Enterobacteriaceae
La familia Enterobacteriaceae es el grupo más grande y heterogéneo
de bacilos gramnegativos con importancia clínica. Se han descrito más de 40
géneros y cientos de especies y subespecies. Estos géneros se han clasificado
en función de sus propiedades bioquímicas, estructura antigénica,
hibridación
ADN-ADN y secuenciación del ARNr 16S. A pesar de la complejidad de esta
familia, son relativamente pocas las especies responsables de la mayor parte de
las enfermedades humanas (v. cuadro 30–1).
Las enterobacterias son microorganismos ubicuos, se encuentran de
forma universal en el suelo, agua, la vegetación y también en la flora
intestinal normal de muchos animales, incluso el ser humano. Producen una gran
variedad de enfermedades en el ser humano, como el 30% al 35% de las
bacteriemias, más del 70% de las infecciones del aparato urinario (ITU) y muchas
infecciones intestinales. Algunos microorganismos (p. ej., Salmonella typhi,
Shigella, Yersinia pestis) se asocian siempre a enfermedad en el ser humano,
mientras que otros (p. ej., Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Proteus
mirabilis) forman parte de la micro-flora comensal normal y pueden producir
infecciones oportunistas. Existe un tercer grupo de enterobacterias:
normalmente son microorganismos comensales, pero se pueden convertir en
patógenas cuando adquieren genes con factores de virulencia presentes en
plásmidos, bacteriófagos o islas de patogenicidad (p. ej., E.coliasociada a
gastroenteritis). Las infecciones por enterobacterias se pueden originar de un
reservorio animal (p. ej., la mayoría de Salmonella, Yersinia), de un portador humano (p. ej.,
Shigella, S.tiphy) o de la diseminación endógena de los microorganismos en un
paciente vulnerable (p. ej., E. coli) y pueden afectar virtualmente a todas las
zonas corporales (v. figura 30–1).
Fisiología y estructura
Los miembros de la familia Enterobacteriaceae son bacilos
gramnegativos de tamaño intermedio (0,3 a 1-1 a 6
m) (v. figura 30–2). Comparten un antígeno común (antígeno común
enterobacteriano), pueden ser inmóviles o móviles con flagelos perítricos, y no
forman esporas. Todos los miembros pueden crecer rápidamente de forma aerobia o
anaerobia (anaerobios facultativos) en varios medios no selectivos (p. ej.,
agar sangre) y selectivos (p. ej., agar de MacConkey). La familia
Enterobacteriaceae tiene unos requerimientos nutricionales sencillos: fermentan
la glucosa, reducen los nitratos y son catalasa-positivos y oxida-sa-negativos.
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. Tan sólo existen algunas excepciones a esta regla (p. ej.,
Plesiomonas shigelloideses una especie oxidasa-posi-tiva; Klebsiella
granulomatisno se puede cultivar en medios convencionales).
Las características de las colonias de estos microorganismos en los
diferentes medios se han utilizado para distinguir a los miembros más
frecuentes de la familia Enterobacteriaceae. Por ejemplo, la capacidad de
fermentar lactosa (detectada por cambios en el color de medios de cultivo que contienen
lactosa, como el agar McConkey que se emplea mucho) se ha utilizado para
distinguir a las cepas fermentadoras de lactosa (p. ej., Escherichia,
Klebsiella, Enterobacter, Citrobacter y Serratia; colonias de color
rosado-púrpura en agar McConkey) de las cepas que no fermentan lactosa o lo
hacen lentamente (p. ej., Proteus, Salmonella, Shigella y Yersinia spp.; colonias
incoloras en agar McConkey). La resistencia a las sales biliares en algunos
medios selectivos se ha utilizado para separar a los patógenos entéricos (p.
ej., Shigella, Salmonella) de los microorganismos comensales que se inhiben con
las sales biliares (p. ej., bacterias grampositivas y algunas gramnegativas que
están presentes en el aparato digestivo). Algunas enterobacterias tienen cápsulas
prominentes (p. ej., algunas cepas de Enterobactery Escherichia), mientras que
otras están rodeadas de una capa viscosa difusible y suelta.
El lipopolisacárido (LPS) termoestable es el principal antígeno de
la pared celular y está formado por tres componentes: el polisacárido Osomático
más externo, un polisacárido central compartido por todas las enterobacterias
(antígeno común enterobacteriano) y el lípido A (v. figura 30–3). El núcleo
polisacárido resulta importante para clasificar un microorganismo como miembro
de las Enterobacteriaceae; el polisacárido O es importante para la
clasificación epidemiológica de las cepas dentro de una especie y el componente
lipídico A de los LPS es responsable de la actividad de la endotoxina, un
importante factor de virulencia. La clasificación epidemiológica (serológica)
de las enterobacterias se basa en tres grandes grupos de antígenos: los
polisacáridos somáticos O, los antígenos capsulares K (polisacáridos
específicos de tipo) y las proteínas flagelares H. Los antígenos específicos O
están presentes en cada género, aunque es frecuente la reactividad cruzada
entre los géneros que están muy relacionados (p. ej., Salmonella con
Citrobacter, Escherichiacon Shigella). Estos antígenos se detectan mediante
aglutinación con anticuerpos específicos. Los antígenos K termolábiles pueden
interferir en la detección de los antígenos O (es decir, un problema con
algunas cepas de Salmonella). Este problema se resuelve al hervir el
microorganismo con el fin de eliminar el antígeno K termolábil y exponer el
antígeno O termoestable. Los antígenos H son proteínas flagelares termolábiles.
Pueden estar ausentes en una célula o bien sufrir variaciones antigénicas y
estar presentes en dos fases.
