Bacilos y Cocobacilos Gram Positivos: Clasificación, Características y Patologías Asociadas

Bacilos y Cocobacilos Gram Positivos

Bacilos Gram Positivos

Formadores de Endosporas

• Género Bacillus
  • B. anthracis
  • B. cereus
• Género Clostridium
  • Clostridium perfringens
  • Clostridium tetani
  • Clostridium botulinum
  • Clostridium difficile

No Formadores de Endosporas

• Género Listeria
• Género Erysipelothrix
• Género Corynebacterium
• Género Lactobacillus

Esporas Bacterianas

En condiciones desfavorables, muchas bacterias concentran el citoplasma y se envuelven en una cápsula; esta fase de reposo suele recibir también el nombre de espora, pero no se trata de una célula reproductora y, por tanto, no es comparable con las esporas verdaderas que forman otros organismos.

Principales Géneros

Bacterias formadoras de endosporas. Se distinguen por:

• Su morfología
• Relación con el O₂
• El metabolismo energético

Bacilos y Cocos Gram Positivos Formadores de Endosporas

Bacilos

Bacillus (aerobios y anaerobios facultativos).

Características generales

• Bacilos Gram positivos esporulados
• Aerobios o anaerobios facultativos
• Catalasa +
• Amplia distribución en la naturaleza
• Se desarrollan bien en medios generales a Tª 37º
• Usos industriales y esterilización

Especies más importantes

• B. anthracis: Carbunco
• B. cereus: Intoxicaciones alimentarias

Bacillus anthracis

Características

• Gram: Bacilo Gram positivo grande y recto de extremos rectangulares en muestras clínicas y formando largas cadenas en medios de cultivo
• Aerobio estricto, inmóvil y no hemolítico
• Colonias en forma de cabeza de medusa

Factores de virulencia

• Cápsula: polipeptídica (ácido poli-D-glutámico), codificada por un plásmido. Antifagocítica. Las cepas acapsuladas no son virulentas.
• Exotoxina: 3 componentes proteícos:
  • Ag. Protector (AP): unión a receptores del huésped
  • Toxina del edema (EF): adenilciclasa que produce acumulación de líquidos
  • Toxina letal (LF): metaloproteasa que estimula la liberación de citoquinas proinflamatorias

Formas clínicas

• Carbunco cutáneo: pápula úlcera escara necrótica. Ántrax. Mortalidad 20%
• Carbunco gastrointestinal: Raro. Mortalidad 100%, con ascitis hemorrágica
• Carbunco por inhalación: rara vez síntomas respiratorios. Frecuentes síntomas meníngeos. Mortalidad 100%, enfermedad de los cardadores de la lana

• Forma cutánea (95% casos)
• Forma respiratoria (<5% de los casos)
• Forma gastrointestinal

Epidemiología y profilaxis

• Enfermedad de herbívoros: Zoonosis (hombre es huésped accidental)
• Mecanismos de transmisión:
  • Inoculación directa de esporas
  • Inhalación de esporas
  • Ingestión de esporas
• Profilaxis:
  • Vacunación del ganado y personal de riesgo
  • Incineración de animales muertos por carbunco
  • Eliminación de esporas del suelo es difícil
  • En contactos (bioterrorismo): ciprofloxacino

Identificación

• Examen microscópico:
  • Tinción Gram de muestra: Bacilo Gram positivo grande y recto de extremos rectangulares, aislado en muestras clínicas y formando largas cadenas en medios de cultivo
  • Tinción cápsula en muestras
  • Tinción de esporas
  • Tinción IFD
  • Medio de cultivo: Agar sangre
  • Colonias en forma de cabeza de medusa, no hemólisis
  • Aerobio estricto, inmóvil

Bacillus cereus

• Causa una enfermedad transmitida por los alimentos (toxiinfección alimentaria)
• Carnes y vegetales
• Es móvil
• Se desarrollan bien en Agar sangre, donde producen colonias grandes, extendidas
• Produce β hemólisis
• Patógeno oportunista en inmunodeprimidos

La intoxicación alimentaria

Puede causar dos síndromes clínicos:

• La causada por una toxina EMÉTICA termoestable
  • Un periodo de incubación breve de 4 horas
  • La evolución de la enfermedad es hacia la curación entre 6 y 24h
• La causada por una ENTEROTOXINA termosensible
  • Un periodo de incubación más prolongado 17 horas
  • La recuperación se produce aproximadamente a las 12h después del comienzo de la sintomatología

Diagnóstico Bacteriológico

Aislamiento del germen de los alimentos sospechosos, ya que forma parte de la flora normal, por lo tanto el aislamiento en heces no tiene significación clínica.

