MICROBIOLOGÍA

APLICACIÓN MÉDICA N°3- Cuarta semana 

CASO CLINICO 1:

Paciente de 25 años de edad, femenina, de procedencia rural sin comorbilidades. Acude a emergencia por sufrir una herida en la pierna derecha, provocada por una máquina cortadora de yerba. Se le diagnostica fractura expuesta de tercio proximal de la tibia con pérdida de la continuidad ósea. Se decidió intervención quirúrgica con reducción y osteosíntesis. Es dada de alta y regresa 2 días después con dolor intenso y secreción fétida en sitio de herida quirúrgica. Se valora sepsis de herida quirúrgica.En la muestra de la secreción : Bacilo gram positivo que impresiona esporulados. Se realiza cultivo de secreción quirúrgica : colonias grandes, elevadas, de bordes enteros con doble hemólisis.

1. ¿ Cuál es el diagnóstico de la paciente y qué posible microorganismo es capaz de producir este cuadro clínico ? 

PACIENTE:

Edad : 25 años

Sexo: Femenino

Ingreso: Emergencia 

ANTECEDENTES:

Herida en la pierna derecha

Fractura expuesta del ⅓ proximal de la tibia 

PROBLEMAS:

Dolor intenso .

Secreción fétida en sitio de herida quirúrgica 

RESULTADO DE EXAMEN:

Bacilo gram positivo esporulados. 

RESULTADO DE CULTIVO: 

Colonias grandes, elevadas, de bordes enteros con doble hemólisis. 

MICROORGANISMO:

CLOSTRIDIUM PERFRINGES Es un bacilo grampositivo rectangular de gran tamaño,que rara vez forma esporas, ya sea en condiciones in vivo o tras su cultivo in vitro, el clostridium causante de la infección de la paciente si es uno de los formadores de esporas.

Las colonias de este tienen como característica un rápido crecimiento que se extiende en los medios de laboratorio y la producción de (3-hemólisis en los medios que contienen sangre.

2. ¿Qué enfermedades clínicas provoca este género en sus diferentes especies ? 

Clostridium perfringens

Infecciones de tejidos blandos

-Celulitis: edema localizado y eritema con formación de gas en tejidos blandos; generalmente es indoloro

-Miositis supurativa: acumulación de pus (supuración) en los planos musculares sin necrosis muscular ni síntomas sistémicos

-Mionecrosis: destrucción rápida y dolorosa de tejido muscular; diseminación sistémica con mortalidad elevada 

Gastroenteritis

-Intoxicación alimentaria: inicio rápido de espasmos musculares y diarrea acuosa en ausencia de fiebre, náuseas o vómitos; duración corta y resolución espontánea

-Enteritis necrótica: destrucción necrosante aguda del yeyuno con dolor abdominal, vómitos, diarrea sanguinolenta y peritonitis 

Clostridium tetani

Tétanos generalizado: espasmos musculares generalizados y afectación del 

sistema nervioso autónomo en la enfermedad grave (p. ej., arritmias cardíacas, fluctuaciones de la presión arterial, sudoración profusa, deshidratación) 

Tétanos localizado: espasmos musculares limitados a un área localizada de infección primaria

Tétanos neonatal: infección neonatal que afecta principalmente al muñón umbilical; mortalidad muy elevada

Clostridium botulinum

Botulismo alimentario: cursa con visión borrosa, xerostomía, estreñimiento y dolor abdominal; evoluciona a debilidad bilateral descendente de los músculos periféricos con parálisis flácida

Botulismo infantil: síntomas iniciales inespecíficos (p. ej.,estreñimiento, llanto débil, retraso del crecimiento) que evolucionan a parálisis flácida y parada cardiorrespiratoria

Botulismo de las heridas: las manifestaciones clínicas son idénticas a las de la enfermedad alimentaria, si bien el período de incubación es más prolongado y se caracteriza por un número menor de síntomas digestivos

Botulismo por inhalación: la exposición por inhalación a la toxina del botulismo debería provocar un inicio súbito de la sintomatología (parálisis flácida, insuficiencia pulmonar) y una elevada mortalidad

