Bacteriología

Seminario 2

Bacterias Gram positivas

Microbiología 1II Cátedra

Facultad de Medicina (UBA)

Objetivos

1. Recordar la estructura de las bacterias gram positivas

2. Reconocer los principales factores de patogenicidad de las bacterias gram positivas

3. Enumerar las diferentes toxinas y su mecanismo de acción

4. Reconocer mecanismos de patogenicidad de bacterias anaerobias gram postivias

TINCION de GRAM

• Gram + : Púrpura - Violeta

• Gram - : Rojo - Rosa - Fucsia

Staphylococcus aureus (coco gram positivo); E. Coli (bacilo gram negativo). 

Prueba útil y simple que le permite al médico una primera aproximación a la morfología bacteriana para diferenciar entre los 2 principales tipos de bacterias.

Gram Positivo Gram Negativo

PeptidoglicanoForma aproximadamente el 50% del peso de la pared celular en seco. Funciona como estabilizador osmótico y evita la lisis de la bacteria por las diferencias en la concentración de sal. Estimula la quimiotaxis de neutrófilos, lo que contribuye a la formación de abscesos. Es pirogénico y degradable por lisozimaLas proteínas ligadoras de penicilina (PBP) son enzimas que catalizan la construcción de peptidoglucano.

Está compuesto por cadenas de 10 a 12 glucanos, entre los que destacan el ácido N-acetilmurámico y N-Acetilglucosamina unidos mediante enlaces β 1,4. 

N-Acetilmurámico

N-Acetilglucosamina

Ácidos teicoicos• Aproximadamente, el 30% del peso de la pared celular en seco. • Son  polímeros  de  fosfato  de  ribitol  unidos  mediante  enlaces 

fosfodiéster (diferentes para cada especie bacteriana) • Se  unen  a  residuos  del  ácido  N-acetilmurámico  de  la  capa  de 

peptidoglicano  o  se  anclan  lipofílicamente  a  la  membrana citoplasmática (ácidos lipoteicoicos). 

• Son inmunógenos cuando se encuentran unidos al peptidoglucano y estimulan una respuesta de  tipo humoral, activan el complemento, mejoran  la  quimiotaxis  de  los  leucocitos  polimorfonucleares  y activan la producción de interleuquina-1. 

• Actúan en la adherencia específica de las bacterias grampositivas a las superficies mucosas y presentan afinidad por fibronectina.

Género Staphylococcus

• Cocos Gram (+)

• División en planos transversales

• Ubicuos

• Anaerobios facultativos

• Inmóviles

• Crecimiento rápido en medios simples

• Producen Catalasa

• S. aureus

S. epidermidis

  S. saprophyticus

Agrupación en racimos

Coagulasa (+)

Coagulasa (-)

Microfotografía electrónica por barrido de S. aureus

Staphylococcus spp.

• Pared celular: 3 componentes principales

Peptidoglicano con cadenas de unión específicas (pentaglicina)

Ácidos teicoicos

Proteína A 

• Cápsula polisacárida delgada (por fuera de la pared)

Staphylococcus aureus

Patogénesis de S.aureus

Regulación de los factores de virulenciaLa  expresión  de  los  factores  de  virulencia  estafilocócicos  está regulada por varios sistemas que detectan cambios en el ambiente. Estos sistemas constan de dos componentes, una quinasa sensora y un  regulador  de  respuesta  y  funciona  por  medio  de  cascadas  de fosforilación que culminan en la activación de transcripción. Se  han  estudiado  varios  sistemas  reguladores  en  S.  aureus  que incluyen a los genes agr, saeRS, srrAB, arlSR y lytRS.El gen agr es el mejor estudiado y es esencial en el  control de  la percepción  de  quorum  de  la  expresión  genética,  controla  la expresión  preferente  de  adhesinas  de  superficie  (proteína  A, coagulasa, proteína fijadora de fibronectina, entre otras) así como la producción de toxinas, como TSST-1.

Factores de virulencia: 1.proteínas de superficie que promueven la colonización de los tejidos del huésped2.invasinas que promueven la diseminación de bacterias en los tejidos (leucocidinas, quinasas, hialuronidasa)3.factores que inhiben la fagocitosis (cápsula , Proteína A)4.propiedades bioquímicas que mejoran su sobrevida en los fagocitos (carotenoides, producción de catalasa)5.camouflage inmunológico (Proteína A, coagulasa)6.toxinas que rompen las membranas celulares eucariotas (hemolisinas, leucotoxina, leucocidina;7.exotoxinas que dañan los tejidos del huésped o provocan síntomas de la enfermedad (SEA-G, TSST, ET )8.Resistencia  inherente y  adquirida a los antibióticos.

Son frecuentes las infecciones por estafilococos humanosGeneralmente permanecen localizados en la puerta de entrada gracias a las defensas normales del huésped. El ingreso puede ser:- un folículo piloso, - una herida en la piel (pinchazo) o una herida quirúrgica (Los cuerpos 

extraños, incluyendo suturas, son colonizados fácilmente) - el tracto respiratorio (la neumonía estafilocócica es una complicación 

frecuente de la gripe)

Respuesta del huésped a la infección estafilocócica localizada                       INFLAMACIÓN

(temperatura elevada en el sitio,   hinchazón, acumulación de pus 

y necrosis de tejido)

. 

Infecciones más graves de la piel:   forúnculos - impétigo. 

Infección localizada del hueso: osteomielitis. 

Cuando  las  bacterias  invaden  el  torrente  sanguíneo  se producen consecuencias graves: - septicemia que puede ser rápidamente fatal; - bacteriemia que puede producir otros abscesos internos- otras lesiones de la piel - infecciones  en  el  pulmón,  riñón,  corazón,  músculo esquelético o meninges.

