MECANISMO DE AGRESIÓN Y DEFENSA

BACTERIAS
Objetivos
 Conocer la estructura y tipos de bacterias.

Contenidos de aprendizaje
Bacillus anthracis, B. cereus,
Clostridium perfringens, C. tetani,
Mycobacterium tuberculosis
Fisiología y estructura.
Patogenia, manifestaciones clínicas, diagnóstico de laboratorio.
 BACILOS GRAMPOSITIVOS
FORMADORES DE
ESPORAS

+ -
BACILOS CATALASA CLOSTRIDIOS

Clostridium tetani:
AEROBIOS
ANAEROBIOS Tétanos

Patógenas Patógenas C. botulinum:

oportunistas Botulismo
PRODUCEN
Bacillus anthracis
Bacillus cereus ENFERMEDADES POR C. perfringens:
TOXINAS Gangrena gaseosa

CARBUNCO
C. difficile:
INTOXICACIONES
Colitis
ALIMENTARIAS
pseudomembranosa
 Bacillus

Bacillus anthracis Bacillus cereus

No hemolítico Hemolítico: β

No móvil Móvil, flagelos

peritricos

Endospora central
Endospora
paracentral,
central
 Bacillu
s
• Aerobios o anaerobios facultativos
• Grampositivos, se organizan en cadenas
• Todos forman endosporas.
• Unas 250 especies
• La mayoría saprófitos: viven en la tierra,
agua y aire, y en la vegetación, como
Bacillus cereus y Bacillus subtilis.
• Las esporas son resistentes a los
cambios ambientales, soportan calor
seco y algunos desinfectantes químicos.
B. cereus
• Persisten años en tierra seca.
 B. anthracis
B. cereus
Principal patógeno del género: causa el carbunco
Miden 1 × 3 a 4 μm.
B. cereus puede crecer en los alimentos y producir una
Poseen extremos cuadrados.
endotoxina o una toxina emética que genera intoxicación
Se disponen en forma de cadenas largas (forma
alimentaria. Algunas veces producen enfermedades en las
de serpentina)
personas inmunodeprimidas (p. ej., meningitis, endocarditis,
Las colonias de B. anthracis son redondas y
endoftalmitis, conjuntivitis o gastroenteritis aguda).
tienen aspecto de “vidrio esmerilado” bajo la luz
emitida.
Bacillus anthracis: fisiología y estructura.
• Microscopicamente se disponen en cadenas largas.
• Elaboran esporas muy resistentes.
• Agente causal del Antrax o Carbunco.

CARBUNCO

TUBO RESPIRATORIO POR

CUTÁNE
DIGESTIVO INYECCION
O
• Produce la toxina del carbunco, compuesta de 3 proteínas: antígeno protector
(PA), factor de edema (EF) y factor letal (LF).
• Por separado no son toxicas, pero en combinaciones si tiene efectos nocivos:
PA+EF---Toxina del edema; PA+LF---Toxina letal.
• La primera función de la toxina del carbunco es paralizar el sistema inmune y
perturbar el sistema endocrinológico y endotelial atacando a células mieloides,
macrófagos y neutrófilos.
• Sustancia P (Ag capsular). Formada por péptidos. Solo presentes en cepas virulentas.
También cumple función de adhesina entre las bacterias y el endotelio vascular,
especialmente en el hígado.
 Bacillus anthracis: Cepas
Virulentas:
Antígeno protector (PA)
(proteína dotada de una mayor inmunogenicidad)
Codifican
tres componentes
proteicos
tóxicos en un Factor del edema (EF)
plásmido de gran
tamaño, pXO1: Inhiben el sistema inmunitario del organismo hospedador.

Factor letal o mortal (LF).

Toxina letal o mortal. (principal factor de virulencia)

 MAPKK: cinasa de proteínas
activadas por mitógenos.

AMPc monofosfato
de adenosina cíclico

El EF es una adenilciclasa
dependiente
de calmodulina

El LF es una proteasa
dependiente del zinc capaz
de escindir la MAPKK

MECANISMOS DE ACCIÓN DE LAS TOXINAS DE B. anthracis

Otro factor de virulencia: Cápsula polipeptídica (formada por ácido poli-D-glutámico).
La cápsula se observa en muestras clínicas, no se produce in vitro a no ser que se utilicen unas condiciones
especiales de cultivo.
Tres genes (capK, capB y cap C ) intervienen en la síntesis de esta cápsula y se encuentran en un segundo plásmido
( pXO2 ).
VÍAS DE INFECCIÓN