La mayor parte de las enterobacterias son móviles, con excepción de
las cepas más frecuentes de Klebsiella, Shigella y Yersinia. Las cepas móviles
poseen flagelos perítricos. Un gran número de enterobacterias posee, asimismo,
fimbrias (también conocidas como pili), las cuales se han subdividido en dos
clases generales: fimbrias comunes codificadas por el cromosoma y pilisexuales codificados
por plásmidos conjugativos. Las fimbrias comunes revisten importancia en la
capacidad de la bacteria de adherirse a receptores específicos de la célula
anfitriona, mientras que los pilisexuales o conjugativos facilitan el proceso
de transferencia genética horizonal entre las bacterias.
Patogenia e inmunidad
Se han identificado numerosos factores de virulencia en los
miembros de la familia Enterobacteriaceae. Algunos son comunes a todos los
géneros (v. cuadro 30–2), mientras que otros son específicos de las cepas
virulentas.
Endotoxina
La endotoxina es un factor de virulencia que comparten las
bacterias gramnegativas aerobias y algunas anaerobias. 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 gramnegativas se inician por la endotoxina, entre ellas las siguientes:
activación del complemento, liberación de citocinas, leucocitosis,
trombocitopenia, coagulación intravascular diseminada, fiebre, disminución de
la circulación periférica, shock y 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. Sin embargo, el papel protector de la cápsula se reduce cuando
el paciente desarrolla anticuerpos anticapsulares específicos.
Variación de fase antigénica
La expresión del antígeno capsular K y del antígeno flagelar H
están bajo 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 (p. ej., Yersinia, Salmonella, Shigella,
Escherichia enteropatógena, Pseudomonas y Chlamydia) poseen un mismo sistema
efector para traspasar sus factores de virulencia a las células eucariotas
diana.
Este sistema, conocido como sistema de secreción de tipo III, se
compone de alrededor de 20 proteínas que facilitan la secreción de los factores
de virulencia bacterianos cuando la bacteria entra en contacto con las células
del organismo anfitrión. Aunque los factores de virulencia y sus efectos son
diferentes en los distintos bacilos gramnegativos, el mecanismo general por el
que se introducen los factores de virulencia es el mismo. La ausencia del sistema
de secreción de tipo III comporta la pérdida de virulencia de las bacterias.
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 hemo (p.
ej., hemoglobina, mioglobina) o a las proteínas quelantes del hierro (p. ej.,
transferrina, lactoferrina). Las bacterias contrarrestan esta unión con la
producción de compuestos propios o sideróforos que compiten en la quelación del
hierro (p. ej., enterobactina y aerobactina). El hierro se puede liberar,
igualmente, desde las células del anfitrión como consecuencia de la acción de
hemolisinas sintetizadas por las bacterias.
Resistencia al Efecto Bactericida del Suero
Mientras que muchas bacterias se pueden eliminar rápidamente de la
sangre, los microorganismos virulentos que son capaces de producir infecciones
sistémicas son con frecuencia resistentes a la acción bactericida del suero.
Aunque la cápsula bacteriana puede proteger a los microorganismos de este
efecto bactericida, otros factores evitan la unión de los componentes del
complemento a las bacterias y su eliminación posterior mediada por el complemento.
Resistencia Antimicrobiana
Con la misma rapidez con la que se introducen nuevos antibióticos,
los microorganismos desarrollan resistencias a estos. Esta resistencia puede
estar codificada en plásmidos transferibles e intercambiarse entre especies,
géneros e incluso familias de bacterias.
Escherichia Coli
Escherichia coli es el miembro más frecuente e importante del
género Escherichia. Este microorganismo se asocia a múltiples enfermedades,
incluida la gastroenteritis e infecciones extraintestinales, como las urinarias
(ITU), meningitis y sepsis. Multitud de cepas son capaces de producir
enfermedad y algunos serotipos se asocian a una mayor virulencia (p. ej., E.
coli O157 es la causa más frecuente de colitis hemorrágica).
Resumen:
Escherichia coli
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Biología,
virulencia y enfermedades
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Bacilos
gramnegativos anaerobios facultativos
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Fermentadores;
oxidasa-negativos
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El
lipopolisacárido consiste en un polisacárido externo somático O, un núcleo
polisacárido (antígeno común) y el lípido A (endotoxina)
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Virulencia:
consulte el cuadro 30–2 y la tabla 30–1
|
Al menos
cinco grupos patógenos diferentes pueden producir gastroenteritis: ECET,
ECEP, ECEI, ECEH y ECEA; la mayoría producen infecciones en los países en
desarrollo, aunque ECEH es una causa importante de colitis hemorrágica (CH) y
de síndrome hemolítico urémico (SHU) en EE. UU.
|
La enfermedad
extraintestinal incluye bacteriemia, meningitis neonatal, infecciones
urinarias e infecciones intraabdominales
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Epidemiología
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Bacilos
gramnegativos aerobios más frecuentes en el tubo digestivo
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La mayoría de
las infecciones son endógenas (flora microbiana normal del paciente), aunque
las cepas que producen gastroenteritis se adquieren generalmente de forma
exógena
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Diagnóstico
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Los
microorganismos crecen rápidamente en la mayoría de los medios de cultivo
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Los patógenos
entéricos, salvo ECEH, únicamente se detectan en laboratorios de referencia o
de investigación
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Tratamiento,
prevención y control
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El
tratamiento de la infección por patógenos entéricos es sintomático, excepto
en la enfermedad diseminada
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El
tratamiento con antibióticos es guiado por pruebas in vitro de
susceptibilidad
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La
antibioterapia se controla con medidas adecuadas de control de infecciones
para reducir el riesgo de infecciones nosocomiales (p. ej., restringir el uso
de antibióticos, evitar la utilización innecesaria de sondas urinarias)
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Mantenimiento
de buenas condiciones de higiene para reducir el riesgo de exposición a las
cepas que producen gastroenteritis
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Cocinar bien
la carne de vaca para reducir el riesgo de infecciones por ECEH
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Patogenia e inmunidad
E. coli posee una amplia variedad de factores de virulencia (v.
tabla 30–1). 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 secundarios codificados en
plásmidos, islotes de patogenicidad 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 (v. fi gura 30–4); 2) 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 en los países en vías de desarrollo. La
mayor parte de las infecciones (salvo la meningitis y la gastroenteritis
neonatales) son endógenas, de forma que E. coli de la propia flora microbiana
normal del paciente consigue ocasionar infección cuando sus defensas se
alteran.
