, una quinasa sensora y un regulador de respuesta y funciona por medio de cascadas de fosforilación que culminan en la activación de transcripción. Se han estudiado varios sistemas reguladores en S. aureus que incluyen a los genes agr, saeRS, srrAB, arlSR y lytRS.El gen agr es el mejor estudiado y es esencial en el control de la percepción de quorum de la expresión genética, controla la expresión preferente de adhesinas de superficie (proteína A, coagulasa, proteína fijadora de fibronectina, entre otras) así como la producción de toxinas, como TSST-1.
Factores de virulencia: 1.proteínas de superficie que promueven la colonización de los tejidos del huésped2.invasinas que promueven la diseminación de bacterias en los tejidos (leucocidinas, quinasas, hialuronidasa)3.factores que inhiben la fagocitosis (cápsula , Proteína A)4.propiedades bioquímicas que mejoran su sobrevida en los fagocitos (carotenoides, producción de catalasa)5.camouflage inmunológico (Proteína A, coagulasa)6.toxinas que rompen las membranas celulares eucariotas (hemolisinas, leucotoxina, leucocidina;7.exotoxinas que dañan los tejidos del huésped o provocan síntomas de la enfermedad (SEA-G, TSST, ET )8.Resistencia inherente y adquirida a los antibióticos.
Son frecuentes las infecciones por estafilococos humanosGeneralmente permanecen localizados en la puerta de entrada gracias a las defensas normales del huésped. El ingreso puede ser:- un folículo piloso, - una herida en la piel (pinchazo) o una herida quirúrgica (Los cuerpos
extraños, incluyendo suturas, son colonizados fácilmente) - el tracto respiratorio (la neumonía estafilocócica es una complicación
frecuente de la gripe)
Respuesta del huésped a la infección estafilocócica localizada INFLAMACIÓN
(temperatura elevada en el sitio, hinchazón, acumulación de pus
y necrosis de tejido)
.
Infecciones más graves de la piel: forúnculos - impétigo.
Infección localizada del hueso: osteomielitis.
Cuando las bacterias invaden el torrente sanguíneo se producen consecuencias graves: - septicemia que puede ser rápidamente fatal; - bacteriemia que puede producir otros abscesos internos- otras lesiones de la piel - infecciones en el pulmón, riñón, corazón, músculo esquelético o meninges.
SITIOS DE INFECCIÓN Y ENFERMEDAD CAUSADA POR S.aureus
orzuelosinusitis
forúnculo, carbunclo
Diseminación hematógena
forúnculos
endocarditis
impétigo
diarrea
Sindrome Shock Tóxico
IUCistitis
neumonía
emesis
Sindrome de piel escladada
osteomielitis
ADHESIÓN• S. aureus expresa proteínas en su superficie que promueven la
unión a proteínas del huésped laminina y fibronectina (que forman la matriz extracelular de las superficies epiteliales y endoteliales).
• Además, la mayoría de las cepas expresan una proteína de unión a fibrina-fibrinógeno (factor de aglutinación), que promueve la unión a coágulos sanguíneos y tejido traumatizado.
• En cepas que producen osteomielitis y artritis séptica: adhesina que promueve la unión al colágeno. Ésta es importante en la adhesión bacteriana al tejido dañado donde han sido expuestas las capas subyacentes.
INVASION
La invasión de los tejidos del huésped por estafilococos implica la producción de una gran variedad de proteínas extracelulares, algunas de los cuales son proteínas asociadas a células.
a) Toxinas que dañan membranasb) Coagulasa y clumping factor
c) Estafiloquinasad) DNAsa y FAME
Toxinas que dañan membranas
• Alfa-toxina (alfa-hemolisina): La mejor caracterizada y más potente toxina de membranas de S. aureus. Se introduce en las regiones hidrofóbicas de la membrana citoplasmática de células como eritrocitos, hepatocitos, leucocitos, miocitos y plaquetas. Estos poros causan un desequilibrio osmótico importante debido a la salida rápida de K+ y la entrada de Na+ y Ca++ que termina en lisis celular. Es especialmente neurotóxica ya que causa la degeneración de la vaina de mielina. Codificada en cromosoma bacteriano
• Beta-toxina (esfingomielinasa C): Tiene afinidad por la esfingomielina y lisofosfatidil colina (componentes de la membrana citoplasmática del huésped) y cataliza su destrucción, que implica toxicidad para eritrocitos, fibroblastos, leucocitos y macrófagos . Está codificada en un bacteriófago lisogénico
Toxinas que dañan membranas
• Delta-toxina: Se produce en la fase de crecimiento tardío. Se cree que esta toxina actúa como un surfactante que actúa como detergente en las membranas de las células blanco, afecta a todas las células en general, pero en especial a eritrocitos.
• Gamma-Toxina y Leucocidina PVL: Ambas son estructuralmente similares y tienen actividad hemolítica. Actúan de foma similar a la toxina alfa: forman poros con aumento de la permeabilidad de cationes, desequilibrio osmótico y lisis celular. Los genes que codifican a PVL han sido localizados en un bacteriófago
Coagulasa y clumping factor
• Coagulasa es una proteína extracelular que se une a la protrombina en el huésped para formar un complejo llamado estafilotrombina.
