Bacterias gram positivas esporuladas con bajo contenido en GC: Bacillus, clostridium y géneros relacionados (página 2)

CLASIFICACIÓN CIENTÍFICA

Dado que muchas especies endosporas pueden degradar de
manera efectiva una serie de biopolímeros (proteínas,
almidón, pectina, etc), se supone que desempeñar un
papel significativo en los ciclos biológicos de carbono y
nitrógeno.

Pueden desempeñar un papel en biodegradativo en
lo que contaminan y, por tanto, pueden ser agentes de la
descomposición y la decadencia no deseados. Varias
especies de Bacillus son especialmente importantes organismos
como el deterioro de los alimentos.

Son fijadores de nitrógeno, denitrificantes,
patógenos de insectos y animales,
termófilos, productores de antibioticos

Bergey en el Manual of
Systematic Bacteriology (2 ª ed. 2004), sistemas de
clasificación filogenética; reasigno algunos
bacillus de la siguiente manera:

Reasignaciones en el género
Bacillus (1986-2004).

• 1.  Acidophiles: Acyclobacillus
  acidocalderius, Bacillus coagulans, y Paenibacillus
  polymyxa.

• 2.  Alkaliphiles: B. alcalophilus y
  Sporosarcina pasteurii. El pH óptimo es de 8, y
  algunas cepas crecen a pH 11.

• 3.  Halophiles: Virgibacillus
  pantothenticus, Sporosarcina pasteurii. Algunas cepas crecen
  en 10% de NaCl.

• 4.  Psychrophiles o psychrotrophs:
  Sporosarcina globisporus, Bacillus insolitus, Marinibacillus
  marinus, Paenibacillus macquariensis, Bacillus megaterium,
  Paenibacillus polymyxa. Dos especies que crecen y forman las
  esporas a 0 º C.

• 5.  Termófilos: Acyclobacillus
  acidocalderius, Bacillus schlegelii, y Geobacillus
  stearothermophilus. Acidophiles y Lithoautotrophs se
  encuentran en este grupo, también. El límite
  superior de temperatura es de 65 º C.

• 6.  Denitrifiers: Azotoformans Bacillus,
  Bacillus cereus, Brevibacillus laterosporus, Bacillus
  licheniformis, Sporosarcina pasteurii, Geobacillus
  stearothermophilus. Mas de la mitad reducen el NO 3 a NO 2.
  Un proceso llevado a cabo por algunas especies de Bacillus,
  dissimilatory es la reducción de nitrato, el NO 3 lo
  reduce a amoniaco (NH 3), pero esto no se considera
  desnitrificación.

• 7.  Fijadores de nitrógeno:
  Paenibacillus macerans y Paenibacillus polymyxa.
  Paenibacillus macerans es una bacteria bastante prominente en
  el suelo y el material vegetal en descomposición. La
  bacteria sólo fijan el nitrógeno en condiciones
  anaeróbicas porque no tienen un mecanismo de
  protección de sus nitrogenasas de los efectos nocivos
  de la O 2.

• 8.  Los productores de
  antibióticos: los antibióticos producidos
  por el aeróbico sporeformers a menudo, pero no
  siempre. Los antibióticos son producidos por
  Brevibacillus brevis que genera gramicidina, tirotricina,
  Bacillus cereus genera cerexin, zwittermicin, Bacillus
  circulans, circulin; Brevibacillus laterosporus,
  laterosporin; Bacillus licheniformis, bacitracina,
  Paenibacillus polymyxa, polimixina y colistina; Bacillus
  pumilus, pumulin; y Bacillus subtilis, polimixina,
  difficidin, subtilin y mycobacillin.

• 9.  Patógenos de insectos:
  Paenibacillus larvae, Paenibacillus lentimorbus y
  Paenibacillus popilliae son patógenos invasores.
  Bacillus thuringiensis forma un cristal parasporal que es
  tóxico para los lepidópteros.

• 10. Agentes patógenos de los
  animales: el Bacillus anthracis y B. cereus es la
  predominante patógenos de importancia médica.
  Paenibacillus alvei, B. megaterium, B. coagulans,
  Brevibacillus laterosporus, B. subtilis, B. sphaericus, B.
  circulans, Brevibacillus brevis, B. licheniformis, p.
  macerans, B. pumilus y B. thuringiensis han sido en ocasiones
  aisladas de infecciones humanas.

DESCRIPCIÓN DE ESPECIES
IMPORTANTES:

BACILLUS ANTHRACIS:

Son bacilos de extremos cuadrados de 3-5 µm de
largo y 1-1.2 µm de ancho, aislados o en pares. Es imnovil.
La
célula vegetativa es comparable con otras bacterias no
esporuladas pero, debido a su capacidad para esporular, es
sumamente resistente. Las esporas permanecen viables durante
años en el ambiente.
Pueden ser destruidas si son sometidas a esterilización,
siendo la estructura
viva más resistente. En base a esto esporas de especies de
Bacillus distintas a B. anthracis, son utilizadas como controles
biológicos de esterilización.

Estructura antigénica

Poseen tres antígenos principales:

• 1. Polipéptido capsular de gran peso
  molecular formado casi exclusivamente por ácido
  Dglutámico. Esta es la única especie bacteriana
  de importancia médica que posee cápsula
  peptídica en lugar de polisacárida. Existe un
  único determinante antigénico. Por razones no
  muy bien conocidas los anticuerpos anticápsula no son
  protectores. Los genes que codifican esta estructura se
  encuentran en un gran plásmido.