Clostridium diffícile

Diarrea asociada a antibióticos: suele aparecer una diarrea aguda entre 5 y 10 días después del comienzo del tratamiento antibiótico (en especial, con clindamicina, penicilinas, cefalosporinas y fluoroquinolonas); puede ser breve y desaparecer de manera espontánea o bien presentar una evolución más prolongada

Colitis seudomembranosa: la forma más grave de enfermedad por C. diffícile con diarrea profusa, espasmos abdominales y fiebre; se observan placas blanquecinas (seudomembranas) sobre tejido del colon intacto en la colonoscopia

3. ¿Cuál es la caracterización morfológica y bioquímica del agente causal ?

C. perfringens se puede asociar a una mera colonización, o bien causar una enfermedad que ponga en peligro la vida. C. perfringens es un bacilo grampositivo rectangular de gran tamaño (0,6 a 2,4 X 1,3 a 19 pm) (v. figura 39-1), que rara vez forma esporas, ya sea en condiciones in vivo o tras su cultivo in vitro. Este microorganismo es uno de los pocos clostridios inmóviles, y es característico su rápido desarrollo en los medios de laboratorio (lo que recuerda al crecimiento de los microorganismos móviles) (v. figura 39-2). Este microorganismo crece rápidamente en los tejidos y en los cultivos, es hemolítico y activo desde el punto de vista metabólico, características que hacen posible su rápida identificación en el laboratorio. La síntesis de una o más de las «principales toxinas letales» por C. perfringens (toxinas alfa [a], beta [(3], épsilon [e] y iota [l] ) se utiliza para subdividir a las cepas en cinco tipos (de A a E).

4. ¿Qué factores de virulencia tiene este agente patógeno.?

Toxina alfa lecitinasa (fosfolipasa C) que es producida por los 5 tipos de C.perfringens; lisa eritrocitos, plaquetas, leucocitos y células endoteliales y provoca hemólisis masiva.

Toxina beta que produce estasia intestinal destruyendo la mucosa formando lesiones necrosantes que conllevan a la enteritis necrosante.

Toxina ε (protoxina) es activada por tripsina, aumenta permeabilidad vascular de pared tubo digestivo.

Toxina iota es producida por el tipo E y tienes actividad necrosante.

Endotoxina C es sintetizada principalmente por el tipo A, en exposición a tripsina se potencia su acción, es termolábil, superantígeno y estimula linfocitos T.

5. ¿Qué métodos diagnósticos pueden realizarse para la identificación de esta bacteria ?

Los métodos diagnósticos que pueden realizarse son el cultivo en agar sangre para anaerobios, como agar Brucella, agar sangre PEA, agar Schaedler, agar sangre para anaerobios CDC, etc. Es conveniente incluir un medio con yema de huevo para investigar la producción de lipasa y lecitinasa y un medio líquido de enriquecimiento, como el tioglicolato. La incubación se hará a 35-37ºC en anaerobiosis (cámaras, jarras o bolsas con generadores de atmósfera anaerobia). De esta forma, el C. perfringens se puede dividir cada 8 - 10 minutos. Las muestras se obtienen en:

En infecciones de tejidos o abscesos con superficie intacta, la toma se efectuará por punción percutánea y aspiración, procurando que no penetre aire, previo lavado y desinfección.

En focos o heridas abiertas, debe limpiarse el orificio del drenaje con solución salina estéril y tomar la muestra de la parte más profunda por aspiración.

En la gangrena gaseosa son buenas muestras las procedentes del desbridamiento quirúrgico de las lesiones, así como las obtenidas por aspiración de las burbujas o ampollas que se forman en la piel.

El examen de la típica morfología tanto microscópica como de la colonia permite una identificación presuntiva y rápida de algunas especies de Clostridium frecuentemente aisladas. Además, junto con la utilización de pruebas bioquímicas sencillas como el estudio de la producción de lecitinasa y lipasa en agar yema de huevo, la hidrólisis de la gelatina y de la urea y la producción de indol por el método rápido (p-dimetil-aminocinnamaldehído), constituyen un método fácil y poco costoso para la identificación. Para la identificación definitiva, los métodos utilizados tradicionalmente para anaerobios, como la determinación de sus características fermentativas y bioquímicas con los medios líquidos prerreducidos (PRAS) y la determinación de los productos metabólicos por cromatografía líquido-gaseosa o el análisis de los ácidos grasos de la pared han proporcionado en general buenos resultados. 