SITIOS DE INFECCIÓN Y ENFERMEDAD CAUSADA POR S.aureus

orzuelosinusitis

forúnculo, carbunclo

Diseminación hematógena

forúnculos

endocarditis

impétigo

diarrea

Sindrome Shock Tóxico

IUCistitis

neumonía

emesis

Sindrome de piel escladada

osteomielitis

ADHESIÓN• S. aureus expresa proteínas en su superficie que promueven la 

unión a proteínas del huésped laminina y fibronectina (que forman la matriz extracelular de las superficies epiteliales y endoteliales). 

• Además, la mayoría de las cepas expresan una proteína de unión a fibrina-fibrinógeno (factor de aglutinación), que promueve la unión a coágulos sanguíneos y tejido traumatizado. 

• En cepas que producen osteomielitis y artritis séptica: adhesina que promueve la unión al colágeno. Ésta es importante en la adhesión bacteriana al tejido dañado donde han sido expuestas las capas subyacentes.

INVASION 

La  invasión  de  los  tejidos  del  huésped  por  estafilococos implica  la  producción  de  una  gran  variedad  de  proteínas extracelulares,  algunas  de  los  cuales  son  proteínas asociadas a células. 

a) Toxinas que dañan membranasb) Coagulasa y clumping factor

c) Estafiloquinasad) DNAsa y FAME

Toxinas que dañan membranas

• Alfa-toxina (alfa-hemolisina): La mejor caracterizada y más potente toxina de membranas de S. aureus. Se introduce en las regiones hidrofóbicas de la membrana citoplasmática de células como eritrocitos, hepatocitos, leucocitos, miocitos y plaquetas. Estos poros causan un desequilibrio osmótico importante debido a la salida rápida de K+ y la entrada de Na+ y Ca++ que termina en lisis celular. Es especialmente neurotóxica ya que causa la degeneración de la vaina de mielina. Codificada en cromosoma bacteriano

• Beta-toxina (esfingomielinasa C): Tiene afinidad por la esfingomielina y lisofosfatidil colina (componentes de la membrana citoplasmática del huésped) y cataliza su destrucción, que implica toxicidad para eritrocitos, fibroblastos, leucocitos y macrófagos . Está codificada en un bacteriófago lisogénico

Toxinas que dañan membranas

• Delta-toxina:  Se produce en la fase de crecimiento tardío. Se cree que esta toxina actúa como un surfactante que actúa como detergente en las membranas de las células blanco, afecta a todas las células en general, pero en especial a eritrocitos.

• Gamma-Toxina y Leucocidina PVL: Ambas son estructuralmente similares y tienen actividad hemolítica. Actúan de foma similar a la toxina alfa: forman poros con aumento de la permeabilidad de cationes, desequilibrio osmótico y lisis celular. Los genes que codifican a PVL han sido localizados en un bacteriófago

Coagulasa y clumping factor

• Coagulasa es una proteína extracelular que se une a la protrombina en el huésped para formar un complejo llamado estafilotrombina. 

• La actividad proteasa característica de la trombina se activa en el complejo, que resulta en la conversión de fibrinógeno en fibrina. El mecanismo es indirecto.

• El factor de aglutinación (clumping factor) se ubica sobre la superficie bacteriana que une al fibrinógeno en forma directa

Estafiloquinasa• Muchas cepas de S aureus expresan este factor activador de plasminógeno, que  lisa 

fibrina. • El determinante genético se asocia con bacteriófagos lisogénicos. • Un complejo formado entre la estafiloquinasa y plasminógeno activa una actividad 

proteolítica tipo plasmina: disolución de coágulos de fibrina. 

Otras enzimas extracelulares• Proteasas, • Lipasa • Desoxirribonucleasa (DNasa) • Enzima modificadora de ácidos grasos (FAME): importante en los abscesos, en el 

que podría modificar los lípidos antibacterianos y prolongar la supervivencia bacteriana

EVASIÓN DE LA DEFENSAS DEL HUÉSPED

Polisacárido CapsularEvita la fagocitosis en ausencia de complemento. 

Se han identificado 11 serotipos capsulares de S. aureus. Los serotipos con las cápsulas más gruesasson el 1 y el 2, y forman colonias mucoides, no obstante, 

no se asocian con enfermedad. 

Los serotipos 5 y 7 son los responsables de la mayor parte de las infecciones humanas

y específicamente el serotipo 5 engloba a la mayoría de las cepas de S.aureus resistentes a Meticilina

EVASIÓN DE LA DEFENSAS DEL HUÉSPED

• Proteína AEs una proteína de superficie que une IgG  (subtipos IgG1, IgG2, IgG4) por su región Fc, lo cual impide la opsonización y la fagocitosis

• LeucocidinaActúa específicamente sobre los leucocitos polimorfonucleares

EXOTOXINAS• S. aureus puede expresar varios tipos diferentes de toxinas proteicas que 

pueden ser responsables de los síntomas durante las infecciones. 

• La liberación sistémica de una toxina causa shock séptico, mientras las enterotoxinas y la TSST-1 son superantígenos que puede causar shock tóxico. 

• Las enterotoxinas estafilocócicas causan emésis (vómitos) cuando se ingiere y la bacteria es la causa principal de intoxicación alimentaria.

• La toxina exfoliatina. Hay dos formas antigénicamente distintas de la toxina, ETA y ETB. Las toxinas tienen actividad esterasa y proteasa y se dirigen a una proteína que está implicada en el mantenimiento de la integridad de la epidermis.

 

EXOTOXINAS

S. aureus secreta dos tipos de toxinas con actividad de SUPERANTÍGENO: Enterotoxinas, con seis tipos antigénicos denominados A, B, C, D, E y GToxina del síndrome de shock tóxico (TSST-1).