• 2. Antígeno somático
  polisacárido, es un componente de la pared celular.
  Los anticuerpos no son protectores. Reacciona en forma
  cruzada con la sangre de tipo A y Streptococcus pneumoniae
  tipo 14.

• 3. Toxinas: factor edema y toxina
  letal.

Los principales atributos de virulencia de las cepas que
producen enfermedad están codificados en dos
plásmidos y son las toxinas y la capsula.

TOXINA:

Produce dos toxinas modelo A-B,
que poseen idéntica subunidad B.

• 1. La subunidad B se conoce como
  antígeno protector. Es la porción de la toxina
  que se fija al sitio blanco y permite el ingreso a la
  célula.

• 2. La subunidad A o toxina edema es el
  componente enzimáticamente activo; se denomina factor
  edema. Es una adenilato-ciclasa calmodulina-dependiente. Es
  responsable del importante edema en los sitios de
  infección, la inhibición de la función
  de los neutrófilos y obstaculiza la producción
  de factor de necrosis tumoral e interleuquina por parte de
  los monocitos. Su porción A, llamada factor letal, es
  una metaloproteasa que inhibe la señalización
  transduccional intracelular. Estimula la liberación de
  factor de necrosis tumoral e interleuquina por parte de los
  macrófagos; este mecanismo parece contribuir a la
  muerte por bacteriemia.

CAPSULA:

Al igual que sucede con otras bacterias la
cápsula es un importante factor de virulencia al inhibir
la fagocitosis.

PATOGENIA

El carbunco o ántrax es una enfermedad que afecta
sobre todo a animales herbívoros, en particular ovinos y
bovinos. El hombre la
adquiere de forma accidental: en el contexto agrícola como
una infección cutánea local, en el contexto
industrial; los manipuladores de cuero y pelo
de animal la adquieren como una neumonía. Es entonces, una zoonosis y una
enfermedad laboral. No todas
las cepas de B. anthracis son capaces de producir carbunco. El
carbunco cutáneo se produce por contacto de la piel con
material infectado. Los ésporos ingresan a través
de una lesión de la piel. Al ser ingeridos por los
macrófagos en el sitio de entrada, los ésporos
germinan y las células se
multiplican produciendo cápsula y toxinas. El carbunco
pulmonar ocurre cuando las esporas ingresan a la vía
aérea y se depositan en los espacios alveolares, donde son
fagocitadas por los macrófagos alveolares. En el interior
de los mismos germinan y producen las toxinas, para ser luego
transportadas por la circulación linfática a los
ganglios mediastinales. Alcanzan el torrente sanguíneo
pudiendo causar shock séptico. La germinación puede
ocurrir hasta 60 días después del ingreso de las
esporas a la vía respiratoria; de ahí la
importancia de que la profilaxis antibiótica en casos de
exposición se prolongue por 60 días.
Se estima que la dosis inhalatoria letal para los seres humanos
es de 2500 a 55000 esporas.

DATOS CLINICOS

La infección veterinaria
tiene una alta tasa de mortalidad por sepsis. En los humanos es
una enfermedad actualmente poco frecuente. Dependiendo de la
vía de transmisión, produce dos clases de
infecciones principales: una cutánea relativamente benigna
y una respiratoria que compromete la vida del paciente. La
infección cutánea se produce por contacto directo
con animales infectados. La infección respiratoria
requiere la vía inhalatoria, la cual, para ser efectiva,
requiere que los ésporos bacterianos sean aerosolizados.
Por este motivo, esta vía raramente ocurre de manera
natural y despierta la sospecha de intencionalidad o bioterrorismo,
aunque se han asociado casos de ántrax inhalatorio con el
procesamiento a gran escala de pelos y
lana de animales contaminados realizado en espacios
pequeños y cerrados. Excepcionalmente se produce una forma
gastrointestinal por la ingesta de esporas bacterianas, a partir
de carne contaminada. No se transmite de persona a
persona. La infección cutánea, que comprende el 95%
de los casos humanos, se manifiesta por una pápula
indolora de centro color
negro-azulado con un gran borde edematoso. Sin tratamiento tiene
un 20% de mortalidad. La infección pulmonar es una severa
infección respiratoria que evoluciona a la insuficiencia
respiratoria aguda y tiene una muy alta tasa de mortalidad (100%
sin tratamiento).

TRATAMIENTO:

Es sensible a penicilina eritromicina, tetraciclina,
gentamicina, cloranfenicol y quinolonas.

El control del
carbunco humano depende fundamentalmente del control del carbunco
animal. Así, deben tomarse medidas como la
vacunación del ganado y manejo adecuado del ganado muerto,
ropa y material de trabajo, etc.
Se dispone de vacuna elaborada con subunidades B, obtenidas por
filtración. A nivel veterinario se utiliza una vacuna de
mayor eficacia,
elaborada a partir de esporas vivas, de cepa no
capsulada.

BACILLUS THURINGIENSIS:

Es una bacteria Gram-positiva, aerobia estricta,
morfológicamente relacionado con Bacillus cereus y
Bacillus anthracis.

Estas tres especies bacterianas, durante su ciclo de vida,
presentan dos fases principales,

• 1. la fase de crecimiento vegetativo en donde
  las bacterias se duplican por bipartición cada 30-90
  min dependiendo del medio de cultivo y

• 2. la fase de esporulación, la cual es
  un programa de diferenciación de bacteria a espora, se
  dispara cuando la bacteria se encuentra en limitación
  de nutrientes.

