Shigella dysenteriae: características, morfología, cultivo, enfermedades
Shigella dysenteriae es una bacteria de la familia Enterobacteriaceae que se caracteriza porque presenta forma de bacilo, es aflagelada, se tiñe de rosado con la tinción de Gram, no forma espora, ni produce gas al metabolizar carbohidratos.
Esta bacteria pertenece al serogrupo A del género Shigella. Dicho género está ampliamente distribuido a nivel mundial, representando la principal causa de disentería bacteriana o bacilar. Además del serogrupo A, existen otros tres subgrupos principales en este género representados por las letras B a D (S. flexneri, S. boydii y S. sonnei, respectivamente).
La disentería bacteriana, también conocida como shigelosis, es una infección aguda del revestimiento del intestino que se presenta como diarreas acompañadas de fiebre, náuseas o vómitos, cólicos y tenesmo, que afecta principalmente a niños menores de cinco años y ancianos, con grandes índices de morbilidad y mortalidad a nivel mundial.
Shigella dysenteriae es la especie más virulenta del género y el ser humano es el único reservorio de esta y las otras Shigella. La fuente de la infección son personas infestadas y la diseminación puede ser de forma directa por la vía fecal-oral, o indirectamente mediante alimentos o aguas contaminadas. El tratamiento es por medio de antibióticos.
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La forma corporal de Shigella dysenteriae es la de un bastón alargado (bacilo). Su pared celular es simple e incapaz de retener el cristal violeta y el yodo durante la técnica de tinción de Gram, por lo cual solo adquiere la coloración rosada, lo cual la define como una especie Gram negativa.
Es una especie anaeróbica facultativa, lo cual quiere decir que puede sobrevivir tanto en condiciones aeróbicas como en condiciones de falta de oxígeno. Además de ello, esta especie es no móvil debido a que carece de flagelo, y nunca forma esporas como estrategia reproductiva.
En ensayos de laboratorio, es negativa a la lactosa y a la lisina, lo que implica que no reacciona con ninguno de estos dos elementos.
Al contrario de lo que ocurre con otras bacterias entéricas, Shigella dysenteriae y otras bacterias congenéricas no producen gas al metabolizar carbohidratos.
Las bacterias de esta especie son muy resistentes a los ácidos, debido a ello sobreviven muy bien a los ácidos gástricos, y unos pocos organismos que lleguen al tracto gastrointestinal son capaces de colonizarlo.
A pesar de no formar esporas, esta especie muestra gran resistencia. Por ejemplo, es capaz de sobrevivir cerca de dos meses en el suelo y por más de una semana en el agua.
Shigella dysenteriae es una bacteria perteneciente al phylum Proteobacteria, clase Gammaproteobacteria, orden Enterobacteriales y a la familia Enterobacteriaceae. Está incluida dentro del género Shigella, del cual es la especie tipo.
Los investigadores estiman que el primer aislamiento de un representante de este género fue realizado por Chantenesse y Widal en 1888, sin embargo, la primera descripción del género fue realizada por el investigador japonés Kiyoshi Shiga nueve años después, durante una epidemia de disentería ocurrida en Japón.
Shiga hizo una descripción muy detallada de una especie que él denominó “Bacillus dysenteriae”. Posteriormente los investigadores reubicaron esta especie en un nuevo género, dedicado a Shiga, y hoy día se le conoce como Shigella dysenteriae tipo 1.
Shigella dysenterae presenta 13 serotipos distintos, de los cuales, el que presenta la mayor importancia clínica es el serotipo 1. Este se caracteriza por no fermentar el manitol, carecer de catalasa y por presentar una enzima ß-galactosidasa muy activa.
Shigella dysenterae, al igual que otras bacterias congenéricas, es un bacilo de pequeño tamaño, con un tamaño que no excede de 1,5 μm de longitud y 0,8 μm de diámetro.
Su pared celular está representada por una capa fina de peptidoglicanos, sin ácidos teicoicos y lipoteicoicos, tampoco presenta cápsula.
La especie es no móvil debido a la ausencia de flagelo. Tampoco presenta fimbrias o pilis. En medio de cultivo sólido crece solo alrededor del sitio de inoculación.
Shigella dysenterae posee un plásmido de aproximadamente 220 kb que, según los científicos, resulta de vital importancia en el proceso de invasión
Existen diferentes medios de cultivo para el aislamiento e identificación de bacterias del género Shigella. Para incrementar la probabilidad de lograr aislar estas bacterias, se puede utilizar previamente algunos caldos de cultivo, tales como:
Este caldo contiene desoxicolato de sodio y citrato de sodio, los cuales inhiben el crecimiento de bacterias Gram positivas. Además, contiene manitol y triptosa como fuente de carbono, los cuales favorecen el crecimiento de bacterias que utilicen estos azúcares, tales como Salmonella spp. y Shigella spp., mientras limitan a las que fermentan dextrosa, tal como Proteus.
También forman parte de este caldo sustancias como nitrógeno, vitaminas, minerales y aminoácidos. Las muestras en este caldo son cultivadas por periodos cortos de tiempo (4-6 horas) a una temperatura de 35 °C.