Las enterotoxinas causan diarrea y vómitos cuando se ingieren y son responsables de la intoxicación alimentaria estafilocócica. TSST-1 se expresa sistémicamente y es la causa del síndrome de shock tóxico (SST). Cuando se expresa sistémicamente, las enterotoxinas también pueden causar SST. El SST pueden ocurrir como secuela de una infección estafilocócica si una enterotoxina o TSST-1 se libera sistémica y el huésped carece de anticuerpos neutralizantes adecuados.

EXOTOXINAS

Los superantígenos estimulan inespecíficamente las células T, sin el reconocimiento antigénico normal.  Las citoquinas se liberan en grandes cantidades, provocando los síntomas del SST

Los superantígenos se unen directamente a las moléculas  clase II del CMH de las células presentadoras de antígeno fuera del sitio convencional de unión al antígeno. 

                       Célula T                 Célula T

CMH II CMH II

           Célula presentadora de antígeno (CPA)

Varios clones de LT

Un clon de LT

Citoquinas (IL-2)Excesiva IL-2

Prolif. Células T

Cooperación T-B

Proliferación de células B. 

Anticuerpos

IL-2 estimula síntesis de FNT-α y demás citoquinas

SHOCK

EXOTOXINAS

ExfoliatinasSe asocian al Sindrome de piel escaldada, que provoca la separación dentro de la epidermis, entre las capas vivas y las muertas. La separación es a través del estrato granuloso de la epidermis

Se han demostrado tres isoformas de TE (TEA, TEB, TED), que son serino-proteasas glutamato-específicas  que específicamente escinden un único enlace peptídico en la región extracelular de la  desmogleína 1 (DSG 1) humana y murina, una molécula de adhesión desmosomal célula a célula de tipo cadherina.  

Acción de las exfoliatinas

Distribución diferencial de las isoformas de DSG en la epidermis. Representación esquemática de la distribución de DSG en (A) piel sana y (B) piel expuesta a la tovina exfoliatina. En todos los estratos, excepto el estrato granuloso, la toxina exfoliativa media la hidrólisis de la desmogleína 1 (DSG-1) lo que es compensado por la desmogleína 3 (DSG-3). DSG-3 está ausente en el estrato granuloso, lo que explica el desprendimiento de las células y la división de las capas de la epidermis sobre la hidrólisis de DSG-1.

Enterotoxina 

Staphylococcus aureus FLORA HABITUAL de Nariz, Vagina y Colon.

Puede INFECTAR en forma oportunista: - Piel (Epidermis y foliculos pilosos)

Además causa: - Intoxicación alimentaria

                          - Infección de tejidos blandos

                          - Impétigo

                          - Sindrome de shock tóxico

                          - Septicemia

                          - Neumonía

                          - Osteomielitis

                          - Sindrome de piel escalada (Enfermedad de Ritter):                                              

                                        Exfoliatina A y B en sangre

                                                               

Epidemiología• Bacteria ubicua• Resistente a las condiciones ambientales• Flora normal en la piel del individuo sano, pero cuando disminuyen las defensas de la piel pueden causar enfermedad.

• Principal grupo de riesgo: pacientes hospitalizados o inmunocomprometidos. 

• Los seres humanos son un reservorio natural de S. aureus. 

Epidemiología• Tiene  colonización  selectiva  de  narinas  (20-40%,  en adultos),  pliegues  intertriginosos,  perineo,  axilas  y vagina, no obstante, las personas colonizadas tienen un riesgo mayor de sufrir infecciones

• La colonización por S. aureus se da preferentemente en:– Personas con diabetes tipo 1;– Usuarios de drogas intravenosas;– Pacientes con hemodialisis;– Pacientes quirúrgicos;– Personas con SIDA.

Epidemiología• Se  diseminan  por  las  actividades  domésticas  y comunitarias  tales  como  hacer  la  cama,  vestirse  o desvestirse. 

• El  equipo  de  salud  es  uno  de  los  principales  vectores biológicos de diseminación.

• Se  ha  visto  que  los  manipuladores  de  alimentos contribuyen  a  diseminar  S.aureus  enterotoxigénicos, contribuyendo  al  desarrollo  de  intoxicaciones alimentarias.

• Desde hace aproximadamente 50 años, se ha visto un incremento en la incidencia de infecciones nosocomiales y de multirresistencia.

Resistencia AntibióticaS.aureus ha desarrollado varios mecanismos para sobrevivir a los β-lactámicos y otros fármacos(En la actualidad, aprox sólo el 10-15% de las cepas son sensibles a penicilina). Ej. de estos mecanismos son:• Hiperproducción de beta-lactamasas• Producción de PLP (proteínas que ligan penicilinas) de baja afinidad

S.aureus resistente a Meticilina (SARM): expresan el gen mecAEs resistente a  todos  los betalactámicos (incluyendo cefalosporinas y carbapenemes)  y  usualmente  a  aminoglucósidos,  eritromicina, clindamicina,  tetraciclinas,  sulfamidas,  quinolonas  y  rifampicina. Alternativa: Vancomicina, pero…..

S.aureus resistente a Vancomicina (SARV): en aumento

Diagnóstico de S. aureus• Microscopía: cocos Gram (+) en racimos 

• Aislamiento por cultivo e identificación.

Cultivo en agar sangre de S. aureus. β- hemolíticos. 