Esta es considerada una bacteria ubicua ya que se ha
aislado de todas partes del mundo y de muy diversos sistemas como
suelo,
agua, hojas de
plantas, insectos
muertos, telarañas, etc.

Este bacilo tiene un cuerpo paraesporal conocido como
cristal, el cual es de naturaleza
proteica y tiene propiedades insecticidas, está
constituido por endotoxinas también conocidas como
proteínas Cry y Cyt. Se han encontrado endotoxinas activas
contrainsectos como mariposas, escarabajos, mosquitos, hormigas,
ácaros y también contra otros invertebrados como
gusanos.

Poco se sabe sobre el hábitat
natural de Bacilo thuringiensis sin embargo dado su requerimiento
vitamínico y de algunos aminoácidos como
glutámico, así como a su actividad bioinsecticida,
se piensa que la forma de vida vegetativa solo se presenta en el
interior de insectos que infecta hasta que esporula y es liberado
al medio ambiente
donde permanece en forma de esporas, lo que explica su amplia
distribución.

FACTORES DE VIRULENCIA:

Además de las endotoxinas, B. thuringiensis ha
desarrollado una serie de factores de virulencia que le permiten
infectar a sus blancos con mayor eficiencia. Entre
estos factores de virulencia se encuentran:

• 1. Fosfolipasas,

• 2. Proteasas,

• 3. Quitinasas,

• 4. Exotoxinas termolábiles.

Se propone que estos factores ayudan a la bacteria en la
infección del insecto. Se ha reportado que en algunos
casos la mezcla esporas/cristales mata mucho más eficiente
que los cristales solos.

ENDOTOXINAS:

Como se mencionó, existen dos tipos de
endotoxinas: las proteínas Cry y las proteínas Cyt.
Los síntomas que se observan a partir de que las larvas de
insectos susceptibles ingieren los cristales y esporas de Bt son:
cese de la ingesta, parálisis del intestino,
vómito, diarrea,
parálisis total y finalmente la muerte. El
mecanismo de acción
de las proteínas Cry es un proceso de
varios pasos: solubilización del cristal, procesamiento de
las protoxinas, unión al receptor, inserción a la
membrana, agregación, formación de poro y
citólisis.

La mayor parte de las proteínas Cry se producen
como protoxinas, que para ser activas deben ser procesadas por
las proteasas del intestino medio de los insectos liberando el
fragmento tóxico.

IMPORTANCIA INDUSTRIAL:

Se ha estimado que el 2% del mercado mundial
de pesticidas es satisfecho con biopesticidas, en el que Bt
domina el 95% de las ventas. Varios
han sido los factores que han hecho posible su éxito
en la agricultura. El más importante es su alta
especificidad hacia el insecto blanco y su inocuidad para
mamíferos, otros vertebrados, plantas e
inclusive otros insectos benéficos. Las toxinas de Bt se
han utilizado como bioinsecticidas en agricultura durante los
últimos 40 años, principalmente en cultivos de
hortalizas y cereales. Los tiempos de permanencia de las
proteínas Cry en el ambiente son muy cortos, por lo que la
resión de selección
es muy baja. En este sentido, Bt ha sido utilizado como una
alternativa compatible con el medio ambiente para el manejo de
plagas agrícolas. Paradójicamente, las ventajas de
Bt se convierten en importantes desventajas para su uso
comercial. El estrecho rango de huésped ocasiona que no se
cuente con toxinas para cada plaga que afecta la actividad
humana. El reducido tiempo de
permanencia en el ambiente hace necesario un profundo conocimiento
de la biología y comportamiento
de la plaga que se quiere controlar ya que una toxina puede ser
activa para los estadíos larvarios, pero disminuir o
incluso no ser tóxica para los adultos.

Otra limitante ha sido la utlización de Bt para
el control de insectos barrenadores y chupadores ya que la
aplicación de productos de
Bt se ha dado tradicionalmente como productos asperjados y el
hábito alimenticio de estos insectos impide la
ingestión de la toxina Cry. Este problema se ha resuelto
con la creación de plantas transgénicas que
producen sistémicamente la toxina Cry haciendola accesible
a insectos barrenadores. Por último, existe el riesgo de
desarrollo de
resistencias
por el incremento en el uso de Bt, como aspersiones de cristales
y sobre todo en plantas transgénicas que expresen
constitutivamente una o varias toxinas Cry.

El objetivo es
que la planta, una vez transformada con el gene de la toxina,
exprese suficiente cantidad de ésta como para aniquilar a
las plagas susceptibles que las consumen. Desde 1987 aparecieron
los primeros reportes sobre plantas de tabaco y tomate que
presentaban suficiente expresión de la toxina de Bt como
para conferir niveles altos de resistencia.

BACILLUS CEREUS:

Provoca dos tipos de alimentos intoxicaciones. Un tipo se caracteriza por
náuseas y vómitos y
calambres abdominales y tiene un período de
incubación de 1 a 6 horas. El segundo tipo se manifiesta
principalmente por calambres abdominales y diarrea con un
período de incubación de 8 a 16 horas. La diarrea
puede ser un pequeño volumen o profusa
y acuosa. Este tipo se conoce como el largo de incubación
o forma de la enfermedad, y que más se asemeja a una
intoxicación alimentaria causada por Clostridium
perfringens. En cualquiera de los dos tipos, la enfermedad suele
durar menos de 24 horas después de su inicio.

El corto de incubación de la enfermedad es
causada por un preformados enterotoxina estable al calor. El
sitio y mecanismo de acción de esta toxina se desconoce.
El largo de incubación de la enfermedad está
mediado por una enterotoxina lábil al calor, que al
parecer se activa intestinal adenilato ciclasa y provoca la
secreción de líquido intestinal.

