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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN “ESTUDIO COMPARATIVO DE LOS DIFERENTES MICROORGANISMOS AISLADOS EN EL AÑO 2016 DE MUESTRAS DE UROCULTIVOS EN PACIENTES EMBARAZADAS DEL INSTITUTO NACIONAL DE PERINATOLOGÍA” QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE: LICENCIADO EN BIOQUÍMICA DIAGNÓSTICA PRESENTA : RODARTE SANDOVAL JONATHAN ANTONIO ASESOR: Q.F.B. Verónica Ruiz Solorio COASESOR: Q.B.P. Graciela Villeda Gabriel T E S I S CUAUTITLÁN IZCALLI, ESTADO DE MÉXICO, 2019 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. i Agradecimientos Quiero agradecer principalmente a mí querida Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán por tanto; nuestro camino o paso por la universidad, no es simplemente un momento de nuestra vida, es el momento mismo en el que podemos decir que somos moldeados y enseñados en lo que haremos y como lo haremos durante el resto de nuestra vida. Cada día se presenta en las mañanas como un nuevo reto, pero nuestra mejor y única actitud que debemos tomar frente a este, es el de conquistarle, el propósito que con el que cada día debes iniciar tus mañanas, es y deberá ser ese. Los inconvenientes son solo situaciones que mejorarán nuestro aprendizaje, aunque lo alentarán un poco… serán situaciones y momentos muy probablemente no deseados, pero al final de tu camino, podrás darte cuenta de lo necesario que fue el haber vivido cada una de estas experiencias. Al Instituto Nacional de Perinatología por brindarme mi primer acercamiento al área profesional en la cual me voy a desarrollar; el laboratorio de microbióloga donde reforcé mis conocimientos en el área además de ser mi primera interacción con diversas muestras en su proceso, esto me enseño la importancia de lo que conlleva el realizar un trabajo adecuado por el bien de las pacientes, además gracias a la Institución por los diversos cursos que ofrece ya que me han servido en el crecimiento de mi formación profesional en el área de la salud. A mi asesora y directora de tesis la Q.B.P. Graciela Villeda Gabriel por darme de oportunidad de hacer mi servicio social y tesis en una de las áreas que más trabajo me llego a costar en la escuela y que ahora puedo decir que quede fascinado con la microbiología, gracias por sus enseñanzas, su paciencia y amistad a lo largo de estos años. A mis maestros y amigos del departamento de Infectología e Inmunología Humana; Lupita, Mary Y Miguel por sus enseñanzas a lo largo de mi servicio social, grandes profesionistas en lo que hacen, admiro su trabajo. A mi asesora interna la Q.F.B Verónica Ruiz Solorio, por su apoyo durante esta última etapa de mi titulación, gracias por sus enseñanzas en las diferentes materias en las que me oriento, ya fuera tanto en teoría como en el laboratorio. Una excelente persona. A la Química Sofía M. que a pesar del poco tiempo de conocerla se convirtió rápidamente en alguien muy importante para mí; por tú cariño, tus enseñanzas y esa motivación que me lleva a ser una mejor persona, sé que lograremos cosas grandes. A mis amigos y compañeros de la FESC por todo su apoyo y compañía, por esos días en los que al final lográbamos entregar reportes, tareas o exposiciones, siempre los voy a recordar con cariño. A quien también me enseño que el amor no tiene que doler. ii Dedicatorias Esta tesis va dedicada a mis padres, sin ustedes no sería lo que soy ahora: Gracias a mi madre Verónica por todo su amor, cariño y apoyo a lo largo de mi vida, por nunca dejarnos solos a mí y a mis hermanos siempre estando al pendiente de lo mejor para nosotros, por hacernos ver que podemos lograr lo que nos propongamos trabajando duro por ello. Sé que puedo confiar en ella y platicarle mis problemas ya que siempre estará ahí para escucharme. Gracias a mi padre Antonio por siempre desear y anhelar lo mejor para mi vida, gracias por cada consejo, por cada una de sus palabras que me guiaron durante mi vida, por todo el apoyo que me brindo; más durante esta etapa de mi vida escolar sin él no hubiera sido posible todo esto, por los momentos difíciles que hubo pero a pesar de todo lograste que saliéramos adelante y como bien dijiste “De ti depende hasta donde quieras llegar”. Eres mi ejemplo a seguir. A mis hermanos Edgar, Vero y Dana que pese a todo sabemos que siempre vamos a estar unidos, me alegro por sus logros y todo lo bueno que están haciendo, como su hermano mayor siempre veré por ustedes. iii Índice Agradecimientos ............................................................................................................................ i Dedicatorias .................................................................................................................................. ii Índice ............................................................................................................................................ iii Índice de figuras ............................................................................................................................iv Índice de cuadros .......................................................................................................................... v Abreviaturas ................................................................................................................................. vii Definiciones ................................................................................................................................. viii Resumen ...................................................................................................................................... viii Introducción .................................................................................................................................. 