Clostridium (anaerobios estrictos)

• Bacilos Gram positivos anaerobios, formadores de esporas
• Medio ambiente, flora normal de animales y hombre
• Infecciones de origen exógeno (a veces endógeno)
• Nulo o escaso poder invasor
• Principal factor de virulencia: Producción de toxinas

Especies Patógenas

Clostridium perfringens

• Hábitat: suelo, agua, tracto intestinal
• Infecciones en humanos: tipos A y C
• Indicador de contaminación fecal en aguas
• Infección: exógeno
• Inoculación de esporas en heridas: infecciones hísticas
• Ingesta de alimentos contaminados: toxiinfección alimentaria
• Capacidad de invadir
• Productor de toxinas
• Anaerobio poco estricto. De rápido crecimiento: doble halo de hemólisis
• Se subdivide en 5 tipos: A-E

Toxinas

• Toxina α (tipo A): histotóxica. Dermonecrotizante y hemolítica
• Toxina β (tipo C): necrotizante
• Enterotoxina (tipo A): enterotóxica
• Otras toxinas: hemolisina, colagenasa, hialuronidasa, desoxirribonucleasa

Cuadros Clínicos

• Infecciones de tejidos blandos:
  • Gangrena Gaseosa
  • Celulitis anaerobia
  • Miositis supurativa
  • Endometritis
• Intoxicaciones alimentarias
• Enteritis necrotizante
• Septicemia

Diagnóstico

• Infecciones de tejidos blandos:
  • Ante sospecha clínica: rápido tratamiento
  • Confirmación: Diagnóstico microbiológico
  • Tinción de Gram
  • Cultivo
  • CAMP típica con St. agalactiae
• Intoxicaciones alimentarias:
  • Bacterias en alimentos o heces
  • Enterotoxina en heces
  • No necesita tratamiento

Clostridium tetani

• Bacilo Gram positivo (frecuentemente aparece como negativo), con esporas terminales
• Anaerobio estricto
• Hábitat: suelo, tracto intestinal
• Infección: exógeno
• Inoculación de esporas en heridas
• Carece de poder invasor
• Factor de virulencia: producción de la toxina tetánica

Toxina

• Termolábil
• Puede transformarse en toxoide
• Neurotoxina:
  • Actúa a nivel de las neuronas inhibidoras de la médula espinal y tronco cerebral
  • Bloquea la liberación de neurotransmisores en las sinapsis inhibitorias
  • Aparición de parálisis espástica (contracción muscular sostenida)

Cuadros Clínicos

• Infección de herida objeto corto-punzante. Producción toxina > Sangre > Sistema nervioso
• Tétanos localizado: Tétanos cefálico. Risa Sardónica
• Tétanos generalizado. Asfixia y muerte
• Tétanos neonatal

Diagnóstico

• Frecuentemente clínico
• Diagnóstico microbiológico:
  • Tinción de Gram
  • Cultivo anaerobiosis e identificación
  • No es posible detectar la toxina

Clostridium botulinum

• Grupo heterogéneo de Bacilos Gram positivos
• Anaerobios estrictos
• Hábitat: suelo, aguas. Pueden contaminar alimentos (vegetales), heridas y colonizar el tracto digestivo
• Infección: exógeno por ingesta de alimentos
• Carecen de poder invasor
• Factor de virulencia: producción de la toxina botulínica

Toxinas

• Termolábiles. Pueden desarrollarse toxoides
• Existen 7 tipos antigénicamente diferentes (A-G). Enfermedad humana asociada a tipos A, B, E (F)
• Neurotoxina:
  • Actúa a nivel del sistema nervioso periférico (placa neuromuscular y sistema autónomo)
  • Bloquea la liberación del neurotransmisor acetilcolina
  • Aparición de parálisis flácida de la musculatura esquelética y fallo parasimpático

Cuadros Clínicos

• Alimento con toxina > Trastornos visuales Incapacidad deglutir y hablar > Parálisis respiratoria y cardiaca
• Manifestaciones clínicas:
  • Botulismo alimentario
  • Botulismo del lactante
  • Botulismo de herida