Según descubrió un grupo de
investigadores de la Universidad de
Ohio que realizaba estudios en una zona de China donde
hay minas de oro, en los
lugares en los que abunda este metal hay también
abundancia de esporas del Bacillus Cereus. Esta bacteria no sufre
daños por la presencia del oro. El secreto de esta
inmunidad esta en las esporas, por lo tanto buscar estas esporas
es un método
eficaz para buscar oro y más económico que los
métodos
que utilizan las compañías mineras.

OTRAS ESPECIES:

BACULLUS SPHAERICUS:

Se ha estudiado por su capacidad para producir una
toxina activa contra las larvas de los mosquitos. Los mosquitos
ingieren las bacterias y la toxina altera el funcionamiento del
intestino del mosquito, no causa daños en
mamíferos. Este organismo es utilizado como insecticida
biológico y es efectiva de una a cuatro semanas
después de la aplicación.

Es un organismo que se encuentra en todo el
mundo.

Es utilizado como patrón de las
macromoléculas biológicas tales como enzimas,
proteínas de los receptores o ácidos
nucleídos y estabilización térmica de los
lípidos
basados en estructuras,
como la membrana.

BACILLUS STEAROTHERMOPHILUS:

Crece a 65°C y tiene torerancia al ácido. Se
produce en el suelo, aguas termales, el desierto de arena, las
aguas del Ártico, los sedimentos oceánicos, los
alimentos y el compost.

ACYCLOBACILLUS ACIDOCALDARIUS
THERMOACIDOPHILE:

Límites de temperatura
para el crecimiento son 45 º y 65 º C. Los límites de
pH para el
crecimiento en torno al 2.
Encontrado en entornos ácidos calientes. Esporas han
sorprendentemente débil resistencia
térmica.

BACILLUS ALCALOPHILUS ALKALIPHILE:

Tolerantes a condiciones alcalinas y no crece a pH 7.
Capaz de crecer a pH> 10.

PAENIBACILLUS ALVELI:

Son aislados del suelo y de las larvas de abeja
melífera que sufren de la enfermedad "loque europea". No
clasificado como un patógeno de insectos.

BACILLUS BADIUS:

Ha sido aislado de las heces, el polvo, las fuentes
marinas, los alimentos y los antiácidos.

BREVIS BREVIBACILLUS:

Ha sido aislado principalmente de los suelos y
alimentos. Requiere una mezcla de aminoácidos sin las
vitaminas para
el crecimiento.

BACILLUS CIRCULANS:

Algunas cepas son celuloliticas.

BACILLUS FIRMUS:

Aislados del suelo principalmente. Pigmentado cepas
producen en las marismas de agua salada.

BACILLUS INSOLITUS:

Producen la esporulación a los 0 grados. En el
ártico se encuentra en los suelos.

BREVIBACILLUS LATEROSPORUS:

Produce una canoa, como organismo adjunto, en una
posición lateral en el esporangio. Rara vez aislado, pero
se ha encontrado en las larvas de abejas muertas, suelo, agua y
antiácidos.

PAENIBACILLUS LENTIMORBUS:

Más fastidioso nutricionalmente y muy extendido,
infecta el escarabajo japonés. Aislado de larvas enfermas
o panales infectados.

BACILLUS LENTUS:

Nutricionalmente más versátil, aislados
del suelo, los alimentos y especias.

BACILLUS LICHENIFORMIS:

Las enzimas producidas por este microorganismo
son ampliamente utilizadas como aditivos en los
detergentes.

Produce poli-D-glutamato. Pigmento rojo producido por
muchas cepas. Las esporas se producen en el suelo. Fuente de la
bacitracina-industrial, un antibiótico útil. Se
encuentran en las plumas de aves que
habitan en la tierra como
los gorriones y especies acuáticas como los patos. Esta
implicado en la gastroenteritis, peritonitis e
intoxicación alimenticia, así como en la toxemia y
abortos bovinos. Es un contaminante común en los productos
lácteos. Temperatura optima de crecimiento
a 5º°C. Actualmente se investiga la capacidad para
degradar plumas para fines agrícolas.

PAENIBACILLUS MACERANS:

Patógeno en abejas, causante del "loque
americana".

Fijan nitrógeno en condiciones anaerobias.
Degrada la pectina y polisacáridos de plantas. Algunas
cepas moderadamente termófilas. También se ha
encontrado en el sector de las frutas en conserva a pH
3.8.

BACILLUS MEGATERIUM:

Tiene el mayor diámetro de la célula de
cualquier espora que va de 1.2 a 1.5 micrómetros. Las
esporas son comunes en el suelo. Vive en ambientes
desérticos. Se utiliza como inoculante de suelo en la
agricultura y la horticultura.

BACILLUS SUBTILIS:

No es considerado un patógeno humano, aunque
pueden contaminar los alimentos, pero rara vez causa
intoxicación alimentaria. Este organismo produce la enzima
proteolítica subtilisina. Puede ser utilizado como
fungicida natural y como agente de control biológico. Es
utilizado para crear enzimas amilasa.

Degrada la pectina y polisacáridos en los
tejidos de las
plantas, y algunas cepas causa se pudre vivir en
tubérculos de patata. Crece en un medio definido
mínimas sin adición de factores de crecimiento.
Endosporas están muy extendidas. No crece en los alimentos
de ácido bajo condiciones aerobias.