• La actividad proteasa característica de la trombina se activa en el complejo, que resulta en la conversión de fibrinógeno en fibrina. El mecanismo es indirecto.
• El factor de aglutinación (clumping factor) se ubica sobre la superficie bacteriana que une al fibrinógeno en forma directa
Estafiloquinasa• Muchas cepas de S aureus expresan este factor activador de plasminógeno, que lisa
fibrina. • El determinante genético se asocia con bacteriófagos lisogénicos. • Un complejo formado entre la estafiloquinasa y plasminógeno activa una actividad
proteolítica tipo plasmina: disolución de coágulos de fibrina.
Otras enzimas extracelulares• Proteasas, • Lipasa • Desoxirribonucleasa (DNasa) • Enzima modificadora de ácidos grasos (FAME): importante en los abscesos, en el
que podría modificar los lípidos antibacterianos y prolongar la supervivencia bacteriana
EVASIÓN DE LA DEFENSAS DEL HUÉSPED
Polisacárido CapsularEvita la fagocitosis en ausencia de complemento.
Se han identificado 11 serotipos capsulares de S. aureus. Los serotipos con las cápsulas más gruesasson el 1 y el 2, y forman colonias mucoides, no obstante,
no se asocian con enfermedad.
Los serotipos 5 y 7 son los responsables de la mayor parte de las infecciones humanas
y específicamente el serotipo 5 engloba a la mayoría de las cepas de S.aureus resistentes a Meticilina
EVASIÓN DE LA DEFENSAS DEL HUÉSPED
• Proteína AEs una proteína de superficie que une IgG (subtipos IgG1, IgG2, IgG4) por su región Fc, lo cual impide la opsonización y la fagocitosis
• LeucocidinaActúa específicamente sobre los leucocitos polimorfonucleares
EXOTOXINAS• S. aureus puede expresar varios tipos diferentes de toxinas proteicas que
pueden ser responsables de los síntomas durante las infecciones.
• La liberación sistémica de una toxina causa shock séptico, mientras las enterotoxinas y la TSST-1 son superantígenos que puede causar shock tóxico.
• Las enterotoxinas estafilocócicas causan emésis (vómitos) cuando se ingiere y la bacteria es la causa principal de intoxicación alimentaria.
• La toxina exfoliatina. Hay dos formas antigénicamente distintas de la toxina, ETA y ETB. Las toxinas tienen actividad esterasa y proteasa y se dirigen a una proteína que está implicada en el mantenimiento de la integridad de la epidermis.
EXOTOXINAS
S. aureus secreta dos tipos de toxinas con actividad de SUPERANTÍGENO: Enterotoxinas, con seis tipos antigénicos denominados A, B, C, D, E y GToxina del síndrome de shock tóxico (TSST-1).
Las enterotoxinas causan diarrea y vómitos cuando se ingieren y son responsables de la intoxicación alimentaria estafilocócica. TSST-1 se expresa sistémicamente y es la causa del síndrome de shock tóxico (SST). Cuando se expresa sistémicamente, las enterotoxinas también pueden causar SST. El SST pueden ocurrir como secuela de una infección estafilocócica si una enterotoxina o TSST-1 se libera sistémica y el huésped carece de anticuerpos neutralizantes adecuados.
EXOTOXINAS
Los superantígenos estimulan inespecíficamente las células T, sin el reconocimiento antigénico normal. Las citoquinas se liberan en grandes cantidades, provocando los síntomas del SST
Los superantígenos se unen directamente a las moléculas clase II del CMH de las células presentadoras de antígeno fuera del sitio convencional de unión al antígeno.
Célula T Célula T
CMH II CMH II
Célula presentadora de antígeno (CPA)
Varios clones de LT
Un clon de LT
Citoquinas (IL-2)Excesiva IL-2
Prolif. Células T
Cooperación T-B
Proliferación de células B.
Anticuerpos
IL-2 estimula síntesis de FNT-α y demás citoquinas
SHOCK
EXOTOXINAS
ExfoliatinasSe asocian al Sindrome de piel escaldada, que provoca la separación dentro de la epidermis, entre las capas vivas y las muertas. La separación es a través del estrato granuloso de la epidermis
Se han demostrado tres isoformas de TE (TEA, TEB, TED), que son serino-proteasas glutamato-específicas que específicamente escinden un único enlace peptídico en la región extracelular de la desmogleína 1 (DSG 1) humana y murina, una molécula de adhesión desmosomal célula a célula de tipo cadherina.
Acción de las exfoliatinas
Distribución diferencial de las isoformas de DSG en la epidermis. Representación esquemática de la distribución de DSG en (A) piel sana y (B) piel expuesta a la tovina exfoliatina. En todos los estratos, excepto el estrato granuloso, la toxina exfoliativa media la hidrólisis de la desmogleína 1 (DSG-1) lo que es compensado por la desmogleína 3 (DSG-3). DSG-3 está ausente en el estrato granuloso, lo que explica el desprendimiento de las células y la división de las capas de la epidermis sobre la hidrólisis de DSG-1.