Diagnóstico

• Frecuentemente clínico. Confirmar mediante Diagnóstico Microbiológico:
  • Intoxicación alimentaria: Detección de la toxina (alimentos, suero o heces)
  • Botulismo de heridas: Detección de la toxina en suero y/o cultivo (exudados, tejidos)
  • Botulismo del lactante: Detección de la toxina y/o cultivo (heces, otras muestras gastrointestinales)

Tratamiento

• Intoxicación alimentaria: tratamiento precoz
  • Provocar vómito/lavado gastrointestinal
  • Neutralizar toxina
  • Medidas de soporte
• Botulismo de heridas:
  • Neutralizar toxina
  • Medidas de soporte
  • Antibiótico
• Botulismo del lactante:
  • Medidas de soporte

Profilaxis

• Procesamiento adecuado de las conservas
• Evitar la germinación: pH ácido / temperaturas inferiores a 4ºC
• Destrucción de la toxina preformada: Temperaturas superiores a 80ºC, 20 min
• Vacunas

Clostridium difficile

• Bacilos Gram positivos anaerobios estrictos
• Hábitat: Flora ambiental (hospitales, geriátricos)
• Flora normal tracto intestinal (2-4%)
• 70% Neonatos
• 20- 25 % Hospitalizados
• Producción de las toxina A y B (cepas no toxigénicas)
• Patógeno oportunista
• Origen endógeno/exógeno
• Productores de cuadros de gravedad variable:
  • Diarreas asociadas a tratamientos antimicrobianos
  • Colitis pseudomembranosa

Cocos

Sporosarcina (tiene importancia ecológica como uno de los principales degradadores naturales de la urea)

Familia Mycobacteriaceae

Características generales

• Bacilos Gram positivos delgados
• Aerobios estrictos
• Inmóviles
• No forman esporas
• No cápsula
• Requerimientos nutritivos variables
• Crecimiento lento
• Ácido alcohol resistentes
• Resisten: desecación, ácidos, álcalis
• Sensibles: Luz solar, UV, 70º C, Desinfectantes
• Mayor importancia en enfermos inmunodeprimidos
• Intracelular facultativo
• Amplia distribución mundial

Género Mycobacterium

• Dos enfermedades más temibles de la historia
• Susceptibles todos los mamíferos, aves y hombre

Ácido Alcohol Resistencia

• Alto contenido de lípidos en la pared celular:
  • Ácidos micólicos
  • Micósidos
  • Sulfolípidos
  • Lipoarabinomanano (LAM)
• Difíciles de teñir, pero una vez teñidas difíciles de decolorar
• Fundamento de tinciones que se usan para su diagnóstico (Ziehl-Neelsen, Kinyoun, auramina-rodamina)

Tinciones

• Inconvenientes Ziehl-Neelsen: Otros Ácido Alcohol Resistentes+: -Nocardia -Legionella, -Rhodococcus
• Inconvenientes fluorescencia: no tiñe a las micobacterias no tuberculosas
• Ventajas: Observar 30 campos (x250)
  • 1-2/c BAAR+
  • 3-9/c BAAR++
  • >10/c BAAR+++

Medios de cultivo

• Medio sólido Lowenstein Jensen (huevo, fécula patata, glicerol, sales)
• Medio líquido MiddlebrooK 7H9 (Bactalert Biomerieux) con sus correspondientes suplementos: Kit de suplemento antibiótico. Fluido reconstituyente
• Agar chocolate

Incubación y lectura

• Lowenstein-Jensen: Se colocan horizontalmente, ligeramente inclinados, el tapón se gira media vuelta. Se incuba 40 días a 37ºC

Lectura semanal

• Se retiran los tubos con crecimiento. Anotar en hoja de trabajo y programa informático como positivo o contaminación. Frascos positivos se guardan para envío al laboratorio de referencia para estudio RFLP. Tras recibir informe RFLP se introducirán datos en base de datos de clusters.