Enfermedades clínicas
Gastroenteritis
Las cepas de E. coli que provocan gastroenteritis se subdividen en
los cinco principales grupos siguientes: E. coli enteropatógena (ECEP), E. coli
enterotoxígena (ECET), E. coli enterohemorrágica (ECEH), E. coli enteroinvasiva
(ECEI) y E.coli enteroagregativa (ECEA) (v. tabla 30–2). Los tres primeros
grupos ocasionan principalmente una diarrea secretora que afecta al intestino
delgado, mientras que los dos últimos afectan sobre todo al intestino grueso.
ECET
La enfermedad causada por E. coli enterotoxígena se produce
principalmente en los países en vías de desarrollo (se calculan unos 650
millones de casos anuales), aunque se estiman unos 80.000 casos cada año en
viajeros procedentes de EE. UU. y la enfermedad es endémica en las poblaciones
nativas americanas. Las infecciones son más frecuentes en niños pequeños de
países en vías de desarrollo o en viajeros a estas regiones. El inóculo de la
enfermedad es alto, de forma que las infecciones se adquieren fundamentalmente
por el consumo de aguas o alimentos contaminados por heces.
La transmisión persona a persona es imposible. La diarrea secretora
causada por ECET se produce tras un período de incubación de 1-2 días y
persiste durante un promedio de 3-5 días. Los síntomas (diarrea acuosa con
dolores cólicos abdominales, siendo menos frecuentes las náuseas y los 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 (v. capítulo 31) y se asocia a enfermedad en
el ser humano. Esta toxina está formada por una subunidad A y por cinco
subunidades B idénticas. La subunidades B se une 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 se transloca por la membrana de la vacuola.
La subunidad A tiene actividad difosfato de adenosina (ADP)-ribosiltrans-ferasa
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), con un incremento de la secreción de cloro y disminución
de la absorción de cloro 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.
STa, pero no STb, se asocia a la enfermedad en el ser humano. STa
es una toxina pequeña y monomérica que se une al receptor transmembrana de la
guanilato ciclasa, lo que provoca un aumento de las concentraciones de
guanosina monofosfato cíclico (GMPc) y la posterior hipersecreción de líquidos.
Los genes de LT-I y ST a se encuentran en un plásmido transferible, que puede
portar también los genes de las adhesinas (CFA/I, CFA/II, CFA/III). Los
factores de colonización son fimbrias que reconocen unos receptores
glucoproteicos específicos de la célula anfitriona (definen la especificidad de
anfitrión). La aparición de enfermedad requiere la actuación de la toxina y los
factores de colonización. La enfermedad causada por la toxina termoestable es
indistinguible de la asociada a la toxina termolábil.
ECEP
Las cepas enteropatógenas de E.coli 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 persona a persona, de forma que la dosis infecciosa puede ser 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 unión/ borrado [U/B]). La agregación
inicial de las bacterias que determina la formación de microcolonias en la
superficie de las células epiteliales viene mediada por los piliformadores de
haces (BFP) 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» (LBE). Este islote de más de 40 genes es
responsable de la unión a la superficie de la célula anfitriona y su
destrucción. Tras la unión laxa mediada por los BFP, se produce una secreción
activa de proteínas hacia el interior de la célula anfitriona epitelial por el
sistema de secreción de tipo III bacteriano. Una proteína, el receptor de la
intimina translocada (Tir), se inserta en la membrana epitelial y actúa como
receptor de una adhesina bacteriana de la membrana externa, 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.
ECEA
Las cepas de E. colienteroagregativa 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
este microorganismo 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 (EAST) y la toxina codificada por plásmidos
(PET).EAST influye sobre la secreción de líquido y guarda relación antigénica
con la toxina termoestable de ECET. PET induce también la secreción de líquido.
ECEH (v. caso clínico 1)
Las cepas de E. colienterohemorrágica son las cepas que causan con
mayor frecuencia enfermedad en los países desarrollados. Se estima que estas
bacterias producen 73.000 infecciones y 60 muertes al año en EE. UU. La enfermedad
por ECEH es más frecuente durante los meses templados y la incidencia máxima se
describe en niños menores de 5 años. 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 (p. ej., zumo de manzana elaborada
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 persona a persona.
La enfermedad provocada por ECEH va desde una diarrea leve no
complicada a 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. El síndrome hemolítico urémico
(SHU), un trastorno que se caracteriza por insuficiencia renal aguda,
trombocitopenia y anemia hemolítica microangiopática, es una complicación que
afecta a una proporción comprendida entre el 5% y el 10% de los niños menores
de 10 años. Los síntomas se resuelven en la mayor parte de los casos no
tratados que no se complican en 4-10 días; sin embargo, el 3%-5% de los pacientes
pueden fallecer por SHU y pueden aparecer secuelas graves (p. ej., disfunción
renal, hipertensión, manifestaciones del SNC) hasta en el 30% de los pacientes
con un SHU.
