Bacterias Formadoras de Endosporas: Bacillus y Clostridium

Las bacterias quimioheterótrofas, en condiciones de limitación de nutrientes, inducen la formación de endosporas.

• Respecto a su metabolismo, encontramos diversidad: pueden ser aerobios, anaerobios facultativos y anaerobios estrictos.
• Su ambiente natural suele ser el suelo.
• Cepas patógenas se caracterizan por ser poco invasivas y productoras de exotoxinas.

Criterios de Identificación de la Endospora:

• Forma: redonda u ovalada.
• Tamaño: diámetro superior o no al tamaño de la célula vegetativa.
• Localización: central, subterminal o terminal dentro de la célula vegetativa.

Los géneros principales son Bacillus y Clostridium.

Género Bacillus

Son aerobios y anaerobios facultativos, catalasa positivos.

• Producen enzimas extracelulares capaces de degradar diversos polímeros como polisacáridos, ácidos nucleicos, proteínas y lípidos.
• Producen antibióticos de naturaleza polipeptídica (bacitracinas, polimixinas de espectro reducido y uso tópico).

Especies Relevantes de Bacillus:

Bacillus cereus

Causante de intoxicaciones alimentarias por consumo de alimentos ricos en hidratos de carbono y de baja actividad de agua (aw), como el arroz cocido. La toxina actúa en el intestino y la enfermedad cursa con vómitos y, ocasionalmente, con diarreas.

Bacillus anthracis

• Posee una alta invasividad. Causa el carbunco o ántrax.
• El factor de virulencia es la cápsula de poliglutamina, que inhibe la fagocitosis, y varias exotoxinas.
• Se trata de una zoonosis que afecta al ganado y es altamente contagiosa. La enfermedad se desarrolla en el hombre por contacto con animales infectados o por material contaminado por esporas.
• Es una bacteria que puede usarse como arma biológica, por lo que existen programas de vacunación entre el personal militar.

Género Clostridium

• Son anaerobios estrictos, aunque las endosporas conservan la viabilidad en ambientes aerobios.
• Su metabolismo es fermentativo. Son catalasa negativos.
• Suelen utilizar glúcidos y también proteínas; en este caso, son responsables de los procesos de putrefacción con la liberación de NH4+, H2S, ácidos grasos y sustancias volátiles (aminas) responsables del olor desagradable.
• Incluye cepas de la flora normal del intestino y cepas patógenas.

Tipos de Clostridium Patógenos:

Clostridium perfringens

• Factores de virulencia: producción de toxinas que son enzimas que destruyen tejidos (hemolisinas, proteasas).
• Implicado en procesos de:
  1. Infección de heridas.
  2. Gangrena gaseosa en pacientes de edad avanzada con problemas circulatorios, sobre todo en los miembros inferiores.
  3. Intoxicaciones alimentarias, principalmente en alimentos cárnicos.

Clostridium botulinum

• Causa botulismo: una intoxicación alimentaria muy grave a consecuencia de la ingestión de la toxina, sobre todo en conservas caseras.
• Produce una neurotoxina termolábil que se destruye con la cocción de los alimentos.
• Los síntomas incluyen diarrea y vómitos seguidos de parálisis que pueden llevar a la muerte por insuficiencia respiratoria (flacidez muscular).
• Existe una variante infantil (botulismo infantil) causada por la ingestión de un número alto de esporas que se desarrollan en el intestino del niño y producen la toxina. El contagio del botulismo infantil se produce por la ingestión de miel que contiene las esporas.
• El tratamiento del botulismo se basa en el vaciamiento del estómago para eliminar la fuente de la toxina y la administración de una antitoxina.