6. ¿Cuáles son las manifestaciones clínicas que puede provocar este agente patógeno ?

Las manifestaciones clínicas son varían entre celulitis, fascitis o miositis supurativa y mionecrosis o gangrena gaseosa con formación de gas en el tejido blando. El inicio de la mionecrosis por clostridios es dolorosa , se suele desarrollar luego de una semana de ingreso del microorganismo al hospedero y comprende necrosis muscular, shock, insuficiencia renal y muerte.

En el examen macroscópico se suele apreciar tejidos necróticos desvitalizados con gas producido por la actividad metabólica de las bacterias. Con la tinción Gram, se observan bacilos grampositivos rectangulares en ausencia de células inflamatorias.

En la intoxicación alimentaria por clostridios se caracteriza por espasmos abdominales, diarrea acuosa, sin fiebre, náuseas o vómitos.

La enteritis necrosante es un proceso necrosante agudo infrecuente que afecta al yeyuno y se caracteriza por dolor abdominal agudo, vómitos, diarrea sanguinolenta, ulceración del intestino delgado y perforación de la pared intestinal, originando peritonitis y shock. El causante de esta enfermedad es la toxina beta de C. perfringens tipo C.

APLICACIÓN MÉDICA N°3- Cuarta semana 

CASO CLINICO 2 :

Paciente masculino de 34 años de edad con antecedente de Diabetes Mellitus tipo 2 . Acude a consulta por cuadro clínico de 2 meses de evolución por fiebre no cuantificada de predominio nocturno con diaforesis importante, tos seca al inicio , luego productiva con expectoración mucopurulenta y desde hace 3 semanas observó la presencia de hemoptisis. Asimismo ha perdido peso 7 kg en el último mes. La radiografía de tórax muestra una imagen de cavitación apical derecha con infiltrado pulmonar bilateral. En la muestra de esputo : Baciloscopía positiva +++/+++

1. ¿ Cuál es el diagnóstico del paciente y cuál es el agente causal capaz de producir este cuadro clínico ?

PACIENTE:

Edad : 34 años

Sexo: Masculino

Ingreso: Consulta 

ANTECEDENTES:

Diabetes Mellitus 2

PROBLEMAS:

Fiebre no cuantificada .

Diaforesis nocturno.

Tos con presencia de hemoptosis.

RESULTADO DE RADIOGRAFÍA:

Cavitación apical derecha con infiltrado pulmonar bilateral.

RESULTADO DE BACILOSCOPÍA: 

Positiva +++/+++ 

El paciente presenta la enfermedad tuberculosis pulmonar cuyo agente causal es el Mycobacterium tuberculosis, presenta síntomas clásicos que pueden conducir a su sospecha. En el caso de la tuberculosis pulmonar (la cual abarca más de 80% de los casos), las principales características son (enlistadas en orden de aparición) síntomas constitucionales, fiebre sin una causa aparente, pérdida de peso progresiva, irritabilidad, tos por más de dos semanas que no cede con tratamiento —inicialmente no productiva, más tarde productiva, mucopurulenta y, finalmente, hemoptoica—, dolor torácico (rara vez), anorexia y sudor nocturno.

Para el diagnóstico de tuberculosis pulmonar no existen imágenes patognomónicas; podemos encontrar opacidades o infiltrados, nódulos pequeños en los segmentos apicales del pulmón de pared limpia, fibrosis y retracción hilar localizadas o calcificaciones paratraqueales y pulmonares, cavidades mediastínicas, así como derrame pleural moderado o masivo.

La presencia de los signos radiológicos mencionados acompañados con síntomas compatibles de tuberculosis y factores de riesgo asociados genera una alta sospecha de la enfermedad.