1 Marco teórico ................................................................................................................................ 2 Aparato urinario e infección urinaria ........................................................................................ 2 Generalidades de las bacterias ................................................................................................. 6 Escherichia coli ......................................................................................................................... 9 Streptococcus Beta hemolítico del grupo B ............................................................................. 12 Klebsiella spp ........................................................................................................................... 13 Proteus spp .............................................................................................................................. 14 Staphylococcus saprophyticus ................................................................................................. 14 Enterococcus spp. ....................................................................................................................14 Betalactamasas ....................................................................................................................... 15 Mecanismos de resistencia ..................................................................................................... 18 Tratamiento y grupos de antibióticos ..................................................................................... 20 Penicilinas o betalactámicos ................................................................................................... 22 Cefalosporinas ......................................................................................................................... 23 Inhibidores de Betalactamasas ............................................................................................... 23 Carbapenémicos ...................................................................................................................... 24 Aminoglucósidos ..................................................................................................................... 25 Macrólidos y lincosamidas ...................................................................................................... 26 Nitrofuranos y Nitroimidazoles ............................................................................................... 26 Quinolonas y fluoroquinolonas ............................................................................................... 28 Sulfonamidas ........................................................................................................................... 29 Tetraciclinas ............................................................................................................................ 30 Identificación de las cepas ...................................................................................................... 30 Justificación ................................................................................................................................. 31 Hipótesis ...................................................................................................................................... 32 iv Objetivo general .......................................................................................................................... 32 Objetivos particulares ............................................................................................................. 32 Metodología ................................................................................................................................ 33 Resultados ................................................................................................................................... 34 Discusión ..................................................................................................................................... 57 Conclusión ................................................................................................................................... 67 Bibliografía .................................................................................................................................. 