Staphylococcus aureus FLORA HABITUAL de Nariz, Vagina y Colon.
Puede INFECTAR en forma oportunista: - Piel (Epidermis y foliculos pilosos)
Además causa: - Intoxicación alimentaria
- Infección de tejidos blandos
- Impétigo
- Sindrome de shock tóxico
- Septicemia
- Neumonía
- Osteomielitis
- Sindrome de piel escalada (Enfermedad de Ritter):
Exfoliatina A y B en sangre
Epidemiología• Bacteria ubicua• Resistente a las condiciones ambientales• Flora normal en la piel del individuo sano, pero cuando disminuyen las defensas de la piel pueden causar enfermedad.
• Principal grupo de riesgo: pacientes hospitalizados o inmunocomprometidos.
• Los seres humanos son un reservorio natural de S. aureus.
Epidemiología• Tiene colonización selectiva de narinas (20-40%, en adultos), pliegues intertriginosos, perineo, axilas y vagina, no obstante, las personas colonizadas tienen un riesgo mayor de sufrir infecciones
• La colonización por S. aureus se da preferentemente en:– Personas con diabetes tipo 1;– Usuarios de drogas intravenosas;– Pacientes con hemodialisis;– Pacientes quirúrgicos;– Personas con SIDA.
Epidemiología• Se diseminan por las actividades domésticas y comunitarias tales como hacer la cama, vestirse o desvestirse.
• El equipo de salud es uno de los principales vectores biológicos de diseminación.
• Se ha visto que los manipuladores de alimentos contribuyen a diseminar S.aureus enterotoxigénicos, contribuyendo al desarrollo de intoxicaciones alimentarias.
• Desde hace aproximadamente 50 años, se ha visto un incremento en la incidencia de infecciones nosocomiales y de multirresistencia.
Resistencia AntibióticaS.aureus ha desarrollado varios mecanismos para sobrevivir a los β-lactámicos y otros fármacos(En la actualidad, aprox sólo el 10-15% de las cepas son sensibles a penicilina). Ej. de estos mecanismos son:• Hiperproducción de beta-lactamasas• Producción de PLP (proteínas que ligan penicilinas) de baja afinidad
S.aureus resistente a Meticilina (SARM): expresan el gen mecAEs resistente a todos los betalactámicos (incluyendo cefalosporinas y carbapenemes) y usualmente a aminoglucósidos, eritromicina, clindamicina, tetraciclinas, sulfamidas, quinolonas y rifampicina. Alternativa: Vancomicina, pero…..
S.aureus resistente a Vancomicina (SARV): en aumento
Diagnóstico de S. aureus• Microscopía: cocos Gram (+) en racimos
• Aislamiento por cultivo e identificación.
Cultivo en agar sangre de S. aureus. β- hemolíticos.
• Se puede aislar de muestras obtenidas de • Piel • Abscesos• Sangre
Producción de CoagulasaProducción de ADNasaDegradación de Manitol
• Pruebas bioquímicas:
• Antibiograma• Fagotipia• Biotipificación• Electroforesis en gel de campo pulsado (estudio del material genético)
PRUEBA DE COAGULASALa coagulasa es una proteína producida por varios microorganismos que permite la conversión del fibrinógeno en fibrina.S.aureus produce 2 formas de coagulasa: libre y ligada
PRUEBA DE CATALASALas bacterias que viven en ambientes aerobios requieren de catalasa para convertir el peróxido de hidrógeno en agua y oxígeno molecular. Se utiliza para evitar la formación de radicales tóxicos del sistema de la mieloperoxidasa en los fagocitos.Es positiva la prueba cuando se ponen en contacto una bacteria con actividad catalasa con H2O2 3% y se producen burbujas de oxígeno.
Staphylococcus coagulasa negativos:S. epidermidis
S. saprophyticus
• Flora normal de piel, nariz y oído externo
• Importantes agentes de infección hospitalaria (catéteres, prótesis) y muestras de laboratorio
CAUSAN: - Endocarditis: por infección de prótesis valvulares
- Infección de catéteres vasculares
- Infecciones urinarias: en mujeres jóvenes ambulatorias (S.saprophyticus)
en >50 años hospitalizados (S. epidermidis)
• Resistentes a antibióticos: Meticilino-resistencia
Mayor frecuencia
Clasificación de Streptococcus
Se utilizan tres sistemas de clasificación:
• Propiedades serológicas (grupos de Lancefield) (A a W)Se basa en la identificación de antígenos específicos de grupo, la mayoría de los cuales son carbohidratos de pared celular.
• Patrones hemolíticos: en agar sangre– Hemólisis completa (hemólisis beta [β])– Hemólisis incompleta (hemólisis alfa [α])– Ausencia de hemólisis (hemólisis gamma [γ])
• Propiedades bioquímicas
Género Streptococcus
• Cocos Gram (+)
• División a lo largo de un eje (cadenas)
• Catalasa negativos
• Anaerobios facultativos; algunos crecen únicamente en una atmósfera enriquecida con dióxido de carbono
• Exigencias nutricionales complejas: su aislamiento requiere el uso de medios enriquecidos con sangre o suero.