BACILLUS COAGULANS:

Incluye cepas acidófilas. Las esporas son
relativamente escasas en los suelos. Puede multiplicarse en los
alimentos ácidos, como jugo de tomate en conserva.
Encontrado en medicamentosos antiácidos y cremas. Su uso
principal es como probiótico en cerdos y camarones. Hay
algunas referencias a la utilización de esta bacteria en
la mejora de la flora vaginal. Este organismo puede germinar y
proliferar en el intestino. Puede crecer en un pH de
4.2.

Género
sporosarcina

Este género es único entre los
esporoformadores, son microorganismos aerobios estrictos,
esféricos u ovalados.

Este género posee dos especies:

S. ureae y S. halophila: la especie ureae descompone la
urea y al hacerlo eleva drásticamente el pH del medio. La
S. ureae es común encontrarla en suelos y estudios
recientes sugieren que los suelos reciben aportes de orina, tales
como los suelos en los que los animales normalmente orinan,
están enriquecidos con el microorganismo.

SPOROSARCINA UREAE:

Formación de esporas coccus bacteria. Esta
bacteria del suelo produce la enzima ureasa, que descompone la
urea para proporcionar el organismo con una fuente de
nitrógeno. Por lo tanto, se cree que desempeñan un
papel importante en la descomposición de urea en el
suelo.

Género
clostridium

Son bacterias saprofitas, perítricas con
excepción del C Perfringers.

Son organismos que se observan solos, en parejas o en
cadenas cortas

Su nombre deriva del griego Klostro por la forma de
fosforo, rectos o curvos de diferentes tamaños.

La espora es redonda u oval siendo
subterminal.

Carecen de sistemas citocrómicos y de mecanismos
de fosforilación es por ello que poseen un metabolismo
fermentativo de especie sacarolítica, proteolítica,
butírica y glucolítica debido a que producen gran
cantidad de proteinasas, desoxirribonucleasas, lecitinasa y
neuraminidasas.

Los clostridios al fermentar azúcar
dan como producto final
ácido butírico, acetona y butanol. Un grupo
fermenta la celulosa
formando ácidos y alcoholes.
Otro grupo obtiene su energía por la fermentación de aminoácidos; como
alanina, cisteína, glutamato, glicina, histidina, serina o
treonina.

Muchos de los productos de fermentación
originados por los clostridios son malolientes, de modo que el
olor a putrefacción suele ser por si mismo revelar la
presencia de clostridios fermentadores.

Secretan toxinas de efecto necrosante y
hemolítico siendo potencialmente letales.

Las toxinas pueden causar infecciones invasoras como
mionecrosis y gangrena gaseosa si se introducen en tejido
lesionado. Aproximadamente el 30% de los clostridios producen tal
efecto. Un problema ecológico, todavía sin
respuesta, es el papel que estas toxinas desempeñan en los
ambientes naturales de los microorganismos.

No todas las especies son patógenas, algunas
forman parte de la flora intestinal normal por ejemplo el
Clostridium Sordellii, un habitante de la flora genital femenina,
sin embargo un aumento de este clostridio produce la muerte en las
mujeres a causa de síndrome de choque toxico
después del parto. El
Clostridium Tetani, es un habitante del tracto gastrointestinal
de humanos y animales.

HABITAT:

El hábitat principal es el suelo, es común
encontrarlos en el agua,
leche, carnes
y vegetales, viven en zonas anóxicas; sin embargo, no
todos tienen la misma sensibilidad al oxigeno el
Clostridium Tetani requiere total anaerobiosis mientras que el
Clostridium Perfringes es menos exigente. Generalmente el oxigeno
los mata.

La temperatura óptima de crecimiento varía
entre 15º y 69º C y crecen a un pH entre 7 y 7.4, de
modo que son fácilmente inactivadas a pH ácido o
básico, como el ácido estomacal, el de limpiadores
y desinfectantes como el cloro e incluso en pH de ácidos
orgánicos encontrados en el zumo de
limón.

Son quimiorganotrofos, producen gran cantidad de
gas,
principalmente dióxido de carbono e hidrogeno.

ESPECIES IMPORTANTES DEL GENERO
CLOSTRIDIUM

Botulinum

Tetani

Difficile

Perfringens

Sordellii

Thermocellum

Acetobutylicum

Ljungdahlii

CLOSTRIDIUM BOTULINUM

Presenta esporas subterminales, ampliamente difundidas
en el suelo, por lo que contaminan agua, fondo de largos charcos,
polvo, vegetales, frutas y contenido intestinal de
mamíferos, aves.

Los alimentos asociados son:

• 1. Que fueron mal procesados o
  crudos.

• 2. Que tienen esporas y luego se conservan en
  condiciones de temperatura y pH que permiten la
  multiplicación de la bacteria y el desarrollo de la
  toxina.

• 3. Alimentos que no han sido calentados antes
  del consumo.

• 4. La miel es la principal reserva
  dietética de las esporas del clostridium botulinum
  relacionadas con el botulismo infantil.

• 5. Cualquier alimento de origen animal o
  vegetal.

• 6. Carnes y alimentos proteicos de baja acidez
  provoca a veces gas y olor desagradable.

• 7. Es frecuente en aves silvestres y de
  corral.

• 8. Ganado vacuno, equino.

• 9. Algunas especies de pescados y
  mariscos.

• 10. Ejemplos: Sopas, remolacha,
  espárragos, aceitunas, espinacas, atún, pollo,
  hígado de pollo, paté de hígado,
  embutidos, jamón, salchichas, berenjena rellena,
  langosta y pescado salado y ahumado.