Existe un aumento en el número y severidad de casos de tuberculosis en el mundo; esto se debe a la asociación de la tuberculosis con enfermedades que inmunocomprometen al huésped, tal es el caso de la diabetes mellitus (DM).

2. ¿Qué métodos diagnósticos se utilizan para detectar este agente patógeno ?

Baciloscopia: La técnica se basa en la ácido-alcohol resistencia, esta propiedad no es específica del bacilo de la tuberculosis, sino que la tienen todos los bacilos del género Mycobacterium, aun las micobacterias ambientales y otros pocos microorganismos. De todas formas, en los países de alta endemia de tuberculosis, una baciloscopia positiva de una muestra respiratoria de un paciente inmunocompetente tiene muy alto valor predictivo para el diagnóstico de tuberculosis. Es decir, es muy bajo el riesgo de equivocarse al diagnosticar tuberculosis en esta circunstancia.

Radiografía Torácica: Podemos encontrar infiltrado pulmonar bilateral

3. ¿Cuál es la caracterización morfológica y bioquímica del agente causal ?

Las bacterias se clasifican en el género Mycobacterium en función de

1) su capacidad de acidorresistentes

2) la presencia de ácidos micólicos con 70 a 90 átomos de carbono

3) un elevado contenido (61%-71%) de guanosina + citosina (G + C) en su ácido desoxirribonucleico (ADN). Aunque otras especies de bacterias pueden ser acidorresistentes (p. ej., Nocardia, Rhodococcus, Tsukamurella, Gordonia), se tiñen con menor intensidad (acidorresistencia parcial) y las cadenas de sus ácidos micólicos son más cortas. Las micobacterias poseen una pared celular compleja y rica en lípidos

Mycobacterium tuberculosis: 

Bacilo aerobio, grampositivo débil y fuertemente acidorresistente.

Pared celular rica en lípidos, lo que hace al microorganismo resistente a desinfectantes, detergentes, antibióticos antibacterianos frecuentes y tinciones tradicionales.

Capaz de crecimiento intracelular en los macrófagos alveolares inactivados 

La enfermedad depende fundamentalmente de la respuesta del anfitrión frente a la infección.

La infección primaria es pulmonar.

La diseminación a otras localizaciones ocurre fundamentalmente en pacientes inmunodeprimidos.

La morfología característica suele ser bacilar, ligeramente curvada, siendo la observable en frotis provenientes de cultivo más regular que la que se observa en frotis de materiales patológicos. Como todas las células procariotas, las mycobacterias poseen un citoplasma, la membrana celular y un espacio periplásmico que lo separa de una gruesa y compleja pared celular. A continuación se describirán las particularidades de estas estructuras en M. tuberculosis, las cuales son útiles para diferenciarlo de otras bacterias y comprender su interacción

Naturaleza de la envoltura de M. tuberculosis La envoltura bacteriana provee protección y soporte a las bacterias y también posee mecanismos que permiten el intercambio de sustancias entre la bacteria y el medio ambiente. Hay una marcada similitud tanto química como estructural entre las envolturas de la mayoría de las bacterias. M. tuberculosis y otras mycobacterias son biológicamente similares a las bacterias Gram positivas (aunque frente a la tinción de Gram las mycobacterias son débilmente Gram positivas o no se tiñen), pero tienen aspectos distintos. En especial, se debe destacar que aunque ambos poseen peptidoglicano, las moléculas unidas o asociadas a este polímero son en las Mycobacterias, fundamentalmente de naturaleza lipídica en vez de proteínas y lipopolisacáridos, como en otras bacterias. 

La envoltura consiste en dos partes principales: la membrana plasmática y, alrededor de ella, la pared celular. 

La primera le otorga a la célula protección osmótica y transporte de iones y moléculas, en tanto que la segunda le brinda soporte mecánico y protección. Un importante tema de investigación ultraestructural relaciona cada componente con su función biológica, pero esto ha sido exitoso sólo con los componentes mayores, ya que las moléculas menores asociadas a la envoltura están todavía pobremente comprendidas.