Clostridium tetani

• Causa tétanos. La entrada de esporas del patógeno se produce a través de objetos que causan heridas profundas.
• La neurotoxina tetánica es muy potente y produce una contracción muscular generalizada. La muerte se produce por asfixia.
• El tratamiento requiere la administración de relajantes musculares y de antitoxina tetánica.
• La vacuna triple (DPT) se administra en niños. En casos de heridas, se suele administrar una dosis de recuerdo. La vacunación de recuerdo se administra en el momento de producirse la herida sospechosa, y se suelen administrar dosis de refuerzo (al mes, al año y a los diez años) para mantener la inmunidad.

Clostridium difficile

• Agente causante de la colitis post-antibiótica.
• Es una bacteria presente en una población pequeña en el intestino de muchas personas sanas.
• Los tratamientos con antibióticos reducen el número de bacterias competidoras, lo que puede permitir que su presencia aumente y la producción de toxina dé lugar a la enfermedad.

Bacterias Grampositivas No Formadoras de Endosporas: Lactobacillus y Listeria

Género Lactobacillus

Se puede considerar la versión bacilar de Lactococcus lactis. Son anaerobios aerotolerantes con fermentación homoláctica. Catalasa negativos, oxidasa negativos y peroxidasa positivos. Poseen un alto grado de tolerancia a pH ácidos.

Destacamos a L. acidophilus como flora normal del tracto digestivo y genital femenino. Pero sobre todo incluye cepas de interés en la industria láctica en la producción de quesos, yogur, etc. (L. bulgaricus).

Género Listeria

• Bacilo anaerobio facultativo, catalasa positivo.
• Se comporta como parásito intracelular de fagocitos.
• La infección por la especie patógena (L. monocytogenes) se produce por ingestión de alimentos contaminados como leche no pasteurizada, quesos frescos, verduras y carnes.
• Es un microorganismo psicrotrófico (1ºC-45ºC). Provoca la enfermedad llamada listeriosis (poco común pero grave).
• En mujeres embarazadas:
  1. Abortos.
  2. Meningitis en los recién nacidos a través de la placenta o durante el parto.
  3. Sepsis en ancianos, recién nacidos y pacientes inmunodeprimidos.

Actinobacterias: Corynebacterium, Mycobacterium, Propionibacterium y Streptomyces

• Son bacterias Grampositivas que poseen un alto contenido en G+C.
• Por lo general, son bacilos o filamentos similares a hifas, quimioheterótrofas y aerobias.
• Su ambiente natural se encuentra sobre todo en el suelo.
• Por lo general, no son patógenas, con las excepciones que detallaremos a continuación (Corynebacterium, Mycobacterium).
• Incluyen bacterias de un gran valor económico como productoras de antibióticos (Streptomyces) y en procesos de fermentación en la industria láctica (Propionibacterium).

Género Corynebacterium

• Bacterias pleomórficas, inmóviles y con requerimientos de oxígeno variables (anaerobias facultativas, aerobias y microaerófilas), catalasa-positivas y no hemolíticas.
• Forma parte de la flora normal de las mucosas y la piel (pueden comportarse como patógenos oportunistas).
• El patógeno más importante es Corynebacterium diphtheriae, que es el agente causal de la difteria.

Corynebacterium diphtheriae

• El hombre es el único reservorio conocido de este patógeno.
• La vía de entrada del patógeno es la respiratoria, donde coloniza y se multiplica en la faringe.
• El factor de virulencia principal es la exotoxina diftérica (inhibe la síntesis de proteínas). Causa la necrosis de los tejidos.
• La reacción inmunológica provoca una membrana que puede obstruir las vías respiratorias.
• Cuando la toxina alcanza el torrente circulatorio, causa efectos a nivel de corazón y del sistema nervioso, produciendo fallos cardíacos y parálisis nerviosas.
• Ha sido erradicada en nuestro país gracias a los programas de vacunación (vacuna triple: difteria, tos ferina y tétanos).