• Se puede aislar de muestras obtenidas de • Piel • Abscesos• Sangre 

Producción de CoagulasaProducción de ADNasaDegradación de Manitol

• Pruebas bioquímicas:

• Antibiograma•   Fagotipia•   Biotipificación•   Electroforesis en gel de campo pulsado (estudio del material genético)

PRUEBA DE COAGULASALa coagulasa es una proteína producida por varios microorganismos que permite la conversión del fibrinógeno en fibrina.S.aureus produce 2 formas de coagulasa: libre y ligada

PRUEBA DE CATALASALas bacterias que viven en ambientes aerobios requieren de catalasa para convertir el peróxido de hidrógeno en agua y oxígeno molecular. Se utiliza para evitar la formación de radicales tóxicos del sistema de la mieloperoxidasa en los fagocitos.Es positiva la prueba cuando se ponen en contacto una bacteria con actividad catalasa con H2O2 3% y se producen burbujas de oxígeno.

Staphylococcus coagulasa negativos:S. epidermidis

S. saprophyticus

• Flora normal de piel, nariz y oído externo

• Importantes agentes de infección hospitalaria (catéteres, prótesis) y muestras de laboratorio

CAUSAN: - Endocarditis: por infección de prótesis valvulares

                 - Infección de catéteres vasculares

                 - Infecciones urinarias: en mujeres jóvenes ambulatorias (S.saprophyticus)                 

                                                              en >50 años hospitalizados (S. epidermidis)

• Resistentes a antibióticos: Meticilino-resistencia

Mayor frecuencia

Streptococcus spp.

Clasificación de Streptococcus

Se utilizan tres sistemas de clasificación:

• Propiedades serológicas (grupos de Lancefield) (A a W)Se basa en la identificación de antígenos específicos de grupo, la mayoría de los cuales son carbohidratos de pared celular.

• Patrones hemolíticos: en agar sangre– Hemólisis completa (hemólisis beta [β])– Hemólisis incompleta (hemólisis alfa [α])– Ausencia de hemólisis (hemólisis gamma [γ])

• Propiedades bioquímicas

Género Streptococcus

• Cocos Gram (+)

• División a lo largo de un eje (cadenas)

• Catalasa negativos

• Anaerobios facultativos; algunos crecen únicamente       en una atmósfera enriquecida con dióxido de carbono 

• Exigencias nutricionales complejas: su aislamiento requiere el uso de medios enriquecidos con sangre o suero. 

• Son capaces de fermentar carbohidratos produciendo ácido láctico y también son catalasa negativos a diferencia de los estafilococos.

A pesar  de  las  enfermedades  infecciosas  que  causan algunas especies  de  Streptococcus,  otras  no  son  patógenas. Los estreptococos forman parte de la flora saprófita de la boca, piel, intestino y el tracto respiratorio superior de los humanos.

Las especies que producen enfermedades son:• Streptococos del grupo A: Streptococcus pyogenes • Streptococos del grupo B: Streptococcus agalactiae• Streptococcus pneumoniae • Streptococcus viridans• Streptococcus mutans• Enterococcus

Streptococcus pyogenes (Grupo A)

• β-hemolítico• Antígeno específico grupo A (polímero de ramnosa y N-acetilglucosamina)• Puede tener cápsula (Acido Hialurónico)• 15%-20% portadores  faríngeos (niños y jóvenes)• Transmisión vía aérea

Patogénesis de S.pyogenesLa  superficie  celular  contiene  la  mayoría  de  los  determinantes  de patogenicidad, especialmente los responsables de la colonización, evasión de la  fagocitosis  y  de  la  respuesta  inmune.  La  superficie  es  muy  compleja  y químicamente muy diversa:• Polisacárido capsular (Sustancia C), • Peptidoglicano• Acido lipoteicoico• Proteínas de Superficie:

– Proteína M– Proteínas fimbriales– Proteínas que unen fibronectina (ej. Proteína F)– Estreptoquinasa

La membrana citoplasmática contiene algunos antígenos semejantes a los de músculo cardíaco, esquelético y  liso,  fibroblastos de  las válvulas cardíacas y tejido neuronal (mimetismo molecular y respuesta inmune tolerante o suprimida del huésped)

FACTORES DE VIRULENCIA DE SUPERFICIE Y EXTRACELULARES DE S.pyogenes

• CÁPSULA: Algunas cepas (infecciones más graves) presentan una cápsula de ácido hialurónico, antigénicamente semejante a la presente en el tejido conjuntivo de mamíferos. Esto permite a la bacteria para ocultar sus propios antígenos y ser desconocida antigénicamente. La cápsula también impide la opsonización por fagocitos.

• PROTEÍNA M:Se asocia a la colonización y resistencia a la fagocitosis.Se han identificado más de 50 serotipos. Se encuentra en las fimbrias, une fibrinógeno del suero y bloquea la unión del complemento al peptidoglicano.

• ADHESINASColonización de los tejidos: falla en las defensas constitutivasS.pyogenes produce múltiples adhesinas con diversas especificidades: ácidos  lipoteicoicos,  proteína  M,  y  múltiples  proteínas  de  unión  a fibronectina. LTA  está  anclado  a  las  proteínas  en  la  superficie  bacteriana, incluyendo la proteína M. Ambos están unidos a las fimbrias y parecen mediar en la adhesión a las células epiteliales.La proteína de unión a fibronectina, proteína F, también interviene en la adhesión al extremo amino terminal de la fibronectina en las superficies mucosas.

PRODUCTOS EXTRACELULARES

La mayoría de las invasinas y toxinas interactúan con la sangre y los tejidos produciendo lisis celular y una respuesta inflamatoria dañina

• Estreptolisina S: leucocidina oxígeno-estable• Estreptolisina O: leucocidina oxígeno-lábil• DNAsa: leucotóxica• Hialuronidasa (o factor de diseminación) actúa sobre el Ac.hialurónico del 

tejido conectivo, así como sobre la propia càpsula. • Estreptoquinasas: participan en la lisis de fibrina• Estreptodornasas:

– A y D: actividad desoxirribonucleasa– B y D: actividad ribonucleasa

Los Ac contra estos productos no son protectores

PRODUCTOS EXTRACELULARES (cont.)