• Son capaces de fermentar carbohidratos produciendo ácido láctico y también son catalasa negativos a diferencia de los estafilococos.
A pesar de las enfermedades infecciosas que causan algunas especies de Streptococcus, otras no son patógenas. Los estreptococos forman parte de la flora saprófita de la boca, piel, intestino y el tracto respiratorio superior de los humanos.
Las especies que producen enfermedades son:• Streptococos del grupo A: Streptococcus pyogenes • Streptococos del grupo B: Streptococcus agalactiae• Streptococcus pneumoniae • Streptococcus viridans• Streptococcus mutans• Enterococcus
Streptococcus pyogenes (Grupo A)
• β-hemolítico• Antígeno específico grupo A (polímero de ramnosa y N-acetilglucosamina)• Puede tener cápsula (Acido Hialurónico)• 15%-20% portadores faríngeos (niños y jóvenes)• Transmisión vía aérea
Patogénesis de S.pyogenesLa superficie celular contiene la mayoría de los determinantes de patogenicidad, especialmente los responsables de la colonización, evasión de la fagocitosis y de la respuesta inmune. La superficie es muy compleja y químicamente muy diversa:• Polisacárido capsular (Sustancia C), • Peptidoglicano• Acido lipoteicoico• Proteínas de Superficie:
– Proteína M– Proteínas fimbriales– Proteínas que unen fibronectina (ej. Proteína F)– Estreptoquinasa
La membrana citoplasmática contiene algunos antígenos semejantes a los de músculo cardíaco, esquelético y liso, fibroblastos de las válvulas cardíacas y tejido neuronal (mimetismo molecular y respuesta inmune tolerante o suprimida del huésped)
• CÁPSULA: Algunas cepas (infecciones más graves) presentan una cápsula de ácido hialurónico, antigénicamente semejante a la presente en el tejido conjuntivo de mamíferos. Esto permite a la bacteria para ocultar sus propios antígenos y ser desconocida antigénicamente. La cápsula también impide la opsonización por fagocitos.
• PROTEÍNA M:Se asocia a la colonización y resistencia a la fagocitosis.Se han identificado más de 50 serotipos. Se encuentra en las fimbrias, une fibrinógeno del suero y bloquea la unión del complemento al peptidoglicano.
• ADHESINASColonización de los tejidos: falla en las defensas constitutivasS.pyogenes produce múltiples adhesinas con diversas especificidades: ácidos lipoteicoicos, proteína M, y múltiples proteínas de unión a fibronectina. LTA está anclado a las proteínas en la superficie bacteriana, incluyendo la proteína M. Ambos están unidos a las fimbrias y parecen mediar en la adhesión a las células epiteliales.La proteína de unión a fibronectina, proteína F, también interviene en la adhesión al extremo amino terminal de la fibronectina en las superficies mucosas.
PRODUCTOS EXTRACELULARES
La mayoría de las invasinas y toxinas interactúan con la sangre y los tejidos produciendo lisis celular y una respuesta inflamatoria dañina
• Estreptolisina S: leucocidina oxígeno-estable• Estreptolisina O: leucocidina oxígeno-lábil• DNAsa: leucotóxica• Hialuronidasa (o factor de diseminación) actúa sobre el Ac.hialurónico del
tejido conectivo, así como sobre la propia càpsula. • Estreptoquinasas: participan en la lisis de fibrina• Estreptodornasas:
– A y D: actividad desoxirribonucleasa– B y D: actividad ribonucleasa
Los Ac contra estos productos no son protectores
PRODUCTOS EXTRACELULARES (cont.)
• TOXINA ERITROGÉNICA (SPE)
Se reconocen 3: A, B y CActúan com SuperantígenosSPE A y SPE C están codificadas en fagos lisogénicos, SPE en cromosomaSe denomina toxina eritrogénica por su asociación con la escarlatina, que se produce cuando la toxina se disemina por sangre. La Re-emergencia a fines de los ‘80 de cepas de S.pyogenes productoras de esta toxina ha sido asociada a un SST similar al SST de S.aureus y con otras formas de enfermedades invasivas asociadas con destrucción severa de tejidos (fascitis necrotizante: “bacteria carnívora”). El aumento de las enfermedades invasivas se asocia con la emergencia de un serotipo M1 muy virulento de diseminación mundial, que produce SPE A.