Mycobacterium productores de Tuberculosis

• Mycobacterium tuberculosis: agente etiológico de tuberculosis (TB) en humanos. Humanos = únicos reservorios. Bacilo Ácido Alcohol Resistente delgado que se presenta aislado o formando cordones. Crecimiento lento en medios artificiales complejos (3 - 6 sem). Resistente a la desecación, muchos desinfectantes, ácidos y álcalis. Sensible al calor.
• M. bovis: agente etiológico de TB en vacas, raramente en humanos. Ganado y humanos: Reservorio. Humanos: infección por leche no pasteurizada
• M. africanum: agente etiológico TB en humanos. Principal causa de TB en países como Uganda. Humanos: únicos reservorios

Factores que predisponen a la infección

• Contacto estrecho con grandes poblaciones de personas (escuela, orfanato)
• Desnutrición
• Drogodependencia
• Alcoholismo
• Infección VIH

Síntomas y Signos

• No hay síntomas al principio, solo se limitan a una tos mínima y poca fiebre, posteriormente aparece:
  • Fatiga
  • Pérdida de peso
  • Tos sanguinolenta
  • Fiebre leve y sudoración nocturna
  • Tos que produce flema
• Los síntomas adicionales asociados con la enfermedad son:
  • Sibilancia
  • Sudoración excesiva
  • Dolor en el tórax
  • Dificultad respiratoria

Localizaciones

Gastrointestinal, cutánea, peritoneal, meníngea, osteoarticular, genitourinaria, miliar, ganglionar, pleural, pulmonar, otras.

Diagnóstico Tuberculosis

• Muestras: esputo o jugo gástrico, hemocultivo, otras
• Tinciones: Ziehl-Neelsen, Kinyoun, auramina-rodamina
• Cultivo:
  • Medios sólidos: Löwenstein-Jensen
  • Medios líquidos con sistemas especiales de detección de crecimiento: BACTEC radiométrico y fluorométrico
• Identificación: sondas Ácido Nucleico
• Técnicas de PCR
• Técnicas indirectas: Tuberculina

Métodos Genéticos: Microbiología Molecular

• Cultivos radiométricos
• Métodos cromatográficos:
  • Consiste en realizar un análisis cromatográfico de los lípidos de la pared celular, mediante cromatografía de capa fina, cromatografía de alta eficacia o cromatografía gas-líquido. Este método resulta rápido, muy específico y reproducible.
• Moleculares: Sondas ADN
• Secuenciamiento de ADN
• Detección directa
• Sistemas de tipificación de las cepas

Preparación Muestra de esputos y heces

• Preparar una dilución 1/21 de N-acetilcisteina y NaOH al 1%. Con ello fluidificamos y descontaminamos
• Añadir la solución anterior
• Esputo a partes iguales
• Heces 1 asa/10 ml solución
• Centrifugar 20 a 5000rpm con ello concentramos

Muestras: 3 días consecutivos

• Esputos: 5-10 ml 1ª hora de la mañana por expectoración
• Orina: 1ª hora mañana micción espontánea. Centrifugar 20 a 5000rpm y trabajar con el sedimento
• Líquido Cefalorraquídeo y Sangre indicado en pacientes con SIDA que posean CD4 < 50 y fiebre
• Heces indicado en pacientes con SIDA
• Obtención y expresión de resultados

Resultados de tinciones

• Resultado examen microscópico se anota en hojas de trabajo y programa de gestión del laboratorio, emitiéndose informe
• Primera auramina +: informe telefónico
• Cultivos positivos:
  • Primer cultivo positivo, si auramina -, se informa por teléfono
  • Se introducirá en programa de gestión, se emitirá informe
• Cultivos negativos:
  • Tras la lectura semanal de los Löwenstein se informarán los frascos negativos y contaminados. Muestra contaminada: se informa si se contaminaron los dos medios

Pruebas Bioquímicas

• Test niacina : +: Las Mycobacterias al crecer producen ácido nicotínico o niacina, sustancia que interviene en los procesos de oxidación-reducción de la Mycobacteria. El Mycobacterium tuberculosis acumula la niacina ya que no es capaz de convertirla en ribonucleótidos.
• Reducción de nitratos: +: Esta prueba detecta la enzima nitrato reductasa, capaz de reducir los nitratos. Esta enzima solo la poseen algunas especies en general el M. Tuberculosis.
• Prueba de la catalasa: + 68ºC - : La mayoría de las mycobacterias poseen dos enzimas de la catalasa: una termoestable y una termolábil (al calentar a 68ºC se descompone). Especies como el M. Tuberculosis solo poseen esta última, pero al elevar la temperatura pierden la capacidad, dando catalasa negativa.