La cepa más frecuente de ECEH es el serotipo O157:H7. Esta cepa es
un clon evolucionado a partir de ECEP y expresa actividad de anclaje y
borramiento. Además estas cepas han adquirido la toxina Shiga (es decir, Stx-1,
Stx-2 o ambas).
Stx-1 es básicamente idéntica que la toxina Shiga producida por
Shigella disenteriae (el origen del nombre); 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 organismo anfitrión (globo-triaosilceramida, 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 ácido ribonucleico ribosómico (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 producen la primera toxina.
El SHU se ha asociado sobre todo a la producción de Stx-2, que
destruye las células endoteliales del glomérulo. Las lesiones en las células
endoteliales inducen activación de las plaquetas y acumulación de trombina, lo que
a su vez da lugar a disminución del filtrado glomerular e insuficiencia renal
aguda. Las toxinas Stx estimulan además la expresión de citocinas inflamatorias
(p. ej., factor de necrosis tumoral-[TNF-], interleucina-6), que entre otros
efectos, aumentan la expresión de GB 3.
ECEI
Las cepas de E. colienteroinvasiva son infrecuentes tanto en EE.
UU. como en los países en vías de desarrollo. Las cepas patógénicas 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 colónico 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 debuta 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 colónico. 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 APARATO URINARIO
La mayoría de los bacilos gramnegativos que producen IAU 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 IAU, la enfermedad se relaciona con mayor frecuencia a ciertos serogrupos
específicos. Estas bacterias son especialmente virulentas por su capacidad para
producir adhesinas (principalmente pili P, AAF/I, AAF/II y Dr), las cuales se
unen a las células que recubren la vejiga y el aparato urinario superior
(evitando la eliminación de las bacterias durante la micción), y hemolisina
HlyA, que lisa los eritrocitos y otros tipos celulares (llevando a la
liberación de citocinas y a la estimulación de la respuesta inflamatoria).
MENINGITIS NEONATAL
E. coliy los estreptococos del grupo B causan la mayoría de las
infecciones del SNC en los niños menores de 1 mes. Alrededor del 75% de las
cepas de E. coli poseen el antígeno capsular K1. Este serogrupo está
habitualmente presente en el aparato digestivo de las mujeres embarazadas y de
los recién nacidos. Sin embargo, no se conoce cuál es el mecanismo que gobierna
la predilección de este serogrupo por la enfermedad en los neonatos.
SEPTICEMIA
De forma característica, la septicemia producida por los bacilos
gramnegativos como E. coli proviene de infecciones del aparato urinario o
digestivo (p. ej., perforación gastrointestinal que provoca una infección
intraabdominal). La mortalidad que se asocia a la septicemia por E. coli es
elevada en pacientes cuya inmunidad está alterada, o en los que la infección
primaria se localiza en el abdomen o en el sistema nervioso central (SNC).
Caso clínico 1.
Brote multiestatal de infecciones por ECEH
|
En 2006
Escherichia coli O157 produjo un gran brote multiestatal de gastroenteritis.
Este brote guardó relación con la contaminación de unas espinacas y se
produjeron 173 casos en total en 25 estados, fundamentalmente en un período
de 18 días. Este brote determinó el ingreso hospitalario de más del 50% de
los pacientes con enfermedad demostrada, una frecuencia de síndrome
hemolítico urémico del 16% y un fallecimiento. A pesar de la amplia
distribución de las espinacas contaminadas, la publicación del brote y la
rápida determinación de que esta era la causa permitieron su retirada de las
fruterías y la interrupción del brote. Este brote ilustra cómo la
contaminación de un alimento, incluso por pequeñas cantidades de
microorganismos, puede ser origen de un brote extenso por un microorganismo
especialmente virulento, como las cepas de ECEH.
|
Salmonella
La clasificación taxonómica del género Salmonella es problemática.
Los estudios de homología del ADN han demostrado que la mayor parte de los aislamientos
con importancia clínica pertenecen a la especie Salmonella enterica. Se han
descrito más de 2.500 serotipos únicos para esta sola especie; sin embargo,
estos serotipos se suelen recoger como especies individuales (p. ej.,
Salmonella typhi, Salmonella choleraesuis, Salmonella typhimurium y Salmonella
enteritidis). Estos nombres son incorrectos. Por ejemplo, la nomenclatura
correcta sería «Salmonella enterica serovariante typhi». En un intento de
evitar las confusiones y conservar términos históricos, actualmente se suelen escribir
los serotipos individuales con el serotipo en mayúsculas y sin cursivas. Por
ejemplo, la forma habitual de llamar a Salmonella enterica serovariante typhi sería
«Salmonella typhi».
Resumen:
Salmonella
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Biología,
virulencia y enfermedades
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Bacilos
gramnegativos anaerobios facultativos
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Fermentador; oxidasa-negativo
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El
lipopolisacárido consiste en un polisacárido externo somático O, un núcleo
polisacárido (antígeno común) y un lípido A (endotoxina)
|
Más de 2.500
serotipos O
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Virulencia:
véase cuadro 30–2; tolerancia a los ácidos en las vesículas fagocíticas
|
Pueden
sobrevivir en los macrófagos y extenderse desde el intestino a otras partes
del cuerpo
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Enfermedades:
enteritis (fiebre, náuseas, vómitos, diarrea sanguinolenta o no
sanguinolenta, dolores cólicos abdominales); fiebre entérica (fiebre tifoidea,
fiebre paratifoidea); bacteriemia (se asocia sobre todo a Salmonella typhi,
Salmonella paratyphi, Salmonella choleraesuis); colonización asintomática (se
asocia sobre todo a Salmonella typhi y Salmonella paratyphi)
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Epidemiología
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La mayoría de
las infecciones se adquieren por comer alimentos contaminados (aves, huevos y
productos lácteos son las fuentes más frecuentes de la infección)
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Transmisión
directa fecal-oral en los niños
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S. typhiy S.
paratyphi son patógenos humanos estrictos (no hay reservorio alternativo);
estas infecciones pasan de una persona a otra; es frecuente la colonización
prolongada y asintomática.