S. pyogenes (Grupo A)Patogenia
Acción directa Acción directa Infecciones supuradas
– Adhesión a las células del huésped colonización faríngea (pili, proteína M, ácido lipoteicoico)
– Evasión de la fagocitosis (cápsula y proteína M)– Efecto de enzimas y toxinas (evita localización de la infección)
Acción a distanciaAcción a distanciaCuadros no supurativos complicaciones deinfecciones supuradas
– Mecanismo autoinmune
S. pyogenes (Grupo A)Cuadros clínicos
1.1. Infecciones piógenasInfecciones piógenasa) Infecciones superficiales
–– FaringitisFaringitis
–– ImpétigoImpétigo
Síndrome inflamatorio de la faringe. Dentro de las faringitis bacterianas, S. pyogenes es el principal agente etiológico. Su inicio se manifiesta con odinofagia, malestar general, hipertermia y cefalea. Las amígdalas aparecen tumefactas, hiperémicas, con exudado blanco grisáceo, acompañadas de adenomegalias dolorosas al tacto.
Infección superficial de la piel con compromiso epidérmico. Se producen lesiones que generalmente no son ampollares. Las lesiones aparecen en zonas expuestas del cuerpo, comúnmente comienzan en la cara alrededor de la boca.
b) Infecciones Invasivas:BacteriemiaBacteriemia
SupurativasSupurativas a) Por extensión directa de una infección local Piel y tejidos blandos: ErisipelaErisipela
Respiratoria: Absceso peritonsilar y retro faríngeo
b) Diseminación metastásica: Meningitis, Artritis séptica, Infección urinaria
S. pyogenes (Grupo A)Cuadros clínicos
Infección que compromete a la dermis y a la parte superficial del tejido subcutáneo, involucrando a los
ganglios linfáticos superficiales
2. Enfermedades producidas por la toxina pirogénicaEnfermedades producidas por la toxina pirogénica•• EscarlatinaEscarlatina
•• Síndrome símil-shock tóxico Síndrome símil-shock tóxico (shock tóxico similar que el producido por S. aureus)
S. pyogenes se multiplica en una herida quirúrgica, entra en circulación y produce SpeA SpeA (Exotoxina pirogénica estreptocócica). Fiebre, erupción, SHOCK (mortalidad del 30%)
La producción de la Exotoxina pirogénica es inducida por la presencia de un bacteriófago en estado de lisogenia. La erupción aparece como un eritema difuso con puntos rojos que desaparecen con la presión.
S. pyogenes (Grupo A)Cuadros clínicos
S. pyogenes (Grupo A)Cuadros clínicos
3. Complicaciones postestreptocóciccicas no Complicaciones postestreptocóciccicas no supurativassupurativas
•• Fiebre reumáticaFiebre reumática•• Glomerulonefritis aguda Glomerulonefritis aguda
– Estas enfermedades aparecen 1-3 semanas después de una enfermedad aguda. – La Fiebre reumática (FR) sólo es secuela de infecciones faríngeas, la GNA de
infecciones faríneas y cutáneas.– La FR puede dañar permanentemente las válvulas cardíacas. Explicación:
antígenos con reactividad cruzada entre la bacteria y tejidos cardíacos– En la GNA, se depositan complejos Ag-Ac-Complemento en la membrana basal
del glomérulo renal. El Ag puede ser bacteriano o de tejidos con Ag similares a los bacterianos (endocardio, sarcolemma, músculo liso vascular).
Streptococcus pyogenesResumen ENFERMEDADES CLINICAS• SUPURATIVAS 1. Infecciones superficiales Faringitis
Impétigo 2. Infecciones invasivas - Extensión directa Erisipela
Absceso retrofaríngeo- Diseminación metastásica Meningitis
Artritis
3. Infecciones por toxina speA Escarlatina Síndrome símil shock tóxico
• NO SUPURATIVAS – COMPLICACIONES POSTESTREPTOCOCCICA Fiebre Reumática Glomerulonefritis aguda
S. pyogenes Diagnóstico
Toma de muestra:
En las faringitis se debe realizar un hisopado de la pared posterior de la faringe y de las amígdalas: Exudado de Fauces.
En el Impétigo, antes de la toma de muestra se tiene que limpiar la piel con alcohol 70%, mover la costra e hisopar la base de la lesión.
S. pyogenes Diagnóstico
• Toma de muestra• Tinción de Gram• Cultivo en Agar Sangre
– Tinción de Gram– Pruebas bioquímicas
• Técnicas de detección antigénica rápida. Presentan baja sensibilidad (70%) pero alta especificidad (95%) y permiten obtener un resultado en 20 minutos.
•Catalasa•Hemólisis•Sensibilidad a Bacitracina •PYR
S. pyogenes Diagnóstico
• Serología : Útil en el diagnóstico de las secuelas post-estreptocóccicas. Los pacientes con enfermedad por S. pyogenes generan Ac contra varias enzimas específicas, principalmente contra la estreptolisina O y la proteína M. Los anticuerpos contra la estreptolisina O aparecen tempranamente (entre 3 y 4 semanas) y pueden ser detectados con la prueba ASLO (Anti-StreptoLysin-O) que es útil para confirmar el diagnóstico de FR o GNA.Los sujetos con piodermitis desarrollan pocos anticuerpos contra estreptolisina-O, pero, al igual que en la faringitis, se desarrollan títulos contra ADNasa B, que pueden ser detectados con la prueba de la anti-ADNasa B.
• Resistencia: S. pyogenes es altamente sensible a penicilina.