69 Índice de figuras Figura 1. Identificación bioquímica de Escherichia coli. Figura 2. Clasificación de las ß-lactamasas de Bush. Figura 3. Especies bacterianas de cocáceas Gram positivas y mecanismos de resistencia de mayor importancia terapéutica. Figura 4. Mecanismos generales de resistencia antibiótica en bacterias. Figura 5. Clasificación de las penicilinas más usadas y algunos datos farmacocinéticas de las mismas. Figura 6. Generaciones de Quinolonas, representantes y espectro de actividad. Figura 7. Porcentaje de la clasificación de los diferentes resultados obtenidos en urocultivos obtenidos de mujeres embarazadas Figura 8. Porcentajes de los microorganismos aislados en urocultivos positivos en el Instituto Nacional de Perinatología durante el año 2016 Figura 9. Porcentaje de recurrencias de infección urinaria en mujeres embarazadas atendidas en el Instituto Figura 10. Porcentaje de microorganismos más frecuentes en las recurrencias presentadas por mujeres embarazadas con infección de vías urinarias Figura 11. Porcentaje de sensibilidad y resistencia de antibióticos usados para Escherichia coli Figura 12. Porcentaje de sensibilidad y resistencia de antibióticos usados para Escherichia coli BLEE Figura 13. Porcentaje de sensibilidad y resistencia de antibióticos usados para Streptococcus Beta hemolítico del grupo B v Figura 14. Porcentaje de sensibilidad y resistencia de antibióticos usados para Enterococcus faecalis Figura 15. Porcentaje de sensibilidad y resistencia de antibióticos usados para Proteus mirabilis Figura 16. Porcentaje de sensibilidad y resistencia de antibióticos usados para Klebsiella pneumoniae Figura 17. . Porcentaje de antibióticos administrados a las pacientes atendidas en el Instituto para las principales bacterias Gram negativas aisladas de urocultivos positivos. Figura 18. Porcentaje de antibióticos administrados a las pacientes atendidas en el Instituto para las principales bacterias Gram positivas aisladas de urocultivos positivos. Figura 19. Porcentaje del tipo de tratamiento que se les dio a las pacientes atendidas en el Instituto para las principales bacterias Gram negativas aisladas de urocultivos positivos. Figura 20. Porcentaje del tipo de tratamiento que se les dio a las pacientes atendidas en el Instituto para las principales bacterias Gram positivas aisladas de urocultivos positivos. Figura 21. Porcentaje de microorganismos encontrados en reincidencias cuando el tratamiento dado a la paciente no fue el adecuado. Figura 22. Porcentaje de casos en los que se presentó problemas ocurridos post parto. Figura 23. Porcentaje de microorganismos aislados en los casos de recién nacido pretérmino Figura 24. Porcentaje del promedio de Edad de las pacientes atendidas en el Instituto Nacional de Perinatología Índice de cuadros Cuadro 1. Clasificación de los diferentes resultados obtenidos en urocultivos realizados en mujeres embarazadas Cuadro 2. Microorganismos aislados en urocultivos positivos en el Instituto Nacional de Perinatología durante el año 2016 Cuadro 3. Total de recurrencias de infección urinaria en mujeres embarazadas atendidas en el Instituto Cuadro 4. Microorganismos más frecuentes en las recurrencias presentadas por mujeres embarazadas con infección de vías urinarias vi Cuadro 5. Casos totales y porcentaje de sensibilidad y resistencia de antibióticos usados para Escherichia coli. Cuadro 6. Casos totales y porcentaje de sensibilidad y resistencia de antibióticos usados para Escherichia coli BLEE Cuadro 7. Casos totales y porcentaje de sensibilidad y resistencia de antibióticos usados para Streptococcus agalactiae Cuadro 8. Casos totales y porcentaje de sensibilidad y resistencia de antibióticos usados para Enterococcus faecalis Cuadro 9. Casos totales y porcentaje de sensibilidad y resistencia de antibióticos usados para Proteus mirabilis Cuadro 10. Casos totales y porcentaje de sensibilidad y resistencia de antibióticos usados para Klebsiella pneumoniae Cuadro 11. Tratamiento que se les dio a las pacientes atendidas en el Instituto para las principales bacterias Gram negativas aisladas de urocultivos positivos. Cuadro 12. Tratamiento que se les dio a las pacientes atendidas en el Instituto para las principales bacterias Gram positivas aisladas de urocultivos positivos. Cuadro 13. Tipo de tratamiento que se les dio a las pacientes atendidas en el Instituto para las principales bacterias Gram negativa Cuadro 14. Tipo de tratamiento que se les dio a las pacientes atendidas en el Instituto para las principales bacterias Gram positivas aisladas de urocultivos positivos. Cuadro15. Microorganismos encontrados en reincidencias cuando el tratamiento dado a la paciente no fue el adecuado. Cuadro 16. Número de casos y porcentaje para los microorganismos en los que no se especifica el tipo de tratamiento dado a la paciente. Cuadro 17. Total y porcentaje de casos en los que se presentó problemas ocurridos post parto. Cuadro 18. Microorganismos aislados en los casos de recién nacido pretérmino Cuadro 19. Promedio de edad de las pacientes atendidas en el Instituto Nacional de Perinatología vii Abreviaturas µm: Micrómetro ADN: Ácido Desoxirribonucleico ARN: Ácido Ribonucleico mARN: Ácido Ribonucleico mensajero Agar cromo UTI: Agar Cromogénico para patógenos de las vías urinarias. BLEE: Betalactamasa de espectro extendido. H2S: Ácido sulfhídrico IgA: Inmunoglobulina A mL: Mililitros OMPs: Proteina de membrana externa OMS: Organización Mundial de la Salud PABA: Para-amino Benzoato PAI: Islas de patogenicidad