Estos caldos inhiben el crecimiento de la mayoría de las bacterias Gram negativas, pero favorecen el crecimiento de otras bacterias, tales como Shigella y Salmonella. Los cultivos son mantenidos por períodos un poco más largos (6-12 horas) y permiten incrementar el número de organismos de estos géneros en caso de pacientes con infecciones leves.
Luego de incrementado el número de organismos en la muestra, se pueden utilizar diferentes medios (de soporte, diferenciales, moderadamente selectivos o altamente selectivos). Los medios más comúnmente utilizados son los siguientes:
Es un medio moderadamente selectivo y diferencial, elaborado con peptonas, lactosa, tiosulfato de Na, Citrato de Na, citrato de NH4 e hierro III. Mientras, los sustratos verde brillante y bilis de buey son inhibidores de algunas otras especies bacterianas.
Las muestras deben ser cultivadas a 35-37 °C y tienen un tiempo de incubación de 18-24 horas. En estos cultivos, las especies de Shigella carecen de las enzimas que le permitan metabolizar la lactosa, por lo cual van a crecer como colonias transparentes, convexas, de 2 a 4 mm de diámetro.
A pesar que este método de cultivo es selectivo y diferencial para Salmonella spp. y Shigella spp., puede inhibir el crecimiento de algunas cepas de Shigella dysenteriae serotipo 1, por lo cual se recomienda usarlo en conjunto con otro medio, como por ejemplo Agar MacConkey.
Este medio de cultivo contiene sales biliares y cristal violeta, los cuales son compuestos que inhiben el crecimiento de las bacterias Gram positivas. También contiene peptona y lactosa, lo que permite separar bacterias Gram negativas en fermentadoras y no fermentadoras.
Todas las especies de Shigella son incapaces fermentar la lactosa debido a que carecen de las enzimas galactósidopermeasa y galactosidasa. A causa de ello, las colonias se presentan incoloras o transparentes, convexas y de pequeño tamaño (hasta 4 mm de diámetro), luego de un día de incubación.
El único reservorio de Shigella dysenteriae es el ser humano, aunque la bacteria puede sobrevivir hasta 11 días en el agua y cerca de dos meses en la ropa sucia. Cuando penetra el sistema digestivo del ser humano puede tolerar los ácidos gástricos, por lo que requiere un número muy pequeño de células para infectar a un nuevo hospedero.
Una vez en el interior del nuevo hospedero, la bacteria se fija a las paredes del intestino delgado y comienza a reproducirse asexualmente por fisión. Durante ese periodo no hay manifestación clínica de la enfermedad. La virulencia está determinada por la presencia de un plásmido esencial para la colonización del epitelio intestinal.
La entrada inicial de la bacteria a la mucosa del colon es vía las células M en los folículos asociados al epitelio, desde las cuales migra sin causarle daños, en ese momento es capaz de infectar las células del epitelio intestinal a través de las membranas basolaterales, nunca a través de los bordes ciliados.
En el citoplasma de las células del epitelio, la bacteria se multiplica y se propaga a otras células, causando muerte tisular, así como una respuesta inflamatoria. La enfermedad se agrava por la producción de la toxina Shiga por parte de S. dysenteriae y que está asociada con el síndrome urémico hemolítico y otras patologías graves.
Durante el tiempo de permanencia de la bacteria en el hospedero, algunas bacterias serán liberadas con las evacuaciones y pueden llegar a colonizar una nueva persona para iniciar nuevamente el ciclo.
Shigella dysenteriae es la más virulenta de todas las especies del género Shigella. Todas ellas pueden provocar shigelosis o disentería bacilar, pero en el caso de S. dysenteriae puede presentar diversos tipos de complicaciones, principalmente megacolon tóxico y síndrome urémico-hemolítico.
La shigelosis o disentería bacilar es una infección intestinal aguda causada por bacterias del género Shigella. La enfermedad se transmite de una persona contaminada a otra sana de forma directa fecal-oral, o indirectamente al ingerir alimentos o aguas contaminadas. También puede transmitirse por contacto sexual.
Los síntomas de la enfermedad incluyen elevación abrupta de la temperatura corporal que puede llegar a alcanzar los 40 °C, náuseas con o sin vómitos, diarrea generalmente sanguinolenta, con mucus y con sensación de evacuación incompleta, dolor abdominal y de cabeza. La deshidratación es una complicación frecuente en estos casos.
En algunos casos, la shigelosis puede presentar síntomas que pueden ser atribuidos erróneamente a una meningoencefalitis.
Enfermedad producida por las toxinas liberadas por diferentes bacterias, entre ellas Shigella dysenteriae, que afecta los vasos sanguíneos del riñón principalmente, pero también puede atacar el sistema nervioso y al gastrointestinal.
Entre los síntomas del síndrome se encuentran la insuficiencia renal, así como una disminución del número de trombocitos y anemia hemolítica. Además de Shigella, otras bacterias pueden ocasionar el síndrome, tales como Escherichia coli y las especies de Salmonella.
Con el nombre de megacolon se define a un aumento del diámetro normal del colon en más de seis centímetros. Cuando se presenta de forma aguda se llama megacolon tóxico. Entre las causas de esta enfermedad se encuentran la colitis ulcerativa, la enfermedad de Crohn e infecciones por Salmonella, Shigella, Campylobacter, Yersinia y Tripanosoma.
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