La toxina letal es una metaloproteasa de

zinc que causa una
hiperinflamatoria en condición los
activando la vía del estallido
macrófagos,
oxidativo y
la liberación de intermedios reactivos de
oxígeno, así como la producción de
citocinas proinflamatorias, como el
factor de necrosis tumoral α (TNF-α) y la
interleucina- 1β, que son responsables
de shock y muerte.
Forma sistémica del carbunco: nótese el ensanchamiento del
mediastino.
 DIAGNÓSTICO

Detalle ampliado del aspecto macroscópico de B. anthracis. Las colonias tienen

un tamaño de 3-5 mm de diámetro, de bordes irregulares, con proyecciones a lo
largo de las estrías de inoculación, pegajosas, aspecto en “cabeza de medusa”.
No son pigmentadas ni producen hemólisis. Inmóviles.
Tratamiento: Penicilina, por la resistencia se prefiere Ciprofloxacino o
doxiciclina.
 PREVENCIÓN

• Vacunación anual de animales herbívoros (ganado).

• Vacunación humana en militares, ganaderos, veterinarios y personal

de laboratorio.
• Uso de EPP cuando haya riesgo de contagio.

• Descontaminar todos los objetos que hayan estado en contacto con material
contaminado.

https://www.youtube.com/watch?v=iHt5p0D8BEc Bacillus Anthracis

B.
cereus
• Bacilo (+), aerobio o
Gram
anaerobio facultativo,
encontrándose en suelo,
vegetación, agua y aire.
• Produce endosporas.
• Agente causal de intoxicaciones
alimentarias al contaminar arroz y
cereales
• .
Patogenia
La gastroenteritis producida por B. cereus esta mediada por una de dos
enterotoxinas. La enterotoxina termoestable y resistente a la proteolisis
produce la forma emética de la enfermedad, mientras que la enterotoxina
termolábil causa la forma diarreica de la enfermedad.

La enterotoxina termolábil es similar a las enterotoxinas producidas por

Escherichia coli y Vibrio cholerae. No se conoce el mecanismo de acción de la
enterotoxina termoestable.

Tampoco se conoce adecuadamente la patogenia de las infecciones oculares

por B. cereus. Se han implicado, al menos, tres toxinas: la toxina necrótica
(una enterotoxina termolabil), la cereolisina (una potente hemolisina cuyo
nombre deriva del de la especie) y la fosfolipasa C (una potente lecitinasa).
FACTORES DE
VIRULENCIA.
• Toxina emética. De efecto hemolítico, citotóxico,
dermonecrótico, aumenta la permeabilidad vascular.
• Citotoxina K. Forma poros en eritrocitos, necrotizante y
citotóxica. Asociada al síndrome diarreico alimentario.
• Enterotoxina no hemolítica. Principal componente de la
intoxicación alimentaria y diarrea
Diagnóstico de laboratorio

De modo similar a lo que sucede con B. anthracis, B. cereus y otras especies se pueden
cultivar con facilidad a partir de muestras clínicas recogidas de pacientes con la forma
emética de intoxicación alimentaria.

Dado que los individuos pueden hallarse transitoriamente colonizados con B. cereus, debe
cultivarse el alimento sospechoso (p. ej., arroz, carne, verduras) para obtener la
confirmación de la existencia de enfermedad transmitida por alimentos.

En la practica, no se realizan de modo habitual ni cultivos ni pruebas para detectar las

enterotoxinas termoestable o termolábil.

Los microorganismos de tipo Bacillus crecen con rapidez y se detectan con facilidad con la
tinción de Gram y con el cultivo de las muestras obtenidas de los ojos infectados, los
cultivos intravenosos y otras localizaciones.
 GENERO CLOSTRIDIUM
• Grandes bacilos anaerobios,
• Grampositivos, móviles.
• Presentan endosporas.
• Muchos descomponen proteínas o forman toxinas
y algunos llevan a cabo ambas acciones.
• Su hábitat es la tierra, agua residuales o el
intestino de animales y seres humanos, donde
viven como saprófitos.
• Agentes etiológicos de intoxicación alimentaria
(C. perfringens), diarrea y colitis (C. difficile),
tetanos (C. tetani) botulismo (C. botulinum) y
Clostridium tetani
mionecrosis o gangrena gaseosa (C. perfringens)
 MOVILIDAD HEMÓLISIS INVASIVOS
FLAGELOS
PERITRICOS
C. tetani SI: β
SI TETANOLISINA NO
HEMOLISINA LABIL AL
OXIGENO