Streptococcus agalactiae (Grupo B)
• Flora normal del tracto digestivo, urinario y genital de humanos adultos
• Antígeno polisacárido grupo específico: Grupo B.• Cápsula compuesta por Acido Siálico, que les permiten resistir la
opsonofagocitosis en ausencia de anticuerpos tipo-específicos. Este efecto ocurre por bloqueo de la activación de la vía alterna del complemento. Diversos serotipos: Ia, Ib, II, III, IV, V y VI.
• Producción factor CAMP(Proteína extracelular que produce hemólisis sinérgica en agar sangre de oveja con hemolisinas de Staphylococcus aureus)
S. agalactiae Cuadros Clínicos
• 15% - 30% gestantes portadoras en recto o vagina. • Sin medidas de prevención: principal causa de infección en neonatos• Corionamnionitis e infección postparto.• Neonatos: Contagio durante el embarazo o al pasar por canal de parto
(meningitis, neumonía)
La importancia de esta enfermedad está determinada por 3 factores fundamentales:1) Prevalencia de colonización materna por S.agalactiae en el momento del
trabajo de parto (En CABA 15-18%))2) Incidencia de infección neonatal temprana por S.agalactiae en neonatos
(En Argentina, antes de las campañas de prevención era de 0,6/100 RN vivos)
3) Mortalidad causada por la infección neonatal temprana por S.agalactiae en RN (En Argentina, 5 al 20%)
S. agalactiae Grupo B
Prevención de la infección neonatal• Identificación de gestantes portadoras: Cultivo de exudado vagino-
rectal a las 35-37 semanas de gestación.• Administración de profilaxis intraparto (Penicilina) a todas las
portadoras y a las mujeres con partos anteriores con antecedentes de infección neonatal
Diagnóstico:Cultivo de Exudado vagino-rectal y Hemocultivos-LCR en neonatosAislamiento en Agar Sangre (beta hemólisis)Pruebas bioquímicas (CAMP, hidrólisis de hipurato) y detección del antígeno B
Streptococcus pneumoniae- NeumococoNeumococo
• Bacterias fastidiosas que requieren de medios enriquecidos para su aislamiento.
• Son α-hemolíticos
• Asociado a Infecciones de la comunidad, poco involucrado en Infecciones hospitalarias
• Flora habitual en nasofaringe
Diplococos Diplococos lanceoladoslanceolados
Streptococcus pneumoniaeFactores de patogénesis
• Cápsula:Inhibe fagocitosis, por interferencia con el efecto opsonizante de C3b y anticuerpos dirigidos contra antígenos de la pared bacteriana.Se han identificado 90 serotipos diferentes.Las vacunas se basan en los serotipos capsulares más prevalentesLas cepas sin capsula NO son virulentas, pero pueden ser transformadas naturalmente con ADN extraído de una cepa capsulada.
• Pared Celular:Peptidoglicano y ácido teicoico-lipoteicoico unido a ácido N-acetilmurámicoTanto el ácido teicoico como el lipoteicoico contienen fosforil-colina, lo cual permite unir a la bacteria a receptores para colina presentes en casi todas las células humanas. La pared celular activa directamente la vía alterna del complemento (quimiotaxis de leucocitos y coagulación) y el peptidoglicano puede unir a CD14 (cascada de citoquinas con producción de IL1, IL6 y FNT)
Streptococcus pneumoniaeFactores de patogénesis (cont.)
• Pili:Contribuyen a la colonización del tracto respiratorio alto Aumentan la producción de FNT durante las infecciones invasivas
• Proteínas de superficie:Contiene más de 500; algunas son lipoproteínas asociadas a membrana y otras a la pared. De las asociadas a pared: PLP (proteínas que ligan penicilina)
2 neuraminidasas IgA-proteasa PUC (proteínas que unen colina)
La familia de PUC incluyen importantes determinantes de patogenia:- Antígeno protector (PspA) (inhibe opsonización mediada por complemento)- 3 Autolisinas (Lyt A, B y C)- Adhesina (CbpA): interactúa con carbohidratos del epitelio pulmonar.
Streptococcus pneumoniaeFactores de patogénesis (cont.)