• TOXINA ERITROGÉNICA (SPE)

Se reconocen 3: A, B y CActúan com SuperantígenosSPE A y  SPE C están codificadas en fagos lisogénicos, SPE en cromosomaSe denomina toxina eritrogénica por su asociación con la escarlatina, que se produce cuando la toxina se disemina por sangre. La Re-emergencia a fines de los ‘80 de cepas de S.pyogenes productoras de esta toxina ha sido asociada a un SST similar al SST de S.aureus y con otras formas de enfermedades invasivas asociadas con destrucción severa de tejidos (fascitis necrotizante: “bacteria carnívora”). El aumento de las enfermedades invasivas se asocia con la emergencia de un serotipo M1 muy virulento de diseminación mundial, que produce SPE A.

S. pyogenes (Grupo A)Patogenia

Acción directa Acción directa Infecciones supuradas

– Adhesión a las células del huésped colonización faríngea  (pili, proteína M, ácido lipoteicoico)

– Evasión de la fagocitosis (cápsula y proteína M)– Efecto de enzimas y toxinas (evita localización de la infección)

Acción a distanciaAcción a distanciaCuadros no supurativos complicaciones deinfecciones supuradas

– Mecanismo autoinmune

S. pyogenes (Grupo A)Cuadros clínicos

1.1. Infecciones piógenasInfecciones piógenasa) Infecciones superficiales

–– FaringitisFaringitis

–– ImpétigoImpétigo

Síndrome  inflamatorio  de  la  faringe.  Dentro  de  las faringitis  bacterianas,  S. pyogenes es  el  principal agente  etiológico.  Su  inicio  se  manifiesta  con odinofagia,  malestar  general,  hipertermia  y  cefalea. Las amígdalas aparecen tumefactas, hiperémicas, con exudado  blanco  grisáceo,  acompañadas  de adenomegalias dolorosas al tacto.

Infección  superficial  de  la  piel  con  compromiso epidérmico. Se producen  lesiones que generalmente no  son  ampollares.  Las  lesiones  aparecen  en  zonas expuestas del cuerpo, comúnmente comienzan en  la cara alrededor de la boca.

b) Infecciones Invasivas:BacteriemiaBacteriemia

SupurativasSupurativas     a) Por extensión directa de una infección local          Piel y tejidos blandos: ErisipelaErisipela

                 Respiratoria: Absceso peritonsilar y retro faríngeo

      b) Diseminación metastásica: Meningitis, Artritis séptica, Infección urinaria

S. pyogenes (Grupo A)Cuadros clínicos

Infección que compromete a la dermis y a la parte superficial del tejido subcutáneo, involucrando a los 

ganglios linfáticos superficiales

2. Enfermedades producidas por la toxina pirogénicaEnfermedades producidas por la toxina pirogénica•• EscarlatinaEscarlatina

•• Síndrome símil-shock tóxico Síndrome símil-shock tóxico          (shock tóxico similar que el producido  por S. aureus)

S.  pyogenes  se  multiplica  en  una  herida  quirúrgica,  entra  en  circulación  y produce SpeA SpeA (Exotoxina pirogénica estreptocócica). Fiebre, erupción, SHOCK (mortalidad del 30%)

La producción de  la Exotoxina pirogénica es  inducida por  la presencia de un bacteriófago  en  estado  de  lisogenia.  La  erupción  aparece  como  un  eritema difuso con puntos rojos que desaparecen con la presión. 

S. pyogenes (Grupo A)Cuadros clínicos

S. pyogenes (Grupo A)Cuadros clínicos

3. Complicaciones postestreptocóciccicas no Complicaciones postestreptocóciccicas no supurativassupurativas

•• Fiebre reumáticaFiebre reumática•• Glomerulonefritis aguda Glomerulonefritis aguda

– Estas enfermedades aparecen 1-3 semanas después de una enfermedad aguda. – La Fiebre reumática (FR) sólo es secuela de infecciones faríngeas, la GNA de 

infecciones faríneas y cutáneas.– La FR puede dañar permanentemente las válvulas cardíacas. Explicación: 

antígenos con reactividad cruzada entre la bacteria y tejidos cardíacos– En la GNA, se depositan complejos Ag-Ac-Complemento en la membrana basal 

del glomérulo renal. El Ag puede ser bacteriano o de tejidos con Ag similares a los bacterianos (endocardio, sarcolemma, músculo liso vascular).

Streptococcus pyogenesResumen ENFERMEDADES CLINICAS• SUPURATIVAS 1. Infecciones superficiales  Faringitis

  Impétigo 2. Infecciones invasivas - Extensión directa  Erisipela

Absceso retrofaríngeo- Diseminación metastásica   Meningitis

Artritis

3. Infecciones por toxina speA Escarlatina Síndrome símil shock tóxico

• NO SUPURATIVAS – COMPLICACIONES POSTESTREPTOCOCCICA Fiebre Reumática Glomerulonefritis aguda

S. pyogenes Diagnóstico 

Toma de muestra:

En  las  faringitis  se  debe realizar  un  hisopado  de  la pared posterior de  la  faringe y de  las amígdalas: Exudado de Fauces.

En el Impétigo, antes de la toma de muestra  se  tiene que  limpiar la piel con alcohol 70%, mover la costra  e  hisopar  la  base  de  la lesión.

S. pyogenes Diagnóstico 

• Toma de muestra• Tinción de Gram• Cultivo en Agar Sangre

– Tinción de Gram– Pruebas bioquímicas

• Técnicas de detección antigénica rápida. Presentan baja sensibilidad (70%) pero alta especificidad (95%) y permiten obtener un resultado en 20 minutos.