C. botulinum
SI SI: β NO

Clostridium

C. perfringens SI: β DOBLE SI

NO
HALO
C. difficile
SI NO NO
 TOXINA ENFERMEDAD
CODIFICADA POR UN PLÁSMIDO Y ES NO
CONJUGATIVA
C. tetani TETANOSPASMINA TETANOS
NEUROTOXINA TERMOLABIL

BOTULISMO
BOTULÍNICA
C. botulinum
TOXINA ALFA LISA GR, PLAQUETAS, GB, CEL ENDOTELIALES,
(FOSFOLIPASA C) DESTRUCCIÓN TISULAR, AUMENTO DE LA MIONECROSIS
ES UNA LECITINASA PERMEABILIDAD VASCULAR, TOXICIDAD GANGRENA GASEOSA
HEPATICA, DISFUNCIÓN MIOCARDICA
C. perfringens
DESTRUCCIÓN DE LA MUCOSA CON FORMACION ENTERITIS
TOXINA BETA DE LESIONES NECRÓTICAS, ESTASIA INTESTINAL NECRÓTICA
Clostridium
TERMOLÁBIL. SE FORMA DURANTE LA ALTERACIÓN DE LA
ESPORULACIÓN. SE UNE AL RECPETORES DE PERMEABILIDAD.
MEMBRANA EN EL BORDE EN CEPILLO DEL INTOXICACIÓ
ENTEROTOXINA EPITELIO DEL YEYUNO-ILEON (NO DUODENO( PERDIDA DE N
LÍQUIDO E IONES ALIMENTARIA

QUIMIOTÁCTICA PARA NEUTRÓFILOS, INFILTRACIÓN

DE PMN AL ILEON.
ENTEROTOXIN ALTERA LA UNIÓN CELULAR. ALTERA LA
A (TOXINA A) PERMEABILIDAD DE LA PARED INTESTINAL:
DIARREA
C. difficile COLITIS
PSEUDOMEMBRANOSA

CITOTOXINA
DESPOLIMERIZACIÓN DE LA ACTINA.
(TOXINA B)
DESTRUCCIÓN DEL CITOESQUELETO
 • Bacilo esporulado móvil de
gran tamaño (0,5 a 2 X 2 a 18
um).
• Produce esporas terminales
redondeadas que le dan el
aspecto de palillo de tambor.
• Al contrario que C.
perfringens, C . tetani tiene
dificultades para crecer
debido a su gran sensibilidad
a la toxicidad del oxígeno.
• Las bacterias tienen
actividad
proteolítica, aunque son
incapaces de
fermentar carbohidratos.
Clostridium tetani
C. tetani: características generales
• Bacilo esporulado, flagelado, parece palillo de tambor. Se encuentra en forma
natural y en excrementos de animales como espora.
• Agente etiológico del tetanos, al producir la neurotoxina
llamada
tetanospasmina.
• La toxina se fija a los receptores de membranas presinápticas de neuronas motoras,
inhibiendo neurotrasmisores inhibidores como la glicina inhibidora y GABA.
• Actúa a nivel de medula espinal, altera el control normal del arco reflejo.
• Tetanolisina : inhibida por el oxígeno y colesterol sérico; de
significancia clínica desconocida.
• PREVENCION: vacunación con toxoide tetánico (DPT)
 Produce dos toxinas:
Una hemolisina lábil al oxígeno: Tetanolisina

Clostridium tetani Y una neurotoxina termolábil codificada por un

plásmido: Tetanospasmina.

El plásmido que porta el gen de la

tetanospasmina no es conjugativo, de modo que
una cepa no toxigénica de C. tetani no se puede
transformar en otra toxigénica
 La te tanospasmina
sintetiz se a como
péptido un
Se es único de 150.000
proteas Da, y cinde por
cuando una a
neuroto
enlace di bacteriana la
célula libera la
xina unidas por un
sulfuro

La tetanospasmina se produce durante la fase estacionaria de crecimiento, se libera

cuando la célula se lisa y es responsable de las manifestaciones clínicas del tétanos
La toxina se fija a los receptores de las membranas presinápticas de las neuronas motoras (receptores de
ácido siálico específicos (p. ej., polisialogangliósidos) y otras glicoproteínas) .
Posteriormente emigran por el sistema de transporte axonal retrógrado hasta los cuerpos celulares de
estas neuronas, la médula espinal y el tallo cerebral.
La toxina se difunde hasta las terminales de las células inhibidoras, incluidas tanto las interneuronas
glicinérgicas como las neuronas secretoras de ácido ϒ-aminonobutírico (GABA) en el tronco cerebral
La toxina degrada a la
sinaptobrevina,
proteína
necesaria para la
aproximación de las
vesículas
neurotransmisoras a
la membrana presináptica.
 Mecanismo de
acción de la toxina
tetánica