• Hemolisinas: Se han descripto 2 hemolisinas; una de ellas es:Neumolisina: - Se libera por lisis bacteriana.- Se une al colesterol (sin restricción de un receptor) y forma poros transmembrana, provocando lisis celular
- Estimula la producción de citoquinas inflamatorias- Inhibe células ciliadas- Inhibe la proliferación de linfocitos- Deprime la actividad bactericida de neutrófilos- Activa complemento
• Peróxido de hidrógenoProduce mayor cantidad que los leucocitos humanosCausa daño celular (ej. apoptosis de células neuronales durante meningitis)
Streptococcus pneumoniaeCuadros Clínicos
• Neumonía
• Infecciones del tracto respiratorio superior
• Otitis Media
• Sinusitis
• Meningitis purulenta
Streptococcus pneumoniaeDiagnóstico
ESPUTOESPUTO Cultivo de SANGRECultivo de SANGRECultivo de LÍQUIDO Cultivo de LÍQUIDO
PLEURALPLEURAL
Baja sensibilidadBaja especificidad
Baja sensibilidadALTA especificidad
Puede ser necesario la toma de otro tipo de muestra como lavado broncoalveolar
Streptococcus pneumoniaeDiagnóstico
• Toma de muestra• Microscopía: Cocos Gram +
Reacción de Quellung, permite observar la cápsula
• Cultivo en agar sangre (colonias alfa hemolíticas), agar chocolate
• Identificación:- Prueba de Optoquina- Solubilidad en bilis- Detección de Antígenos capsulares
Optoquina sensible
Vacuna anti-neumocóccica
• Forma parte Calendario Nacional de Vacunación con la publicación en el Boletín Oficial de la Resolución 502/2011
• Se utiliza para evitar las neumonías, meningitis e infecciones generalizadas (sepsis) por S.pneumoniae que afectan mayormente a los niños menores de 2 años y personas mayores de 65 años
• El Calendario Nacional de Vacunación contempla la aplicación de la vacuna conjugada contra el neumococo a niños menores de un año, con 2 dosis y un refuerzo (a los 2, 4 y 6 meses) y a niños mayores a un año y menores de dos años con dos dosis
• En el caso de los grupos considerados con mayor riesgo de contraer cuadros graves por influenza o neumonía, los mismos deben recibir la vacunación anual contra la gripe y la vacuna antineumocóccica
S. viridans• Flora habitual de cavidad oral y nasofaríngea• Causa frecuente de endocarditis subaguda y de abscesos dentales
EnterococcusFlora habitual de cavidad bucal y colonCausa:
EndocarditisInfección urinariaAbscesos intraabdominalesInfección de tejidos blandosBacteriemia
Género Clostridium
Clostridium perfringens
Clostridium tetani
Clostridium botulinum
Clostridium difficile
Género Clostridium
• Bacilos Gram (+)
• Anaerobios estrictos [O2]< 0,5%
• Formadores de ESPORAS (resistencia a desinfectantes, desecación, persisten por años)
• Ubicuos
• Mayoría son saprófitos, pocos son patógenos humanos
• Casi no hay transmisión persona-persona, excepto C.difficile en hospitales• De importancia médica:
- C.tetani (Tétanos) - C.botulinum (Botulismo) - C.perfringens (Gangrena gaseosa, Intox.alimentaria) - C.difficile (Enterocolitis)
Clostridium tetani• Anaerobio estricto
• Flagelos peritricos
• Espora terminal en “palillo de tambor”
• Ligero halo de hemólisis completa
• Diagnóstico de certeza: detección de neurotoxina
FACTORES DE PATOGENICIDAD
-Tétanoespasmina: interfiere con la liberación de GABA y Glicina en SNC
Esporas (suelo)
herida Germinación de esporas
Producción de toxina (un único serotipo)
Toxina asciende por nervios motores
Parálisis rígida
Clostridium tetani
Toxina tetánica: un único serotipo
A. La Neurotransmisión resulta del balance entre los neurotransmisores excitatorios e inhibidores
B. Los neurotransmisores inhibitorios (ej. GABA, glicina) previenen la depolarización de la membrana postsináptica y la conducción de la señal eléctrica.
C. La Tetanoespasmina no interfiere con la producción o el almacenamiento de GABA o glicina, sino que interfiere con su liberación (actividad presináptica).
D. En ausencia de neurotransmisores inhibitorios, la excitación del neuroaxón es irrestricta.
TÉTANOS: Diagnóstico • Principalmente Clínico• Puede llegar a identificarse por tinción Gram los bacilos en material purulento de heridas aparentes
• C. tetani puede aislarse de heridas sin que haya enfermedad (flora comensal)
• Puede producirse Tétanos sin que la bacteria pueda ser aislada
• La enfermedad natural no confiere inmunidad
• Vacuna antitetánica: TOXOIDE TETÁNICO
• Suero antitetánico: INMUNOGLOBULINA ANTITETÁNICA
TÉTANOS: Inmunidad
Clostridium botulinum• Flagelos peritricos
• Esporas subterminales
• Esporula entre 20°-25°C
• Forma vegetativa en medios nutritivos, bajo O2, alcalinos.
• AGENTE ETIOLOGICO DEL BOTULISMO - ALIMENTARIO
- INFANTIL
- DE HERIDAS
• BOTULISMO: Enfermedad Paralizante potencialmente fatal.
• Mecanismo de acción similar a toxina tetánica pero con distintos blancos de acción: Atacan sinaptobrevinas impidiendo liberación del Neurotransmisor
TOXINA BOTULÍNICA
• Es el veneno MÁS POTENTE conocido
• Dosis letal en humanos: 1 ug si es ingerida (menor si es inhalada)
• DL50 en ratones: 0.00001 mg/kg (1 ml de cultivo puede matar 2 millones de ratones)
• Se absorbe rápidamente en el tracto gastrointestinal (resistente a enzimas degradativas)
• Es una neurotoxina: bloquea la liberación de acetilcolina de las sinapsis nerviosas (a nivel de la unión neuromuscular), provocando parálisis fláccida.