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Las personas
con riesgo de infección son las que comen aves o huevos mal cocinados, los
pacientes con valores bajos de ácido gástrico y los pacientes
inmunodeprimidos.
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Las
infecciones tienen distribución universal, fundamentalmente en los meses
cálidos del año.
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Diagnóstico
|
El
aislamiento de las muestras de heces requiere el uso de medios selectivos.
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Tratamiento,
prevención y control
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No se
recomienda el tratamiento antibiótico en la enteritis porque la duración de
la enfermedad puede prolongarse.
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Las
infecciones con S. typhi y S. paratyphio las infecciones diseminadas con
otros microorganismos se deben tratar con un antibiótico eficaz (seleccionado
con las pruebas de sensibilidad in vitro); se pueden usar fluoroquinolonas
(p. ej., ciprofloxacino), cloranfenicol, trimetoprim-sulfametoxazol o una
cefalosporina de amplio espectro.
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La mayoría de
las infecciones se pueden controlar preparando adecuadamente las aves y los
huevos (completamente cocinados) y evitando la contaminación de otros
alimentos con productos avícolas poco cocinados.
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Se debe
identificar y tratar a los portadores de S. typhiy S. paratyphi.
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La vacunación
frente a S. typhipuede reducir el riesgo de enfermedad en los viajeros a
áreas endémicas.
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Patogenia e inmunidad
Tras la ingesta y la llegada al estómago, las salmonellas se unen a
la mucosa del intestino delgado e infiltran las células M (micropliegues)
localizadas en las placas de Peyer y los enterocitos. Las bacterias se quedan
dentro de una vacuola endocítica, 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, PAI) en el cromosoma bacteriano. El islote de patogenicidad I
(PAI 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
las células anfitrión. El islote de patogenicidad II (PAI II) contiene los
genes que permiten a la bacteria escapar de la respuesta inmunitaria del anfitrión
y un segundo sistema secretor de tipo III para esta función. En la mayor parte
de las infecciones la respuesta inflamatoria la deja limitada al aparato
digestivo, media la liberación de prostaglandinas y estimula la AMPc y la
secreción activa de líquidos.
Epidemiología
Salmonella puede colonizar a casi todos los animales, incluyendo
aves, 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. Algunos serotipos, como S. typhiy S. paratyphi,
están muy bien adaptados al ser humano y no producen enfermedad en otros
anfitriones. Otras cepas de Salmonella (p. ej., Salmonella choleraesuis) están
adaptadas a los animales y producen una enfermedad grave cuando infectan al ser
humano. 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 explicar la existencia de
portadores crónicos. Por último, muchas cepas carecen de especificidad para un
organismo anfitrión y causan enfermedad tanto en los anfitriones humanos como
en los animales.
La mayoría de las infecciones son consecuencia de la ingestión de
productos alimentarios contaminados, y de una transmisión directa por vía
feco-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 (p. ej., tablas de cocina donde se
prepararon aves sin cocinar). Se registraron alrededor de 45.000 casos de
infecciones por Salmonella en EE. UU. en el año 2004, aunque se ha estimado que
ocurren más de 1,4 millones de infecciones y 600 muertes cada año. Las infecciones
por S.typhi se contraen al ingerir agua o alimentos contaminados por un manipulador
infectado. No existe ningún reservorio animal. Cada año se notifican en EE. UU.
un promedio de 350 infecciones por Salmonella typhi, la mayor parte de las
cuales se adquirieron durante viajes al extranjero. A diferencia de lo
anterior, se estima que cada año se producen 21 millones de infecciones y
200.000 muertes por S. typhi cada año a nivel mundial. El riesgo de padecer la
enfermedad es más alto en los niños desfavorecidos de los países en vías de
desarrollo.
La dosis infecciosa para las infecciones por S.typhi es baja, por
lo que es frecuente la transmisión de una persona a otra. Por el contrario, se
necesita un gran inóculo (p. ej., 10 elevado a 6 a 10 elevado
a 8 bacterias) para que se produzca enfermedad sintomática en el caso
de otras especies de Salmonella. Estos microorganismos se pueden multiplicar
hasta alcanzar concentraciones elevadas cuando los alimentos contaminados no
se conservan adecuadamente (p. ej., a 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 en EE. UU. Los síntomas suelen aparecer entre las 6 y las 48
horas siguientes a la ingestión de alimentos o agua contaminada, con una
sintomatología inicial de náuseas, vómitos y diarrea no sanguinolenta. Son
también frecuentes la fiebre, los espasmos abdominales, las mialgias y la
cefalea. En la forma aguda de la enfermedad se puede demostrar la afectación
colónica. Los síntomas pueden persistir entre 2 días y 1 semana antes de la
resolución espontánea.
Septicemia
Todas las especies de Salmonella pueden dar
lugar a bacteriemia, aunque las infecciones por S.choleraesuis, S.paratyphi y
S.typhison 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 e inmunodeficiencias
congénitas). La presentación clínica de la bacteriemia por Salmonella es
idéntica a la de otras bacteriemias por gramnegativos, aunque pueden aparecer
infecciones supurativas localizadas (osteomielitis, endocarditis y artritis),
hasta en el 10% de los pacientes.