La tetanospasmina inactiva las proteínas que regulan la liberación de los neurotransmisores inhibidores glicina y ácido
gamma-aminobutírico (GABA).
Ello comporta una actividad sináptica excitatoria carente de regulación en las neuronas motoras que
provoca hiperreflexia, espasmos musculares y una PARÁLISIS ESPÁSTICA.
La unión de la toxina es irreversible, por lo que la recuperación depende de la formación de nuevas terminales axonales.
Clostridium tetani

Los resultados de los cultivos únicamente son positivos en alrededor del 30% de los pacientes
con tétanos, ya que la enfermedad se puede producir con un número relativamente pequeño de
microorganismos y las bacterias de crecimiento lento se mueren rápidamente cuando se exponen
al aire.
En el paciente no se detecta la toxina ni los anticuerpos dirigidos frente a la toxina debido a que
ésta se une con rapidez a las neuronas motoras para ser internalizada

https://www.youtube.com/watch?v=8vtNu5EA0hA Clostridium Tetani

 Mecanismo de
acción de la toxina
botulínica

+
-
Los serotipos de toxina botulínica B, D, F y G, así como la
toxina tetánica, actúan mediante la digestión proteolítica de la
sinaptobrevina, entre el enlace peptídico Gln 76-Phe 77,
imposibilitando su acción en el proceso de exocitosis del
neurotransmisor.
Las toxinas botulínicas A y E actúan mediante la proteólisis de
SNAP-25, mientras que C lo hace por rotura de la sintaxina.
C. perfringens: características generales
C. perfringens es un bacilo grampositivo
rectangular de gran tamaño (0,6 a 2,4 × 1,3 a 19
mm), que rara vez forma esporas, ya sea en
condiciones in vivo o tras su cultivo in vitro. Las
colonias de C. perfringens son también
características por su rápido crecimiento que se
extiende en los medios de laboratorio y la
produccion de b-hemolisis en los medios que
contienen sangre.
La síntesis de una o mas de las principales
toxinas letales por C. perfringens (toxinas alfa,
beta, epsilon e iota) se utiliza para subdividir a
las cepas en cinco tipos (de A a E).
Patogenia
La toxina alfa, la toxina mas importante y la que producen los cinco tipos de C.
perfringens, es una lecitinasa (fosfolipasa C) capaz de lisar eritrocitos, plaquetas,
leucocitos y celulas endoteliales, provoca una hemolisis masiva, destrucción tisular. Las
mayores cantidades de toxina alfa se producen por C. perfringens tipo A.
La toxina beta es la responsable de la estasia intestinal, la destrucción de la mucosa con
formación de lesiones necróticas.
La toxina épsilon, una protoxina, se activa por la tripsina y aumenta la permeabilidad
vascular de la pared del tubo digestivo.
La toxina iota, la cuarta toxina letal que produce C. perfringens de tipo E, tiene una
actividad necrosante y aumenta la permeabilidad vascular.
La enterotoxina de C. perfringens es sintetizada principalmente por las cepas A. La
toxina es termolabil y sensible a la
Proteina K. La enterotoxina liberada se une a los receptores de la membrana del borde
en cepillo del epitelio del intestino delgado en el íleon (fundamentalmente) y en el
yeyuno, pero no en el duodeno.
Diagnóstico de laboratorio
El laboratorio se limita a desempeñar un papel de confirmación en el diagnostico de las
infecciones de tejidos blandos por clostridios debido a que el tratamiento se debe
instaurar inmediatamente.
La detección al microscopio de bacilos grampositivos en las muestras clínicas,
generalmente en ausencia de leucocitos, puede ser un hallazgo muy útil como
consecuencia de la morfología característica de estos microorganismos. El cultivo de estas
bacterias anaerobias también resulta relativamente sencillo.
La implicación de C. perfringens en una intoxicación alimentaria se demuestra mediante
el aislamiento de mas de 105 microorganismos por gramo de alimento, o mas de 106
bactérias por gramo de heces recogidas el primer día siguiente al inicio de la enfermedad.
Se han desarrollado inmunoanálisis para la detección de la enterotoxina en las muestras
fecales; sin embargo, la intoxicación alimentaria por clostridios es un diagnostico clínico y
habitualmente no se emplean cultivos ni inmunoanálisis en los laboratorios clínicos para
el diagnostico de esta infección.
 GENERO MYCOBACTERIUM