Diagnóstico de Clostridium botulinum…
• Generalmente CLINICO
• En países con laboratorios de referencia puede determinarse la presencia de la toxina botulínica. Se busca en suero, lavado gástrico, heces, tejidos y en alimentos sospechosos por técnicas bioquímicas: neutralización en ratones lactantes; ELISA; RIA; contrainmunoelectroforesis (CIEF)
Clostridium perfringens• Única especie inmóvil
• Hábitat principal: suelo (en forma de espora)
• Flora habitual en colon, vagina, cavidad bucal y alguna regiones cutáneas.
• Rápido desarrollo en anaerobiosis (agar sangre, medios líquidos)
• Producción de gas en líquidos ricos en hidratos de carbono
• En agar sangre realiza un doble hemolisis: Interna completa (tox θ) Externa incompleta (tox α)
Puede producir…Gangrena gaseosa
Intoxicación alimentaria (Enteritis necrotizante)
Celulitis anaeróbica
Endometritis clostridial Gangrena gaseosa
ENTEROTOXINAGen cpe: cromosomal o en plásmido de gran tamaño. Donde se encuentre, define el tipo de enfermedad. Ej. Intoxicación por alimentos usualmente gen en cromosoma, diarreas asociadas a antibióticos y diarreas esporádicas, gen en plásmido. NO hay simultaneidad
La enterotoxina tiene actividad letal, citotóxica y enterotóxica. En el intestino delgado produce daño morfológico y fisiológico, lo cual originaría la diarrea observada en humanos y otros animales
Mecanismo de acción: • Unión a uno varios receptores proteicos (que podría incluir ciertas proteínas de la
familia de las claudinas, con importante papel en la formación de la unión estrecha de las células epiteliales)
• Forma poros en la membrana celular, lo que llevaría a un aumento de la permeabilidad celular con la consecuente citotoxicidad . El mecanismo de muerte celular es dependiente de la concentración de toxina y de la concentración de ciertos iones extracelulares, como el calcio.
Diagnóstico de Clostridium perfringens
Signos clínicos principalmente
Se puede aislar Clostridium de heridas sin que haya signos de enfermedad. También en cervix de mujeres sanas en posparto.
En enf. tóxica alimentaria: >100.000 UFC de C. perfringens/gr. de comida
Toma de muestra: aspiración de material purulento (estricta anaerobiosis)
Cultivo medio enriquecido con carne picadaagar sangre x3: atmósfera normal; O2 10% y anaerobiosis
hemólisisVerificación de Toxina α: Prueba de Nagler (agar-yema de huevo(lecitina))
Prueba de Nagler
Mitad de placa con Ac anti tox α
Cepa control (-)
Zona de precipitación por acción de la tox α sobre yema de huevo (lecitinasa)
Clostridium difficile• Anaerobia estricta• Formadora de esporas resistentes al jugo gástrico• Ampliamente distribuido en el ambiente• Flora normal en Colon del 1 al 5% de adultos sanos
• Causa el 25% de todas las colitis asociadas a tratamiento antimicrobiano y colitis pseudomembranosa
• Las infecciones pueden minimizarse por un uso adecuado de ATB, precauciones de contacto con pacientes infectados, e implementación de una estrategia efectiva de desinfección.
FACTORES DE PATOGENICIDADEXOTOXINA A: enterotoxina. Acumulación de fluido y daño celular.
EXOTONINA B: citotoxina. Afecta síntesis proteica de las células, semejante a toxina diftérica.
Ambas actúan sobre las proteínas G de la membrana de los enterocitos.
Género Bacillus• Bacilos Gram positivos, esporulados• Especies saprófitas: oportunistas• Algunas especies se utilizan como controles biológicos de los procesos de esterilización
• Especies patógenas:– Bacillus anthracis
• Ántrax o carbunco– Bacillus cereus
• Intoxicación alimentaria (enterotoxina que estimula la Adenilatociclasa ADC)
Bacillus anthracisPatogenia
CAPSULAPolipéptido de poli-D-glutamatoLa producción depende de un plásmido pX02, que se transfiere a cepas no capsuladas por transducción.
TOXINA DEL ÁNTRAXTípica toxina A-BLa producción es mediada por un plásmido pX01. La toxina está compuesta por 3 componentes antigénicos (proteínas termolábiles):• Factor Edema (FE): producción de edema. Es una adenilatociclasa• Antígeno Protector (AP)• Factor Letal (FL): efectos letales
Ántrax gastrointestinalSe produce por ingestión de alimentos contaminados. Existen dos formas de presentación: Abdominal y Orofaríngea
Ántrax maligno cutáneoEn áreas de la piel expuestas (brazos, manos).Lesión indolora y pruriginosa. Cicatriza luego de la caída de la escara.
Bacillus anthracisCuadros clínicos
Ántrax maligno respiratorioSe contrae por inhalación de esporas. Primera fase benigna y segunda fase con “distress” respiratorio severo.Si no se la trata, la enfermedad es rápidamente fatal.