Fiebre entérica (v. caso clínico 2)
S. typhi produce una enfermedad febril
conocida como fiebre tifoidea. Una forma leve de esta enfermedad, la fiebre
paratifoidea, se produce por S. paratyphi A, Salmonella schottmuelleri (anteriormente conocida como S. paratyphi B)
y Salmonella hirschlfeldi (anteriormente conocida como S.paratyphiC). Al
contrario de lo que ocurre en otras infecciones por Salmonella, las bacterias
responsables de la fiebre entérica pasan a través de las células que tapizan el
intestino y son engullidas por los macrófagos. Se replican después de ser
transportadas al hígado, el bazo y la médula ósea. Entre 10 y 14 días después
de la ingestión de los bacilos, los pacientes presentan fiebre que va aumentando
progresivamente, con síntomas inespecíficos como cefalea, mialgias, malestar general
y anorexia. Estos síntomas duran al menos 1 semana y son seguidos por síntomas
gastrointestinales. Este ciclo se corresponde con una fase bacteriémica inicial
que se sigue de la colonización de la vesícula biliar y posteriormente de la
reinfección del intestino. La fiebre entérica es una enfermedad clínica grave,
que se debe sospechar en pacientes febriles que hayan viajado recientemente a
países en vías de desarrollo en los que la enfermedad es endémica.
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 entre el 1% al 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 infecciones del ser humano.
Caso clínico 2. Infección por Salmonella typhi:
Scully y cols. (N Engl J Med 345:201-205, 2007) describieron el caso de
una mujer de 25 años que fue ingresada en un hospital de Boston por fiebre
persistente que no respondía a amoxicilina o paracetamol o ibuprofeno.
Residía en Filipinas y estaba de viaje en EE. UU. desde hacía 11 días. A la
exploración presentaba fiebre, tenía hepatomegalia, dolor abdominal y
alteraciones en la analítica de orina. Se obtuvieron hemocultivos en el
momento del ingreso hospitalario y al día siguiente se confirmó el
crecimiento de Salmonella typhi. Como el microorganismo era sensible a las
fluoroquinolonas, se eligió este tratamiento. A los 4 días la fiebre
desapareció y la paciente recibió el alta para poder volver a su país. Aunque
la fiebre tifoidea puede ser un cuadro muy grave con riesgo para la vida,
inicialmente puede debutar con síntomas inespecíficos, como demuestra este
caso.
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Shigella
La clasificación taxonómica de Shigella que se
está empleando en la actualidad es sencilla, pero técnicamente incorrecta. Se
han descrito cuatro especies con más de 45 serogrupos basados en el antígeno O:
S.dysenteriae, Shigella flexneri, Shigella boydii y Shigella sonnei. No obstante,
los análisis de ADN han determinado que estas cuatro especies constituyen, en
realidad, biogrupos de E. coli que difieren a nivel serológico. 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) hacia 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 organismo anfitrión (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
anfitrión, 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.
S.dysenteriae produce una exotoxina, la toxina
Shiga. Al igual que la toxina producida por ECEH, la toxina Shiga tiene una
subunidad A y cinco subunidades B. Las subunidades B se unen a un glucolípido
de la célula del organismo anfitrión (GB 3) y facilitan la transferencia de la
subunidad A hacia el interior de la célula. La subunidad A escinde el ARNr 28S
de la unidad ribosómica de 60S, evitando de este modo la unión del aminoacil-ARN
de transferencia y alterando la síntesis de proteínas. La principal
manifestación de la actividad de la toxina son los daños ocasionados al epitelio
intestinal; sin embargo, la toxina Shiga puede causar daño en las células
endoteliales glomerulares en un pequeño número de pacientes, lo que da lugar a
insuficiencia renal (SHU).
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 (v. caso clínico 3)
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 los bacilos. 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, 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.
Resumen: Shigella
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Biología, virulencia y enfermedades
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Bacilos gramnegativos anaerobios facultativos
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Fermentadores; oxidasa-negativos
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El lipopolisacárido consiste en un polisacárido somático O, un núcleo de
polisacárido (antígeno común) y el lípido A (endotoxina)
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Se reconocen cuatro especies: S. sonnei, responsable de la mayoría de las
infecciones en los países desarrollados; S. flexneri, de las infecciones en los
países en desarrollo, y S. dysenteriae, de las infecciones más graves. S.
boydiino se suele aislar
|
Virulencia: véase cuadro 30–2; la exotoxina (Shiga) producida por S.
dysenteriae interrumpe la síntesis de proteínas y produce daño endotelial
|
Enfermedad: la forma más frecuente de enfermedad es la gastroenteritis
(shigelosis), una diarrea acuosa inicial que evoluciona a los 1-2 días a cólico
abdominal con tenesmo (asociado o no a sangre en las heces); la forma grave
de la enfermedad se debe a S. dysenteriae (disentería bacteriana); un pequeño
número de pacientes se convierten en portadores asintomáticos (reservorio
para infecciones futuras)
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Epidemiología
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El ser humano es el único reservorio de estas bacterias
|
La enfermedad se transmite de una persona a otra por vía fecal-oral
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Los pacientes con mayor riesgo de esta enfermedad son los niños en los
jardines de infancia, guarderías y cárceles, sus padres y familiares y los hombres
homosexuales
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La enfermedad la producen relativamente pocos microorganismos (altamente
infecciosos)
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La enfermedad tiene distribución universal sin incidencia estacional (en
concordancia con la transmisión de persona a persona con un bajo inóculo)
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Diagnóstico
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El aislamiento de las muestras de heces requiere el uso de medios
selectivos
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Tratamiento, prevención y control
|
El tratamiento antibiótico acorta la duración de la enfermedad
sintomática y la eliminación fecal
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El tratamiento se debe basar en las pruebas de sensibilidad in vitro
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La terapia empírica se puede iniciar con una fluoroquinolona o con trimetoprim-sulfametoxazol
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Se deben establecer medidas adecuadas para el control de la infección y
evitar así la diseminación del microorganismo, incluidos el lavado de manos y
la eliminación correcta de la ropa de cama sucia
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Caso clínico 3. Infecciones por Shigella en guarderías
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En 2005 tres estados notificaron brotes de infecciones por Shigella
resistente a múltiples fármacos en guarderías. Se describieron 532 casos en
la región de Kansas City, con una edad mediana de los pacientes de 6 años
(MMWR 55:1068-1071, 2006). El patógeno predominante fue una cepa
multirresistente de Shigella sonnei y un 89% de los aislamientos eran
resistentes a ampicilina y trimetoprim-sulfametoxazol. La shigelosis se
disemina con facilidad en las guarderías por el mayor riesgo de contaminación
fecal y la baja dosis infecciosa responsable de la enfermedad. Los padres y
profesores, además de los compañeros de colegio, tienen un riesgo aumentado
de enfermedad.