•Catalasa•Hemólisis•Sensibilidad a Bacitracina •PYR

S. pyogenes Diagnóstico 

• Serología : Útil en el diagnóstico de las secuelas post-estreptocóccicas. Los pacientes con enfermedad por S. pyogenes generan Ac contra varias enzimas específicas, principalmente contra la estreptolisina O y la proteína M.  Los  anticuerpos  contra  la  estreptolisina  O  aparecen  tempranamente (entre 3 y 4 semanas) y pueden ser detectados con la prueba ASLO (Anti-StreptoLysin-O) que es útil para confirmar el diagnóstico de FR o GNA.Los  sujetos  con  piodermitis  desarrollan  pocos  anticuerpos  contra estreptolisina-O,  pero,  al  igual  que  en  la  faringitis,  se  desarrollan  títulos contra  ADNasa  B,  que  pueden  ser  detectados  con  la  prueba  de  la  anti-ADNasa B.

 • Resistencia: S. pyogenes es altamente sensible a penicilina. 

Streptococcus agalactiae (Grupo B)

• Flora  normal  del  tracto  digestivo,  urinario  y  genital  de  humanos adultos

• Antígeno polisacárido grupo específico: Grupo B.• Cápsula  compuesta  por Acido  Siálico,  que  les  permiten  resistir  la 

opsonofagocitosis en ausencia de anticuerpos tipo-específicos. Este efecto  ocurre  por  bloqueo  de  la  activación  de  la  vía  alterna  del complemento. Diversos serotipos: Ia, Ib, II, III, IV, V y VI.

• Producción factor CAMP(Proteína  extracelular  que produce  hemólisis  sinérgica  en agar  sangre  de  oveja  con hemolisinas  de  Staphylococcus aureus)

S. agalactiae Cuadros Clínicos

• 15% - 30% gestantes portadoras en recto o vagina. • Sin medidas de prevención: principal causa de infección en neonatos• Corionamnionitis e infección postparto.• Neonatos: Contagio durante el embarazo o al pasar por canal de parto 

(meningitis, neumonía)

La  importancia  de  esta  enfermedad  está  determinada  por  3  factores fundamentales:1) Prevalencia de colonización materna por S.agalactiae  en el momento del 

trabajo de parto (En CABA 15-18%))2) Incidencia de  infección neonatal  temprana por S.agalactiae  en neonatos 

(En Argentina, antes de  las campañas de prevención era de 0,6/100 RN vivos) 

3) Mortalidad  causada por  la  infección neonatal  temprana por S.agalactiae  en RN (En Argentina, 5 al 20%)

S. agalactiae Grupo B

Prevención de la infección neonatal• Identificación de gestantes portadoras: Cultivo de exudado vagino-

rectal a las 35-37 semanas de gestación.• Administración  de  profilaxis  intraparto  (Penicilina)  a  todas  las 

portadoras y a las mujeres con partos anteriores con antecedentes de infección neonatal

Diagnóstico:Cultivo de Exudado vagino-rectal y Hemocultivos-LCR en neonatosAislamiento en Agar Sangre (beta hemólisis)Pruebas  bioquímicas  (CAMP,  hidrólisis  de  hipurato)  y  detección  del antígeno B

Streptococcus pneumoniae- NeumococoNeumococo

• Bacterias fastidiosas que requieren de medios enriquecidos para su aislamiento.

• Son α-hemolíticos

• Asociado a Infecciones de la comunidad, poco involucrado en Infecciones hospitalarias

• Flora habitual en nasofaringe

Diplococos Diplococos lanceoladoslanceolados

Streptococcus pneumoniaeFactores de patogénesis

• Cápsula:Inhibe  fagocitosis,  por  interferencia  con  el  efecto  opsonizante  de  C3b  y anticuerpos dirigidos contra antígenos de la pared bacteriana.Se han identificado 90 serotipos diferentes.Las vacunas se basan en los serotipos capsulares más prevalentesLas  cepas  sin  capsula  NO  son  virulentas,  pero  pueden  ser  transformadas naturalmente con ADN extraído de una cepa capsulada.

• Pared Celular:Peptidoglicano y ácido teicoico-lipoteicoico unido a ácido N-acetilmurámicoTanto  el  ácido  teicoico  como  el  lipoteicoico  contienen  fosforil-colina,  lo  cual permite unir a la bacteria a receptores para colina presentes en casi todas las células humanas. La  pared  celular  activa  directamente  la  vía  alterna  del  complemento (quimiotaxis  de  leucocitos  y  coagulación)  y  el  peptidoglicano  puede  unir  a CD14 (cascada de citoquinas con producción de IL1, IL6 y FNT)

Streptococcus pneumoniaeFactores de patogénesis (cont.)

• Pili:Contribuyen a la colonización del tracto respiratorio alto Aumentan la producción de FNT durante las infecciones invasivas

• Proteínas de superficie:Contiene  más  de  500;  algunas  son  lipoproteínas  asociadas  a  membrana  y otras a la pared. De las asociadas a pared:  PLP (proteínas que ligan penicilina)

 2 neuraminidasas IgA-proteasa PUC (proteínas que unen colina)

La familia de PUC incluyen importantes determinantes de patogenia:- Antígeno protector (PspA) (inhibe opsonización mediada por complemento)- 3 Autolisinas (Lyt A, B y C)- Adhesina (CbpA): interactúa con carbohidratos del epitelio pulmonar. 

Streptococcus pneumoniaeFactores de patogénesis (cont.)