• 11. Productos enlatados vencidos.

Agente causal del Botulismo

Su crecimiento queda inhibido a un pH menor de 4.5 o en
concentraciones elevadas de sal.

TOXINA

Cada especie de C. botulinum secreta sólo un tipo
de toxina. La toxina es una proteína de forma cristalina
sintetizada durante el crecimiento celular en forma de protoxina
muy poco virulentas, se acumulan en el citoplasma y son liberadas
luego por lisis celular. Existen 7 especies diferentes de C.
botulinum según las propiedades de su toxina:

• 1. Tipo A: es muy virulenta, se encuentra en
  los vegetales y afecta al hombre

• 2. Tipo B: es poco virulenta, se la encuentra
  en los cerdos pero también en los pescados, verduras y
  leche. Se desarrolla en el hombre.

• 3. Tipo C: su poder patógeno es escaso y
  afecta pocas veces al hombre, pero sí afecta a aves.
  Se distinguen tres toxinas C1, C2 y C3. La C1 es la
  neurotoxina.

• 4. Tipo D: afecta rara vez a la especie humana,
  pero sí a bovinos y equinos.

• 5. Tipo E: es muy virulenta.

• 6. Tipo F: se trataría de un subgrupo
  del tipo E o de un mutante, se la encuentra en el
  pescado.

• 7. Tipo G: fue aislada en un capo de
  maíz.

Son toxinas proteicas, termolábiles, y pueden
transformarse en toxoides. Su producción necesita condiciones de
anaerobiosis y es óptima a pH 7 y temperatura de 30
ºC. No todos los diferentes tipos de C. botulinum dan
intoxicaciones humanas, sólo los tipos A, B, y
E.

El mecanismo por el que funciona la toxina ocurre
después que ha atravesado el revestimiento intestinal y es
transportada en la sangre hacia las
uniones neuromusculares y sinápticas bloqueando la
producción de acetilcolina. La
interrupción de la estimulación nerviosa causa la
relajación irreversible de los músculos, lo que produce parálisis
flácida y luego al paro
respiratorio.

La toxina botulínica no es destruida por las
proteasas del tubo digestivo porque está protegida por la
formación de complejos con otras proteínas. De
hecho las proteasas intestinales activan la toxina.

La toxina botulínica se utiliza en algunos
cosméticos para estirar las arrugas.

PATOGENIA

El botulismo es resultado de una intoxicación por
ingestión de alimentos en los cuales estaba presente esta
célula vegetativa y produjo la toxina. Los alimentos en
los que se encuentra comúnmente son los empacados al
vacío, ahumados o curados con especias y son ingeridos sin
cocinarse previamente. Hay cuatro tipos:

• 1. CAUSADO POR ALIMENTOS: Es causada por una
  neurotoxina. Los alimentos responsables más comunes
  son los alimentos empacados al vacío. Frecuente en
  conservas

• 2. POR HERIDAS: Por contaminación con
  tierra o arena, introducción de esporas, fracturas
  abierta tratadas inadecuadamente.

• 3. INFANTIL: Ataca a niños menores de 1
  año. Es causado por ingestión de esporas que
  colonizan y producen la toxina en el tracto intestinal. La
  ingesta de miel y almíbar de maíz, es por ello
  que no es recomendable darle este tipo de alimentos a menores
  de 12 mese de edad.

• 4. SIN CLASIFICACION: Se trata de una forma del
  botulismo del lactante que aparece en adultos y está
  asociado a anomalías en el tracto
  digestivo.

DATOS CLÍNICOS

El periodo de incubación varía de 12 a 36
horas, pero puede extenderse a 8 días en algunos casos.
Los síntomas incluyen incoordinación de los
músculos de los ojos, visión doble, incapacidad de
tragar, dificultad para hablar, reflejos pobres, vértigos.
Aparecen síntomas gastrointestinales como vómitos,
dolor abdominal, diarrea o congestión. Los signos de
parálisis bulbar son progresivos y la muerte se presenta
por parálisis respiratoria o paro cardiaco. No hay
presencia de fiebre. El
paciente mantiene la conciencia hasta
el momento de la muerte. En pacientes en los que la toxina no se
ha producido existe recuperación, sin embargo en pacientes
en los que la toxina se ha desarrollado no existe
recuperación.

TRATAMIENTO

Se puede intentar eliminar la toxina mediante inducción del vómito o lavado
gastrointestinal administración de inmunoglobulina del
botulinum que se encuentra disponible solo en forma
limitada.

Debe administrarse un antitoxina trivalente A, B y E,
por vía intravenosa, debe utilizarse un respirador
mecánico.

IMPORTANCIA INDUSTRIAL

Es importante ya que realiza fermentación
butírica o butanodiólica.

Sin embargo, los organismos aeróbios de un
alimento pueden crecer y usar el oxígeno
en un recipiente, creando condiciones anaerobias adecuadas para
su desarrollo y en un producto ácido puede crecer C.
botulinum, si está presente, cuando el ácido haya
sido utilizado por otros organismos, aumentando el pH. Es el
más resistente de los microorganismos que intoxican los
alimentos, por lo que la industria de
enlatado admite de forma general que todos los productos no
ácidos tratados deben
cumplir los requerimientos básicos de
esterilización por calor necesarios para destruir a C.
botulinum. .