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Yersinia (v. cuadro 30–6)
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 raras veces se
cultivan en la sangre.
Resumen: Yersinia
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Biología, virulencia y enfermedades
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Bacilos gramnegativos anaerobios facultativos
|
Fermentadores; oxidasa-negativos
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El lipopolisacárido consiste en un polisacárido externo somático O, un
núcleo polisacárido (antígeno común) y un lípido A (endotoxina)
|
Y. pestis está cubierta por una cápsula proteica
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Algunas especies (p. ej., Y. enterocolitica) pueden crecer a bajas
temperaturas (p. ej., pueden crecer hasta alcanzar un número elevado en los
productos alimentarios o sanguíneos contaminados y refrigerados)
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Virulencia: véase cuadro 30–2;
|
la cápsula de Y. pestis es antifagocítica. Y. pestis es también
resistente al efecto bactericida del suero; Yersinia tiene genes de
adherencia, actividad citotóxica, inhibición de la migración fagocítica y de
la acción de engullir e inhibición de la agregación plaquetaria
|
Enfermedad: Y. pestis produce la peste bubónica (la más frecuente) y la
peste pulmonar, ambas asociadas a una elevada mortalidad; otras especies de
Yersinia producen gastroenteritis (diarrea acuosa aguda o diarrea crónica) o
sepsis asociada a transfusiones; la enfermedad entérica en niños puede cursar
con ganglios linfáticos mesentéricos aumentados de tamaño y confundirse con
una apendicitis aguda
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Epidemiología
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Y. pestis es una infección zoonótica en la que el ser humano es el
anfitrión accidental; los reservorios naturales son ratas, ardillas, conejos
y animales domésticos
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La enfermedad se transmite por la picadura de las pulgas, por el contacto
directo con tejidos infectados o de una persona a otra por la inhalación de
los aerosoles infectados en un paciente con enfermedad pulmonar
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Otras infecciones por Yersinia se transmiten por exposición a alimentos o
a productos sanguíneos contaminados (Y. enterocolitica)
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Puede ocurrir la colonización con otras especies de Yersinia
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Diagnóstico
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Los microorganismos crecen en la mayoría de los medios de cultivo; el
almacenamiento prolongado a 4 °C puede mejorar selectivamente el aislamiento
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Tratamiento, prevención y control
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Las infecciones por Y. pestis se tratan con estreptomicina; como
tratamientos alternativos se pueden usar tetraciclinas, cloranfenicol o
trimetoprim-sulfametoxazol
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Las infecciones entéricas con otras especies de Yersinia son generalmente
autolimitadas. Si está indicado el tratamiento antibiótico, la mayoría de los
microorganismos son sensibles a las cefalosporinas de amplio espectro,
aminoglucósidos, cloranfenicol, tetraciclinas y trimetoprim-sulfametoxazol
|
La peste se controla con la reducción de la población de roedores y la
vacunación de las personas de riesgo.
|
Otras infecciones por Yersinia se controlan con la preparación adecuada
de los alimentos.
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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 C5 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 anfitrión 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 a. 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 (30% al 40% 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. A lo largo de la última
década se ha descrito una media de 10 casos anuales en EE. UU., con enfermedad
(peste salvaje) principalmente en el oeste de EE. UU.
La peste urbana se mantiene en las poblaciones
de ratas y se extiende entre las ratas o entre estas 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 de vectores mamíferos
y de pulgas. Y. pestis produce una infección mortal en el reservorio animal.
Por eso, los patrones cíclicos de la enfermedad en el ser humano reflejan el
aumento o disminución de oportunidades de contacto con la población que actúa
como reservorio. 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.
Y.enterocolitica es una causa frecuente de
enterocolitis en Escandinavia y en otros países de Europa, así como en las
zonas frías de Norteamérica. En EE. UU. se registra aproximadamente una
infección confirmada mediante cultivos por cada 100.000 habitantes y año, y el
90% de las infecciones se asocia al consumo de carne, leche o agua contaminada.
La mayoría de los estudios muestran que estas infecciones son más frecuentes
durante los meses fríos. La virulencia de este microorganismo se asocia a
ciertos serogrupos específicos. Los serogrupos que se encuentran con mayor
frecuencia en Europa, África, Japón y Canadá son O3 y O9. El serogrupo O8 se ha
identificado en EE. UU. Y. pseudotuberculosis es una causa relativamente rara
de enfermedad en el ser humano.
Enfermedades clínicas (v. caso clínico 4)
Las dos manifestaciones clínicas de la
infección por Y. pestis son la peste bubónica y la peste neumónica. 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. El 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 debutan 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%.