Género Propionibacterium

• Son pleomórficas, anaerobias aerotolerantes y únicamente fermentan.
• Son capaces de fermentar azúcares y ácido láctico. Se obtienen como productos mayoritarios propionato, acetato y CO2.
• Forman parte de la flora normal de piel y tubo digestivo de animales. No incluye cepas patógenas. P. acnes es responsable del olor corporal y del acné.
• Son de interés industrial, ya que están implicadas en los procesos de maduración de quesos (suizos).
• Utilizan el ácido láctico producido en la primera fermentación. Los ojos o agujeros que presentan los quesos se deben a la acumulación de CO2, producto de la fermentación.

Género Mycobacterium

• Bacilos aeróbicos, inmóviles, no forman esporas y también pueden tener aspecto filamentoso.
• Su característica principal es ser ácido-alcohol resistentes, lo que permite su identificación diferencial en muestras clínicas. Esta propiedad se debe al alto contenido en ácidos micólicos en su pared celular (ácidos grasos de cadena larga, biramificados y con un grupo β-hidroxilo).
• El factor de virulencia principal se denomina factor cuerda o cord (debido al aspecto que poseen en crecimiento). Son glicolípidos formados por la esterificación de ácidos micólicos con disacáridos.

Podemos distinguir dos grupos:

1. Crecimiento rápido y no patógenas. Su ambiente es el suelo y son saprófitas. Ejemplo: M. phlei.
2. Crecimiento lento y patógenas. Como M. tuberculosis y M. leprae. Son patógenos intracelulares que se multiplican dentro de células como macrófagos. Las enfermedades que producen son crónicas con periodos de latencia muy largos.

Mycobacterium tuberculosis

• Se conoce como Bacilo de Koch y es el causante de la tuberculosis.
• Invade el parénquima pulmonar, donde puede sobrevivir a la fagocitosis.
• El hombre es el único reservorio de esta bacteria.
• El contagio se produce por aerosoles emitidos por pacientes infectados (tos, esputos, etc.) y alimentos contaminados (M. bovis).
• Es una patología cuya incidencia había seguido un descenso hasta la llegada del SIDA; su incidencia ha aumentado en los últimos tiempos.
• En países en desarrollo es una patología muy importante por su incidencia.

Prueba de la Tuberculina (Mantoux):

Consiste en la inyección subcutánea de antígenos de micobacterias y la observación de la reacción inmunológica producida. Una reacción positiva solamente indica que se ha estado en contacto con una micobacteria relacionada. La tuberculosis es una enfermedad de riesgo en el personal sanitario, por lo que se recomienda el seguimiento mediante la prueba de tuberculina y la quimioprofilaxis en casos de respuesta positiva. Debido a su resistencia a múltiples antimicrobianos, se suelen emplear tanto la Isoniazida (inhibición de la síntesis de ácidos micólicos) como la Rifampicina.

Mycobacterium leprae

• Bacilo de Hansen. Causante de la lepra. Esta fue una enfermedad endémica en Europa en la Edad Media; ahora está muy contenida en los países desarrollados. Es una enfermedad importante en países en desarrollo.
• El reservorio es el hombre.
• La transmisión principal son los aerosoles y el contacto directo, aunque es menos contagiosa que la anterior.
• El cultivo en el laboratorio de este microorganismo no es posible en medios sin células.

Género Streptomyces

• Se caracteriza por su crecimiento filamentoso similar a un micelio (hongos). Son aerobios, quimioheterótrofos y no incluye cepas patógenas.
• Su ambiente normal es el suelo y les confiere su olor característico por la producción de sustancias volátiles llamadas geosminas (el olor a tierra mojada después de la lluvia).
• Incluye cepas de gran importancia para la industria farmacéutica, ya que constituyen los mayores productores de antibióticos.

Tipos de Streptomyces y sus Antibióticos:

• S. griseus: Estreptomicina (eficaz contra la TB).
• S. venezuelae: Cloranfenicol.
• S. erythraeus: Eritromicina.
• S. aerofaciens: Tetraciclina.