Se presenta tanto en forma vegetativa como de esporas,
siendo estas últimas la forma importante desde el punto de
vista del enlatado de alimentos. La forma vegetativa se destruye
fácilmente a temperaturas menores de 100 ºC, mientras
que las esporas, que proceden del polvo y del suelo, pueden
sobrevivir 300 minutos de ebullición a 100 ºC.
Éstas tienen poderes proteolíticos y
sacarolíticos. La toxina botulina es soluble en agua y
extremadamente letal para el hombre L
célula vegetativa produce la toxina que es destruida por
exposición durante diez minutos a calor húmedo a
100 ºC.

Tiene una enorme importancia en microbiología del suelo, donde sus especies
aseguran la degradacion de la materia
orgánica y la fijación del
nitrógeno.

Clostridium
tetani

Es de forma bacilar, una bacteria anaeróbica que
se tiñe Gram positivo en cultivos frescos, pero en
cultivos establecidos, se tiñe Gram negativo.

Posee un flagelo y desarrolla endospora
terminal.

Sensible al oxigeno pero resistente al calor.

Es el causante principal de la enfermedad del
tétanos.

Es de distribución mundial y se encuentra
específicamente en el suelo, intestinos de animales y
humanos, en piel humana, sitios donde exista suciedad o basura, en las
heces de caballos, heces de otros animales y en heroína
contaminada.

TOXINA

Las células vegetativas de Clostridium tetani
producen la tetanospasmina y la liberan principalmente cuando se
lisan. La tetanospamina actúa en varias formas sobre el
sistema nervioso
central.

La forma más importante es cuando la
tetanospamina es liberada por las celulas vegetativas se dirige
al sistema nerviosos
central por transporte
axonal o por el flujo sanguíneo donde se fija en el tallo
encefálico y la médula espinal, allí inhibe
la liberación de acetilcolina y neurotransmisores
inhibidores de la contracción muscular, interfiriendo con
la transmisión neuromuscular, lo cual da como resultado la
producción de espasmos musculares generalizados,
hiperreflexia y ataques súbitos.

Los clostridios producen una gran variedad de toxinas y
enzimas que dan lugar a que la infección se
disemine.

PATOGENIA

El clostridium Tetani no es un microorganismo invasivo.
Las esporas llegan a los tejidos por contaminación de heridas, quemaduras,
lesiones, cordón umbilical o suturas quirúrgicas
con tierra o
heces, administración de drogas,
abortos, contacto con metales oxidados,
a veces provienen de los conductos intestinales, por mordedura de
animales como los perros o por
inoculación directa de material infectado que flanquee la
barrera principal de defensa que es la piel.

La distensión de los tejidos y la interferencia
en la irrigación sanguínea, junto con la
secreción de la tetanospamina y hialuronidasa se disemina
la infección. La germinación de las esporas y el
desarrollo de los microorganismos vegetativos productores de
toxina son favorecidos por:

• 1. Tejido necrótico.

• 2. Sales de calcio y

• 3. Las infecciones piógenas.

El volumen de tejido infectado es pequeño, es por
ello que la enfermedad se considera una toxemia y al llegar a un
estado grave
se produce la muerte.

DATOS CLÍNICOS

El periodo de incubación varía de 4 a 5
días o varias semanas. La enfermedad está
caracterizada por contracciones tónicas convulsivas de los
músculos voluntarios; los espasmos musculares a menudo se
presentan primero en la zona lesionada e infectada después
afectan los músculos de la mandíbula los cuales se
contraen en tal forma que no puede abrirse la boca, existe
dificultad para tragar, irritabilidad. Gradualmente van siendo
afectados otros músculos voluntarios dando por resultado
espasmos tónicos. También afecta el sistema nervioso
vegetativo causando sudoración, arritmias cardíacas
y fluctuaciones de la presión
sanguínea. Cualquier estímulo externo puede
precipitar una convulsión tetánica. El paciente
está plenamente consciente y el dolor puede ser intenso.
La muerte sobreviene. Por lo general. Por interferencia con la
mecánica de la respiración. El índice de mortalidad
en el tétanos generalizado es muy alto. Esta enfermedad es
frecuente en zonas rurales, cálidas y
húmedas.

PREVENCIÓN

La prevención del tétanos depende
de:

• 1. Inmunización activa con
  toxoides.

• 2. Tratamiento adecuado de las heridas
  contaminadas con tierra etc.,

• 3. Uso profiláctico de antitoxina
  y

• 4. Administración de
  penicilina.

TRATAMIENTO

Dosis de 3,000 a 10,000 unidades de inmunoglobulina
antitetánica, antes de que sea fijada al sistema nervioso,
de lo contrario el tratamiento ya no es efectivo.

Clostridium
difficile

Agente causal de colitis seudomembranosa

TOXINA

La administración de antibióticos permite
la proliferación de C. difficile resistente a
medicamentos, que produce dos toxinas. La toxina A, enterotoxina
potente que se une a las membranas del borde en cepillo del
intestino, en sus sitios receptores. La toxina B, citotoxina
potente, cuyos receptores se desconocen. Las dos toxinas se
encuentran en las heces de individuos con el trastorno. No todas
las cepas de C. difficile sintetizan toxinas.

PATOGENIA

La colitis seudomembranosa es la formación de
microabcesos localizados en un área del intestino en
pacientes que presentan diarrea.

Se presenta en pacientes con tratamiento de
antibióticos, aunque numerosos antibióticos se han
relacionado con colitis seudomembranosa, los más comunes
son ampicilina y clindamicina.