• Hemolisinas: Se han descripto 2 hemolisinas; una de ellas es:Neumolisina: - Se libera por lisis bacteriana.- Se une al colesterol (sin restricción de un receptor) y forma poros transmembrana, provocando lisis celular

- Estimula la producción de citoquinas inflamatorias- Inhibe células ciliadas- Inhibe la proliferación de linfocitos- Deprime la actividad bactericida de neutrófilos- Activa complemento

• Peróxido de hidrógenoProduce mayor cantidad que los leucocitos humanosCausa daño celular (ej. apoptosis de células neuronales durante meningitis)

Streptococcus pneumoniaeCuadros Clínicos

• Neumonía

• Infecciones del tracto respiratorio superior

• Otitis Media

• Sinusitis

• Meningitis purulenta

Streptococcus pneumoniaeDiagnóstico

ESPUTOESPUTO Cultivo de SANGRECultivo de SANGRECultivo de LÍQUIDO Cultivo de LÍQUIDO 

PLEURALPLEURAL

Baja sensibilidadBaja especificidad

Baja sensibilidadALTA especificidad

Puede ser necesario la toma de  otro  tipo  de  muestra como lavado broncoalveolar 

Streptococcus pneumoniaeDiagnóstico

• Toma de muestra• Microscopía: Cocos Gram + 

Reacción de Quellung,  permite observar la cápsula

• Cultivo en agar sangre (colonias alfa hemolíticas), agar chocolate

• Identificación:- Prueba de Optoquina- Solubilidad en bilis- Detección de Antígenos capsulares

Optoquina sensible

Vacuna anti-neumocóccica

• Forma parte Calendario Nacional de Vacunación con  la publicación en el Boletín Oficial de la Resolución 502/2011

• Se utiliza para evitar las neumonías, meningitis e infecciones generalizadas (sepsis) por S.pneumoniae que afectan mayormente a  los niños menores de 2 años y personas mayores de 65 años

• El Calendario Nacional de Vacunación contempla la aplicación de la vacuna conjugada contra el neumococo a niños menores de un año, con 2 dosis y un refuerzo (a los 2, 4 y 6 meses) y a niños mayores a un año y menores de dos años con dos dosis

• En  el  caso  de  los  grupos  considerados  con  mayor  riesgo  de  contraer cuadros  graves  por  influenza  o  neumonía,  los  mismos  deben  recibir  la vacunación anual contra la gripe y la vacuna antineumocóccica

S. viridans• Flora habitual de cavidad oral y nasofaríngea• Causa frecuente de  endocarditis subaguda y de abscesos dentales 

EnterococcusFlora habitual de cavidad bucal y colonCausa:

EndocarditisInfección urinariaAbscesos intraabdominalesInfección de tejidos blandosBacteriemia

Género Clostridium

Clostridium perfringens

Clostridium tetani

Clostridium botulinum

Clostridium difficile

Género Clostridium

•  Bacilos Gram (+)

•  Anaerobios estrictos [O2]< 0,5%

•   Formadores  de  ESPORAS  (resistencia  a  desinfectantes,  desecación, persisten por años)

•  Ubicuos

• Mayoría son saprófitos, pocos son patógenos humanos

• Casi no hay transmisión persona-persona, excepto C.difficile en hospitales•  De importancia médica: 

- C.tetani (Tétanos)            - C.botulinum (Botulismo)            - C.perfringens (Gangrena gaseosa, Intox.alimentaria)            - C.difficile (Enterocolitis)

Clostridium tetani• Anaerobio estricto

• Flagelos peritricos

• Espora terminal en “palillo de tambor”

• Ligero halo de hemólisis completa

• Diagnóstico de certeza: detección de neurotoxina

FACTORES DE PATOGENICIDAD

-Tétanoespasmina: interfiere con la liberación de GABA y Glicina en SNC

Esporas (suelo)

herida Germinación de esporas

Producción de toxina (un único serotipo)

Toxina asciende por nervios motores

Parálisis rígida

Clostridium tetani

Toxina tetánica: un único serotipo

A. La  Neurotransmisión  resulta  del  balance  entre  los  neurotransmisores excitatorios e inhibidores

B. Los  neurotransmisores  inhibitorios  (ej.  GABA,  glicina)   previenen  la depolarización de  la membrana postsináptica y  la conducción de  la señal eléctrica. 

C. La Tetanoespasmina no  interfiere con  la producción o el almacenamiento de  GABA  o  glicina,  sino  que  interfiere  con  su  liberación  (actividad presináptica).

D. En ausencia de neurotransmisores inhibitorios, la excitación del neuroaxón es irrestricta. 

TÉTANOS: Diagnóstico • Principalmente Clínico• Puede llegar a identificarse por tinción Gram los bacilos en material purulento de heridas aparentes

•  C. tetani puede aislarse de heridas sin que haya enfermedad (flora comensal)

•  Puede producirse Tétanos sin que la bacteria pueda ser aislada

• La enfermedad natural no confiere inmunidad 

• Vacuna antitetánica: TOXOIDE TETÁNICO

• Suero antitetánico:  INMUNOGLOBULINA ANTITETÁNICA  

TÉTANOS: Inmunidad

Clostridium botulinum•  Flagelos peritricos

•  Esporas subterminales

•  Esporula entre 20°-25°C

•  Forma vegetativa en medios nutritivos, bajo O2, alcalinos.

•  AGENTE ETIOLOGICO DEL BOTULISMO   - ALIMENTARIO

                                                      - INFANTIL

                                                        - DE HERIDAS

• BOTULISMO: Enfermedad Paralizante potencialmente fatal.

• Mecanismo  de  acción  similar  a  toxina  tetánica  pero  con  distintos blancos de acción:  Atacan sinaptobrevinas impidiendo liberación del Neurotransmisor 

TOXINA BOTULÍNICA

• Es el veneno MÁS POTENTE conocido

• Dosis letal en humanos: 1 ug si es ingerida (menor si es inhalada)

• DL50 en ratones: 0.00001 mg/kg (1 ml de cultivo puede matar 2 millones de ratones)

• Se absorbe rápidamente en el tracto gastrointestinal (resistente a enzimas degradativas)

• Es una neurotoxina: bloquea la liberación de acetilcolina de las sinapsis nerviosas (a nivel de la unión neuromuscular), provocando parálisis fláccida.