• Bacilos aerobios, débilmente Gram (+),

cuya composición cérea de su pared
celular (ácidos micólicos) les dan
características especiales de tinción
(BAAR) importante en el diagnostico de
laboratorio.
• De crecimiento lento (42 días)
para evidenciar crecimiento de colonias.
• Hasta el 60% de su estructura
esta compuesta por lípidos

42
• Sobreviven el interior de los macrófagos (lipoarabinomanano)

• De clasificación compleja; de crecimiento lento y

crecimiento rápido (más o menos de 7 días); por la producción de
pigmento (I
– IV) y por especie clínica
• Complejo Mycobacterium tuberculosis: M. tuberculosis, M.
bovis (BCG),M. africanum y M. microti. M. leprae (lepra) y
micobacterias ambientales, atípicas, oportunistas como M. avium-
intrecellulare (pacientes con VIH). 43
Mycobacterium tuberculosis: PATOGENIA

M . tuberculosis es un patógeno intracelular capaz de producir infecciones de por vida.

En el período de exposición, M . tuberculosis ingresa en las vías respiratorias y las partículas infecciosas alcanzan los
alvéolos, donde son digeridas por los macrófagos alveolares.
Las micobacterias son expulsadas en gotitas que tienen menos de 25 μm de diámetro cuando una persona infectada
tose, estornuda o habla.
Las gotitas se evaporan y dejan microorganismos que por su pequeñez después de inhalados pueden ser depositados
en los alvéolos.
Una vez en el interior de ellos, el sistema inmunitario del hospedador reacciona con la liberacion de citocinas y
linfocinas que estimulan a monocitos y macrófagos. Las micobacterias comienzan a multiplicarse dentro de los
macrófagos y algunos de ellos terminan por tener una mayor capacidad de destruir el microorganismo, en tanto que
otros pueden ser destruidos por él.
M. tuberculosis: patogenia

• Vía de entrada: vías respiratorias.

• Enfermedad: tuberculosis

PULMONAR EXTRAPULMONAR

51
PATOGENIA
M. tuberculosis Vías respiratorias, fagocitado por Los Macrófagos
los macrófagos alveolares sintetizan IL-12 y
TNFα
Los pacientes con una producción disminuida de
INF- ϒ o TNF-α o que sufren defectos en los
receptores para estas citocinas tienen un mayor Rpta Inflamatoria
riesgo de sufrir infecciones graves por aumentada
micobacterias.

El TNF-α estimula la producción de

Formación de Se reclutan LT,
óxido nítrico y los intermediarios
fagolisosomas y Cell NK
reactivos del nitrógeno que
destrucción de la potencian la destrucción
bacteria intracelular. Diferenciación de
LT en T Helper 1
colaboradores
Producción de
Macrófagos infectados
INF ϒ
se activan
• Tuberculosis primaria:casi siempre es pulmonar, en personas no
inmunizadas previamente, manifestación agresiva, diseminación
linfo-hematógena, meningitis tuberculosa.
• Tuberculosis secundaria: en personas ya inmunizadas o
sensibilizadas anteriormente. Pueden pasar meses o años de la
infección primaria para dar paso a los signos y síntomas. Puede
darse una reactivación (inmunodeprimidos) o reinfección.
• Tuberculosis extrapulmonar: ocurre en cualquier órgano( (excepto
pulmón) a que el bacilo llego por diseminación hematógena o
linfática, pudiéndose manifestar años después de la infección
primaria.
 Diagnóstico
• Examen clínico: síntomas
• Inmunológico: prueba cutánea de la tuberculina
• Microscópicos: tinción de Ziehl-Nielsen, tinción
de Kinyoun

• Microbiológicos: Cultivos en agar Loẅenstein-Jensen,

Otros: radiológico

54
Las proteínas constituyen antígenos importantes a nivel biológico ya que
estimulan la respuesta inmunitaria celular del paciente.
Se usan preparaciones parcialmente purificadas de estos derivados proteicos
(derivados proteicos purificados o PPD) como pruebas de reactividad cutánea
para determinar la exposición a M . tuberculosis.

56
57
58
Prevención

- Dx. y Tratamiento de TBC pulmonar

-Vacunación :BCG

-Control de contactos

-Quimioprofilaxis

-Educación y Comunicación

https://www.youtube.com/watch?v=H1k_KFn3d8k MYCOBACTERIUM TUBERCULOSIS!

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NECESIDADES DE
ESTUDIO
• Bacillus cereus
• Clostridium botulinum
• Clostridium perfringens