Pared celular La pared celular está constituida por tres capas. Con tinciones convencionales su apariencia es:

• capa interna moderadamente electrón-densa, compuesta por el peptidoglicano cuya estructura es similar a la de otras bacterias; 

• capa media, más ancha que la anterior y electrón-transparente, compuesta por polisacárido, el arabinogalactano, cuyos extremos distales están esterificados con ácidos grasos de alto peso molecular, los ácidos micólicos, de tamaño y estructura única para las mycobacterias (70-90 átomos de carbono). 

• capa externa de grosor variable, electrón-opaca, de la cual no puede conocerse con las técnicas actuales, su exacta composición, aunque se le atribuye una estructura glucolípida. 

Bioquímica:

Niacina: positiva 

Catalasa: positiva

4. ¿Cuál es la estructura antigénica y factores de virulencia de esta bacteria?

En el período de exposición, M. tuberculosis ingresa en las vías respiratorias y las diminutas partículas infecciosas alcanzan los alvéolos, y son digeridas por los macrófagos alveolares. A diferencia de la mayor parte de las bacterias fagocitadas, M. tuberculosis impide la fusión del fagosoma con los lisosomas (al inhibir la molécula de unión específica, el antígeno endosomal específico 1 [EEA1]). No obstante, el fagosoma es capaz de fusionarse a otras vesículas intracelulares para facilitar el acceso del patógeno a nutrientes y su proceso de replicación intravacuolar. Las bacterias fagocitadas también pueden eludir la destrucción mediada por los macrófagos con la formación de intermediarios reactivos del nitrógeno creados entre el óxido nítrico y los aniones superóxido al catabolizar catalíticamente los oxidantes generados.

Aunque los macrófagos alveolares inician el proceso de fagocitosis, los macrófagos circulantes y los linfocitos son atraídos hasta los focos de infección por las bacterias, los restos celulares y los factores quimiotácticos propios del organismo anfitrión (p. ej., el componente C5a del complemento). La característica histológica de este foco es la formación de células gigantes multinucleadas a partir de los macrófagos fusionados, conocidas también como células de Langhans. Los macrófagos infectados se pueden diseminar también durante la fase inicial de la enfermedad a los ganglios linfáticos locales, así como al torrente circulatorio y a otros tejidos (p. ej., la médula ósea, bazo, ríñones, sistema nervioso central).

5. Mencione las características clínicas de afectación pulmonar causada por esta bacteria.

Los signos y síntomas clínicos de la tuberculosis son el reflejo de la localización de la infección y la enfermedad primaria normalmente se restringe a las vías respiratorias inferiores. La enfermedad tiene un comienzo insidioso. Los pacientes suelen tener síntomas que pueden ser ligeros o tornarse severos, algunos de ellos pueden ser generales, como pueden ser la fatiga, pérdida de peso, astenia, sudoraciones nocturnas, fiebre vespertina y anorexia.

Entre los síntomas capitales están la tos, la expectoración, la disnea y la hemoptisis. La tos puede ser moderada o severa, no productiva al inicio, que luego se torna húmeda o productiva; la expectoración es escasa o abundante, generalmente mucosa, ya que cuando se torna purulenta se debe a infecciones sobreañadidas; la hemoptisis aparece desde simples estrías de sangre hasta hemoptisis abundantes; y la disnea puede ser de importancia en los estadios finales de la tuberculosis, en las formas bronconeumónicas en los grandes derrames.

Se han descrito varias formas clínicas o de presentación de la tuberculosis: 

Forma insidiosa: caracterizada por pérdida de peso, astenia, anorexia, fatiga, etc.

Forma catarral: se presenta tos, expectoración, resfriados a repetición o prolongados.

Forma aguda respiratoria: se presenta con un comienzo brusco, con fiebre, tos húmeda y malestar general que aparenta muchas veces una gripe o una neumonía.

Forma hemoptoica: como su nombre indica, el rasgo distintivo es la presencia de hemoptisis.

Forma pleural: se presenta con inflamación o dolor pleural, con derrame o sin él.

Forma combinada: con la presencia de 2 o más de las formas antes mencionadas.