Diagnóstico de Clostridium botulinum…

• Generalmente CLINICO

• En  países  con  laboratorios  de  referencia  puede  determinarse  la presencia  de  la  toxina  botulínica.  Se  busca  en  suero,  lavado gástrico,  heces,  tejidos  y  en  alimentos  sospechosos  por  técnicas bioquímicas:  neutralización  en  ratones  lactantes;  ELISA;  RIA; contrainmunoelectroforesis (CIEF)

Clostridium perfringens•  Única especie inmóvil

•  Hábitat principal: suelo (en forma de espora)

•  Flora habitual en colon, vagina, cavidad bucal y alguna regiones cutáneas.

•  Rápido desarrollo en anaerobiosis (agar sangre, medios líquidos)

•  Producción de gas en líquidos ricos en hidratos de carbono

•  En agar sangre realiza un doble hemolisis: Interna completa (tox θ)  Externa incompleta (tox α)

Puede producir…Gangrena gaseosa

Intoxicación alimentaria (Enteritis necrotizante)

Celulitis anaeróbica

Endometritis clostridial               Gangrena gaseosa 

ENTEROTOXINAGen cpe: cromosomal o en plásmido de gran tamaño. Donde se encuentre, define el tipo de enfermedad. Ej.  Intoxicación por  alimentos usualmente gen en cromosoma,  diarreas asociadas a antibióticos y diarreas esporádicas, gen en plásmido. NO hay simultaneidad

La  enterotoxina  tiene  actividad  letal,  citotóxica  y  enterotóxica.  En  el  intestino  delgado produce daño morfológico y fisiológico, lo cual originaría la diarrea observada en humanos y otros animales 

Mecanismo de acción: • Unión  a  uno  varios  receptores  proteicos  (que  podría  incluir  ciertas  proteínas  de  la 

familia de las claudinas, con importante papel en la formación de la unión estrecha de las células epiteliales)

•  Forma poros en la membrana celular, lo que llevaría a un aumento de la permeabilidad celular  con  la  consecuente  citotoxicidad  .  El  mecanismo  de  muerte  celular  es dependiente  de  la  concentración  de  toxina  y  de  la  concentración  de  ciertos  iones extracelulares, como el calcio. 

Diagnóstico de Clostridium perfringens

Signos clínicos principalmente

Se puede aislar Clostridium  de heridas sin que haya signos de enfermedad. También en cervix de mujeres sanas en posparto.

En enf. tóxica alimentaria: >100.000 UFC de C. perfringens/gr. de comida

Toma de muestra: aspiración de material purulento (estricta anaerobiosis)

Cultivo medio enriquecido con carne picadaagar sangre x3: atmósfera normal; O2 10% y anaerobiosis

hemólisisVerificación de Toxina α: Prueba de Nagler (agar-yema de huevo(lecitina))

Prueba de Nagler

Mitad de placa con Ac anti tox α

Cepa control (-)

Zona de precipitación por acción de la tox α sobre yema de huevo (lecitinasa)

Clostridium difficile• Anaerobia estricta• Formadora de esporas resistentes al jugo gástrico•  Ampliamente distribuido en el ambiente• Flora normal en Colon del 1 al 5% de adultos sanos

• Causa  el  25%  de  todas  las  colitis  asociadas  a  tratamiento antimicrobiano y colitis pseudomembranosa

• Las  infecciones  pueden  minimizarse  por  un  uso  adecuado  de  ATB, precauciones de contacto con pacientes  infectados, e  implementación de una estrategia efectiva de desinfección.

FACTORES DE PATOGENICIDADEXOTOXINA A: enterotoxina. Acumulación de fluido y daño celular.

EXOTONINA B: citotoxina. Afecta síntesis proteica de las células, semejante a toxina diftérica.

Ambas actúan sobre las proteínas G de la membrana de los enterocitos.

Género Bacillus

Género Bacillus• Bacilos Gram positivos, esporulados• Especies saprófitas:  oportunistas• Algunas especies se utilizan como controles biológicos de los procesos de esterilización

• Especies patógenas:– Bacillus anthracis

• Ántrax o carbunco– Bacillus cereus

• Intoxicación alimentaria (enterotoxina que estimula la Adenilatociclasa ADC)

Bacillus anthracisVías de Entrada

q PIEL

qPULMÓN

qGASTROINTESTINAL

Bacillus anthracisPatogenia

CAPSULAPolipéptido de poli-D-glutamatoLa producción depende de un plásmido pX02, que se transfiere a cepas no capsuladas por transducción.

TOXINA DEL ÁNTRAXTípica toxina A-BLa producción es mediada por un plásmido pX01. La toxina está compuesta por 3 componentes antigénicos (proteínas termolábiles):• Factor Edema (FE): producción de edema. Es una adenilatociclasa• Antígeno Protector (AP)• Factor Letal (FL): efectos letales

Bacillus anthracisCuadros clínicos

Ántrax gastrointestinalSe produce por  ingestión  de  alimentos  contaminados. Existen  dos  formas de presentación: Abdominal y Orofaríngea

Ántrax maligno cutáneoEn áreas de la piel expuestas (brazos, manos).Lesión indolora y pruriginosa. Cicatriza luego de la caída de la escara.

Bacillus anthracisCuadros clínicos

Ántrax maligno respiratorioSe contrae por inhalación de esporas. Primera fase benigna y segunda fase con “distress” respiratorio severo.Si no se la trata, la enfermedad es rápidamente fatal.

Bacillus cereus