Aproximadamente dos tercios de las infecciones
por Y. enterocolitica originan enterocolitis, como su propio nombre indica. La
gastroenteritis se asocia de forma característica a la ingestión de alimentos o
agua 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, siendo la seudoapendicitis 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, los abscesos intraabdominales, la hepatitis y la
osteomielitis.
En 1987 se describió por primera vez la
producción de bacteriemia postransfusionaly shock endotóxico por Y. enterocolitica.
Debido a que los microorganismos de 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.
Caso clínico 4. Peste humana en EE. UU.
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En 2006 se notificaron 13 casos de peste humana en total en EE. UU.,
siete en Nuevo México, tres en Colorado, dos en California y uno en Texas
(Morb Mortal Wkly Rev [MMWR] 55:940-943, 2006). A continuación se describe el
caso de un varón de 30 años con la presentación clásica de la peste bubónica.
El 9 de julio este varón acudió a su hospital de zona por fiebre de 3 días de
evolución, con náuseas, vómitos y adenopatías inguinales derechas. Recibió el
alta sin tratamiento y a los 3 días regresó al hospital, donde fue ingresado
con sepsis e infiltrados pulmonares bilaterales. Se le puso en aislamiento
respiratorio y recibió tratamiento con gentamicina, a la cual respondió. Los
hemocultivos y el cultivo de los ganglios aumentados de tamaño fueron
positivos para Yersinia pestis. La bacteria también se recuperó en pulgas
recogidas cerca del domicilio del paciente. Los reservorios típicos de la
peste selvática son los mamíferos pequeños y los vectores son las pulgas.
Cuando los mamíferos fallecen, las pulgas buscan anfitriones humanos. En este
ejemplo se publicaron un total de cinco casos de peste humana en el condado
durante un período de 1 año.
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Otras enterobacterias
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 Klebsiella
pneumoniae y Klebsiella oxytoca, los cuales pueden producir una neumonía
lobular primaria adquirida en la comunidad. Las neumonías por las distintas
especies de Klebsiella con llevan generalmente la destrucción necrótica de los
espacios alveolares, la formación de cavidades y la producción de esputos
hemoptísicos. Estas bacterias producen también infecciones de heridas, de
tejidos blandos y del aparato urinario.
El microorganismo conocido anteriormente como
Donovania granulomatisy, después, Calymmatobacterium granulo-matisse 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 (v. figuras 30–5 y 30–6).
Por desgracia, esta enfermedad se denomina con
frecuencia donovanosis en referencia al origen histórico del nombre del género.
El granuloma inguinal es una enfermedad rara
en EE. UU., pero constituye una entidad endémica en algunas zonas de Nueva
Guinea, el Caribe, Sudamérica, India, la región meridional de África, Vietnam y
Australia. 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.
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. Ambos cuadros son relativamente infrecuentes en EE. UU.
Proteus
La infección del aparato urinario por Proteus
mirabilis es la enfermedad más frecuente causada por este género. P. mirabilis produce
grandes cantidades de ureasa, que escinde la urea en dióxido de carbono y
amonio. Este proceso eleva el pH urinario, precipitan el magnesio y el calcio
en forma de cristales de estruvita y apatita, respectivamente, y dan lugar a la
formación de cálculos renales. El aumento de la alcalinidad de la orina también
resulta tóxico para el urotelio. Proteus produce también hasta seis tipos
distintos de fimbrias, algunas de las cuales son importantes para su adherencia
al urotelio.
Enterobacter, Citrobacter, Morganella,
Serratia
Las infecciones primarias producidas por
Enterobacter, Citrobacter, Morganella o Serratia son infrecuentes en sujetos
inmunocompetentes. Con mayor frecuencia son responsables de infecciones
nosocomiales en neonatos y en pacientes inmunodeprimidos. Por ejemplo, se ha
observado que Citrobacter koseritiende a producir meningitis y abscesos cerebrales
en neonatos. La antibioterapia frente a la infección por estos géneros puede
carecer de eficacia como consecuencia de la frecuente resistencia a múltiples
antibióticos por parte de los microorganismos. La resistencia es un problema
especialmente grave en las especies de Enterobacter.
Diagnóstico de laboratorio
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 (p. ej., agar de MacConkey, agar eosina-azul
de metileno [EMB]) se usan para el cultivo de muestras que suelen estar
contaminadas por otros microorganismos (p. ej., 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 gramnegativas
negativas 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
desaparecibidos con este tipo de detección selectiva. El método preferido para
la detección de ECEH es cultivar las muestras de heces en agar de MacConkey no
selectivo y después valorar las colonias aisladas para detectar la producción de
toxina con las pruebas comercializadas. Por desgracia, se trata de una técnica
lenta y laboriosa. 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, a 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 práticamente 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 para identificar las 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. coliO157 o Y.enterocoliti-caO8) 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
El tratamiento antibiótico de las infecciones
por Enterobacteriaceae se debe basar en las pruebas de sensibilidad in vitro y
en la experiencia clínica. Mientras algunos microorganismos como E. coliy P. mirabilisson
sensibles a muchos antibióticos, otros pueden ser muy resistentes. Además, los
microorganismos sensibles que son expuestos a concentraciones infraterapéuticas
de antibióticos en un medio hospitalario pueden desarrollar resistencias
rápidamente. En general, la resistencia a antibióticos es más frecuente en las
infecciones nosocomiales que en las infecciones que se adquieren en la
comunidad. No se recomienda el tratamiento antibiótico frente a algunas infecciones.
Por ejemplo, generalmente 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 (p. ej., SHU con
infecciones ECEH en niños) en esta población. Se recomienda administrar
tratamiento frente a las infecciones por S. 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
feco-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 (p. ej., 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 ya 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 S. 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 CDC (www.cdc.gov).
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