Microbiologia

Bacterias gram negativas

En microbiología, se denominan bacterias Gram negativas a aquellas bacterias que no se tiñen de azul oscuro o violeta por la tinción de Gram, y lo hacen de un color rosado tenue, de ahí el nombre de Gram-negativas o también gramnegativas. Esta característica está íntimamente ligada a la estructura didérmica dada por la envoltura celular, pues presenta doble membrana celular (una externa y la otra citoplasmática), lo que refleja un tipo natural de organización bacteriana. Son uno de los principales supergrupos de bacterias y cuando se tratan como taxón se utiliza también el nombre de Negibacteria o Didermata. Las restantes son las bacterias Gram positivas.

Las bacterias Gram-negativas presentan dos membranas lipídicas entre las que se localiza una fina pared celular de peptidoglicano, mientras que las bacterias Gram-positivas presentan sólo una membrana lipídica y la pared de peptidoglicano es mucho más gruesa. Al ser la pared fina, no retiene el colorante durante la tinción de Gram.

Estructura

La envoltura celular de las bacterias Gram-negativas está compuesta por una membrana citoplasmática (membrana interna), una pared celular delgada de peptidoglicano, que rodea a la anterior, y una membrana externa que recubre la pared celular de estas bacterias. Entre la membrana citoplasmática interna y la membrana externa se localiza el espacio periplásmico relleno de una sustancia denominada periplasma, la cual contiene enzimas importantes para la nutrición en estas bacterias. Retienen la safranina.

La membrana externa contiene diversas proteínas, siendo una de ellas las porinas o canales proteícos que permiten el paso de ciertas sustancias. También presenta unas estructuras llamadas lipopolisacáridos (LPS), formadas por tres regiones: el polisacárido O (antígeno O), una estructura polisacárida central (KDO) y el lípido A (endotoxina).

Las bacterias Gram-negativas pueden presentar una capa S que se apoya directamente sobre la membrana externa, en lugar de sobre la pared de peptidoglicano como sucede en las Gram-positivas. Si presentan flagelos, estos tienen cuatro anillos de apoyo en lugar de los dos de las bacterias Gram-positivas porque tienen dos membranas. No presentan ácidos teicoicos ni ácidos lipoteicoicos, típicos de las bacterias Gram-positivas. Las lipoproteínas se unen al núcleo de polisacáridos

Patogenia y tratamiento

Muchas especies de bacterias Gram-negativas causan enfermedades. Una de las varias características únicas de las bacterias Gram-negativas es la estructura de la membrana externa. La parte exterior de la membrana comprende un complejo de lipopolisacáridos cuya parte lípida actúa como una endotoxina y es responsable de la capacidad patógena del microorganismo.1 Este componente desencadena una respuesta inmune innata que se caracteriza por la producción de citocinas y la activación del sistema inmunológico.

La inflamación es una consecuencia común de la producción de citocinas, que también pueden producir toxicidad. Si la endotoxina entra en el sistema circulatorio, provoca una reacción tóxica con aumento de la temperatura y de la frecuencia respiratoria y bajada de la presión arterial. Esto puede dar lugar a un shock endotóxico, que puede ser fatal.

Esta membrana externa protege a las bacterias de varios antibióticos, colorantes y detergentes que normalmente dañarían la membrana interna o la pared celular de peptidoglicano. La membrana externa proporciona a estas bacterias resistencia a la lisozima y a la penicilina. Afortunadamente, se han desarrollado otros tratamientos alternativos para combatir la membrana externa de protección de estos patógenos, tales como la lisozima con EDTA, y el antibiótico ampicilina. También pueden usarse otras drogas, a saber, cloranfenicol, estreptomicina y ácido nalidíxico

Mecanismos de resistencia a los antibióticos en bacterias Gram negativas

Las infecciones por bacterias Gram negativas son muy prevalentes en pacientes hospitalizados, especialmente en las unidades de cuidados intensivos. La multirresistencia representa un reto terapéutico que deja pocas posibilidades para el tratamiento de estas infecciones. Los mecanismos que utilizan las bacterias para defenderse de los antibióticos están en constante evolución. Esta revisión describe los mecanismos de resistencia más frecuentemente utilizados por estas bacterias, haciendo énfasis en los antibióticos betalactámicos.

La resistencia bacteriana continúa en aumento y representa serios retos para el tratamiento de infecciones tanto adquiridas en la comunidad como en los hospitales. Se calcula que entre el 50% y el 60% de más de dos millones de infecciones hospitalarias en los Estados Unidos son causados por bacterias resistentes, y que son responsables de cerca de 77.000 muertes por año1-3.