Mycobacterium leprae

• Descubierta como agente causal del mal por el médico noruego Gerhard Armauer Hansen (Enfermedad de Hansen y bacilo de Hansen)
• Micobacteria no cultivable
• Patógeno exclusivo del hombre
• Cuadro clínico depende del estado de la Inmunidad celular del huésped:
  • Lepra tuberculoide
  • Formas borderline
  • Lepra lepromatosa

Lepra tuberculoide

• Vía de entrada: a través de la piel; se propaga a los nervios superficiales próximos, vía linfática al sistema venoso y diseminarse a otros órganos
• En general el microorganismo se multiplica mejor en las partes más frías de organismo como son la piel de la cara y las porciones más alejada de las extremidades (dedos)
• En el interior de los macrófagos de la piel, originando una respuesta inflamatoria y pérdida de sensibilidad
• Es poco contagiosa, es la forma minoritaria de la lepra y la respuesta inmunitaria es favorable

Lepra lepromatosa

• La enfermedad se disemina de tal forma, que además de la afección cutánea, aparece también en órganos más profundos. La cara adquiere el llamado aspecto leonino. Es por tanto más grave, muy contagiosa y de evolución fatal
• En los raspados de las lesiones se observan gran cantidad de Bacilos Ácido Alcohol Resistentes

Diagnóstico serológico

• Título de linfocitos y macrófagos
• Títulos de Anticuerpos
• Reacción de la lepromina: conocer tipo de lepra

Epidemiología la lepra

• Reservorio: Hombre
• Transmisión:
  • Inhalación secreciones nasales contaminadas
  • Implantación directa
• Infectividad muy baja
• Periodo de incubación muy prolongado

Micobacterias atípicas

Hay muchas especies diferentes de micobacterias distintas a la de la tuberculosis y algunas de las más comunes son:

• Mycobacterium avium intracellulare
• Mycobacterium marinum
• Mycobacterium ulcerans
• Mycobacterium kansasii

La especie Mycobacterium avium intracellulare afecta con frecuencia a los pacientes con SIDA, a menudo causando fiebre, linfadenopatía (inflamación de los ganglios linfáticos) y diarrea. Las especies M. avium-intracellulare y M. kansasii causan enfermedades pulmonares.

Enterobacterias

• Salmonella: Gram negativas, lactosa negativas, móviles, indol negativas, urea negativas, rojo metilo positivas, SH₂+ (mínima cantidad > S. paratyphi A: SH₂-. S. Typhi: poca cantidad sin gas), gas variable, citrato variable, Kliger KA++
• Escherichia: móviles 95%, algunas no son móviles; indol positivas, rojo metilo positivas, β-galactosidasa positivas, citrato negativas, SH₂ negativas, lisina positivas, AA+/--, urea negativas, glucosa negativas, lactosa positivas
• Klebsiella: inmóvil, capsulados, lactosa positivas rápidos, urea positivas, citrato positivas, Voges-Proskauer positivas, Kliger AAGO, gas negativas, manitol positivas excepto S. dysenteriae
• Shigella: Gram positivas, lactosa negativas, Kliger KA--, rojo metilo positivas, indol positivas, citrato negativas, urea negativas, SH₂ negativas, inmóvil
• Yersinia: lactosa negativas, móviles positivas, citrato negativas, bacilos pequeños o cocobacilos, KAOO, rojo metilo positivas, inmóviles a 37º pero algunas especies son móviles a 22-25º
• Serratia: lactosa negativas lento, Voges-Proskauer positivas, AA+/--, móvil, urea +/-, citrato positivas, indol negativas
• Proteus: lactosa negativas, urea positivas, indol positivas, gas variable, SH₂ positivas, rojo metilo positivas, móviles crecen en forma de onda con flagelos perítricos
• Citrobacter: lactosa positivas lento, AA++, móvil, citrato positivas, urea positivas, gas positivas, indol negativas, rojo metilo positivas
• Enterobacter: lactosa positivas rápido, móvil, AAGO > urea - no concluyentes, Voges-Proskauer positivas, citrato positivas

Infección del Tracto Urinario

• Escherichia
• Proteus
• Serratia
• Citrobacter
• Enterobacter

Infecciones Gastrointestinales

• Salmonella
• Escherichia
• Shigella
• Yersinia

Infecciones Respiratorias

• Klebsiella
• Citrobacter
• Enterobacter