DATOS CLINICOS:

Existe presencia de diarrea acuosa o sanguinolenta y el
paciente padece cólicos abdominales, leucocitosis y
fiebre

TRATAMIENTO

La enfermedad se trata con administración
discontinua del antibiótico causante y con metronidazol o
vancomicina por vía oral.

Clostridium
perfringens

Agente causal de la gangrena gaseosa.

Agente causal de la enteritis necrosante.

Presente en el aparato genital del 5% de las
mujeres.

TOXINA

La toxina es sintetizada a nivel del
intestino.

La acción de la enterotoxina de C. perfringens
incluye una hipersecreción en el yeyuno y en el
íleon, de grado muy manifiesto, con pérdida de
líquidos y electrólitos en diarrea. El mecanismo
preciso no se ha establecido, Tal enterotoxina se forma cuando se
ingieren grandes cantidades de clostridios e induce una diarrea
intensa en 6 a 18 horas.

PATOGENIA

Causa enfermedad por intoxicación alimentaria,
básicamente por ingestión de clostridios que crecen
en platillos con carne caliente.

Causan lesiones en tejidos debido a la
elaboración de toxina, sin embargo la gangrena gaseosa es
una infección mixta que comprende clostridios
proteolíticos, cocos y microorganismos Gram
negativo

En las mujeres se presentaba después de abortos
con instrumentación.

DATOS CLINICOS

Aparición de diarrea sin vómito o fiebre
en 6 a 18 horas. La enfermedad dura 1 o 2 días.

La lesión de tejidos produce crepitación
en el tejido subcutáneo y en el músculo
exudación fétida, necrosis, fiebre progresiva,
hemólisis, toxemia y muerte.

TRATAMIENTO

Cirugía temprana basada en amputación y
administración de antitoxinas.

En ocasiones la infección da por resultado
sólo una fascitis o una celulitis anaerobia.

El clostridium perfringens es también causante de
una enterotoxemia, frecuentemente hemorrágica en carneros,
corderos, novillos, ovejas y cabras.

Esta enfermedad es similar a la producida por B. cereus
y tiende a resolverse por sí sola.

Otras especies causantes de la gangrena gaseosa
son:

C.novyi, C. septicum, C. sporogenes, C. sordelli y C.
histolyticum.

CLOSTRIDIUM SORDELLII

Habitante de la flora genital femenino, ha estado
involucrado en las muertes de más de una docena de mujeres
con síndrome de choque tóxico después del
parto.

CLOSTRIDIUM
THERMOCELLUM

Importante en la industria ya que es causante de la
fermentación butírica. Puede generar etanol a
partir de ciertos desperdicios, haciéndolo un posible
candidato en el uso y producción de etanol. Al no tener
requerimientos de oxígeno y por ser termofílico, se
reducen los costos de
refrigeración.

CLOSTRIDIUM
ACETOBUTYLICUM

También conocido como el organismo de Weizman. Es
importante en la industria fue usado por primera vez por Jaim
Weizmann en la producción de acetona y biobutanol a partir
de almidón en 1916 en la producción de
pólvora y TNT.

CLOSTRIDIUM LJUNGDAHLII

Importante en la industria y recientemente descubierto
en desechos de pollos comerciales, puede producir etanol a partir
de fuentes de un solo carbono, incluyendo Syngas, una mezcla de
dióxido de carbono e hidrógeno que puede ser generada a partir
de la combustión parcial tanto de biomasa y
combustible fósil. El uso de estas bacterias para producir
etanol ya es un proyecto en
diversas plantas energéticas.

OTRAS ESPECIES DEL GENERO CLOSTRIDIUM

• 1. C. aerotolerans

• 2. C. butyricum

• 3. C. colicanis

• 4. C. formicaceticum

• 5. C. laramie

• 6. C. novyi

• 7. C. piliforme

• 8. C. sporogenes

• 9. C. tyrobutyricum

Género
heliobacterium

HELIOBACTERIUM:

Anaerobio, sensible al oxigeno y no tolera el sulfuro.
Flagelar, con forma de barras curvas. Heliophilum es
especialmente interesante porque sus celulas en forma de coco se
agrupan en racimos, moviéndose como una unidad.

Produce una forma única de un pigmento llamado
bacterioclorofila que es importante para realizar las
fotorreacciones necesarias y tiene un espectro de
absorción.

Es heterótrofo pues obtiene la energía de la
luz o
productos químicos pero no libera oxigeno. Fija
nitrógeno y es esta actividad muy importante en la
fertilización de los campos de arroz. Sin embargo se puede
desarrollar en la oscuridad por la fermentación de
piruvato.

Algunas son extremofilicas como la heliobacterium
modesticaldum, alkaliphiles y heliorestis.

No son Gram positivos, sin embargo son similares por la
ausencia de una membrana externa y por la capacidad de formar
endosporas. Es en la membrana donde realizan la fotosíntesis. Son el único grupo
relacionado con las bacterias Gram-positivas que realiza la
fotosíntesis.

HABITAT:

Son comunes en los suelos, principalmente en suelos
agrícolas, en particular donde se cosecha arroz,
aparentemente no acuático. Sugiere que puede crecer bajo
una alfombra de cianobacterias.

IMPORTANCIA INDUSTRIAL:

Es importante en la evolución de la fotosíntesis ya que podría explicar
la forma inusual de alta y baja luz del pigmento que contienen la
heliobacteria y revelar nuevos mecanismos de generación de
energía.

Autor:

Sofía Quijivix

U.M. Depto. de
Odontología

Cátedra: Microbiología
Humana

Quetzaltenango, Guatemala.

Lunes, 06 de abril de 2009.