Teniendo en cuenta que las bacterias Gram negativas tienen un arsenal de mecanismos de resistencia a su disposición y que la selección de estos mecanismos puede llevar a falla terapéutica, es importante conocer los mecanismos de resistencia más prevalentes en las bacterias Gram negativas.

Estos mecanismos de resistencia podrían re-sumirse en cuatro categorías:

1. Modificación enzimática del antibiótico: las bacterias expresan enzimas capaces de crear cambios en la estructura del antibiótico haciendo que éste pierda su funcionalidad. Las β-lactamasas son las más prevalentes. Son proteínas capaces de hidrolizar el anillo β-lactámico que poseen los antibióticos de esta familia. De igual forma, las enzimas modificadoras de los aminoglucósidos son capaces de modificar estos antibióticos mediante reacciones de acetilación, adenilación y fosforilación4.

2. Bombas de salida: operan tomando el antibiótico del espacio periplásmico y expulsándolo al exterior, con lo cual evitan que llegue a su sitio de acción. Este mecanismo es frecuentemente utilizado por las bacterias Gram negativas.

3. Cambios en la permeabilidad de la membrana externa: las bacterias pueden generar cambios de la bicapa lipídica, aunque la permeabilidad de la membrana se ve alterada, principalmente, por cambios en las porinas. Las porinas son proteínas que forman canales llenos de agua embebidos en la membrana externa que regulan la entrada de algunos elementos, entre ellos, los antibióticos. Los cambios en su conformación pueden llevar a que la membrana externa no permita el paso de estos agentes al espacio periplásmico5.

4. Alteraciones del sitio de acción: las bacterias pueden alterar el sitio donde el antibiótico se une a la bacteria para interrumpir una función vital de ésta. Este mecanismo es, principalmente, utilizado por las bacterias Gram positivas, las cuales generan cambios estructurales en los sitios de acción de los antibióticos β-lactámicos a nivel de las proteínas unidoras de penicilinas.

Haemophilus

Los miembros del género Haemophilus son bacilos Gram negativos, pequeños, pleomórficos. Integran la flora normal de las mucosas del aparato respiratorio superior.

Dentro de la familia Pasteurellaceae se ubica el género Haemophilus (del griego haemo-sangre y philos-que ama) que está compuesto por bacterias, que como su nombre lo indica, requieren medios enriquecidos con sangre o sus derivados para su aislamiento. La mayoría de las especies son no patógenas u oportunistas. El principal patógeno del grupo es el Haemophilus influenzae. Otras especies son patógenos primarios como, H. aegyptus y H. ducreyi.

Clasificación

El género Haemophilus, son bacilos Gram negativos exigentes desde el punto de vista nutricional. Estos gérmenes requieren para su desarrollo de uno o dos factores, llamados V nicotinamida-adenina-dinucleótido (NAD) y X (hemina o protoporfirina), presentes en la sangre. El factor X es la protoporfirina IX para gérmenes que poseen una enzima quelante del Hierro (como H. influenzae) o la hemina para gérmenes que no la poseen (como H. aegyptus). Los microorganismos que requieren de factor V no crecen en agar sangre convencional.

El factor V no difunde al medio desde los eritrocitos, para su cultivo se prefiere el medio de agar chocolate ya que al calentarse la sangre, la hemólisis producida libera gran cantidad de factor V. En el medio de agar sangre la utilización de este factor se hace evidente cuando inoculamos en forma de estría un crecimiento de Staphilococcus (que es un gran productor de factor V) y vemos que las colonias de Haemophilus influenzae alcanzan mayor tamaño alrededor de la misma, fenómeno que se conoce con el nombre de satelitismo; el cual no es exclusivo de Haemophilus, sino también por puede ser producido por ciertos Streptococcus. En agar sangre este germen no produce hemólisis.

Haemophilus influenzae

Morfología

Haemophilus influenzae se presenta como bacilos cocoides gramnegativos muy cortos y también se encuentran bacilos largos y formas filamentosas, lo que constituye el llamado pleomorfismo característico de esta especie. Son anaerobios facultativos no motil.

Puede causar enfermedades graves, invasivas. En esta especie existen cepas capsuladas y no capsuladas. El antígeno capsular permite distinguir seis serotipos que se designan con letras de la a hasta la f. Antes que se dispusiera de una vacuna eficaz, H. influenzae serotipo b era una de las causas más importantes de meningitis y neumonía bacteriana en niños pequeños.

Esta es una tinción de Gram del líquido cefalorraquídeo de una persona con meningitis. Los organismos en forma de bastoncillos son Haemophilus influenzae, una de las causas más comunes de la meningitis infantil antes de que la vacuna contra el H. influenzae fuese de uso común. Los objetos

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