PBPs: Proteinas de unión a la Penicilina pH: Potencial de Hidrógeno PLP-2: Proteínas Ligadoras de Penicila sp: Especie spp: se emplea para describir a algunas o a todas las especies de un mismo género. UFC: Unidades formadoras de colonias UPEC: Escherichia coli Uropatógena viii Definiciones Infección de vías urinarias: se define como la invasión microbiana del aparato urinario que sobrepasa la capacidad de los mecanismos de defensa del huésped, produce alteraciones morfológicas o funcionales y una respuesta inmunológica no siempre evidenciable. (Dalet, 1998) Urocultivo: Diagnóstico definitivo de una infección urinaria, el criterio de positividad del urocultivo es el desarrollo de 100 mil unidades formadoras de colonias por milílitro de orina (UFC/mL) de un microorganismo único. (Mehnert, 2005) BLEE: Son enzimas que inactivan penicilinas y cefalosporinas; además son capaces de romper el puente amida del anillo penicilánico o cefalosporánico y producir derivados ácidos que carecen de propiedades bactericidas, esto evita que dichos antibióticos puedan unirse a las proteínas transportadoras y de esta forma impedir la formación de la pared bacteriana, por lo que no se logra la lisis bacteriana. (Morejón, 2013) Resumen Los signos y síntomas de infección de vías urinarias en las mujeres se pueden presentar de diversas formas. Por lo general la cistitis y la irritación uretral acompañante se manifiestan como síntomas irritativos de las vías urinarias inferiores en la forma de disuria, micción frecuente de pequeñas cantidades de orina, necesidad urgente de orinar, nocturia, malestar suprapelvico y dorsalgia baja. El diagnóstico definitivo de una infección urinaria se establece a través de un urocultivo positivo (prueba de oro); de acuerdo al método de recolección de la muestra de orina, nos proporcionara un porcentaje de probabilidad de infección. Los microorganismos encontrados más frecuentes son las Escherichia coli BLEE así como Escherichia coli no productoras de betalactamasas, Streptococcus Beta hemolíticos del grupo B, Enterococcus faecalis, Proteus mirabilis y Klebsiella pneumoniae. De estas infecciones de vías urinarias las mujeres embarazadas tienen un 16% de probabilidad de que presenten una recurrencia de infección urinaria, siendo de nueva cuenta Escherichia coli la bacteria que se encuentra en mayor proporción. ix Se encontró un aumento a la resistencia de Escherichia coli BLEE frente a los antibióticos como la ampicilina, la ciprofloxacina, aztreonam, cefazolina, cefepima y ceftriaxona, antibióticos que se pueden usar sin problemas frente a una Escherichia coli no productora de betalactamasas. Streptococcus Beta hemolítico del grupo B según la literatura puede presentar problemas abortivos sin embargo esta bacteria presenta una amplia gama de opciones para su tratamiento las únicas resistencias que se encontraron fueron a la clindamicina y tetraciclina. Se encontró también que la nitrofurantoína es de los fármacos más recetados para tratar una infección urinaria cuando se trata de bacterias Gram negativas, el hecho de que la nitrofurantoína sea tan prescrita es por su acción antiséptica y que alcanza buenas concentraciones urinarias. Un hecho importante es que para que un tratamiento pueda ser efectivo o no, se debe a que el médico debe de dar un tratamiento empírico para tratar la infección. En general no hubo problemas de abortos o recién nacidos pretérmino a causa de un Streptococcus beta hemolítico del grupo B ya que en su mayoría la bacteria Escherichia coli estuvo presente como causante de la infección de vías urinarias, al no ser una bacteria abortiva se puede sugerir que se debió a alguna otra situación por parte de la madre. Mencionando a la Escherichia coli las cepas BLEE deben de tener un tratamiento más adecuado por la resistencia que estas generan contra la mayoría de antibióticos 1 Introducción El presente trabajo de investigación se desarrolló en el Instituto Nacional de Perinatología, lugar donde se atienden principalmente mujeres embarazadas y recién nacidos provenientes principalmente del Estado de México y la CDMX. Dentro del Hospital, el departamento de Infectología e Inmunología Perinatal tiene a su cargo el Área de microbiología en el Laboratorio Central en el cual se reciben muestras de orina para su posterior análisis mediante urocultivos, estas muestras pueden ser como ya se mencionó antes; de mujeres embarazadas con infecciones, recién nacidos además de pacientes de climaterio y con problemas de infertilidad. Estas muestras son sembradas por parte del equipo de laboratorio en los medios pertinentes, la sensibilidad y resistencia de las bacterias a antibióticos es manejado mediante el equipo automatizado VITEK 2, posteriormente son liberados los resultados al sistema del hospital. Durante el año 2016 se recopilo y clasifico el resultado del urocultivo de cada paciente por muestra positiva, negativa y contaminada de las bitácoras de laboratorio. En una muestra reportada como positiva se localizo información sobre el tipo de paciente ya que el grupo de interés eran las mujeres embarazadas; con base a su número de registro se buscó su expediente en el archivo clínico para poder conocer cuál fue el microorganismo identificado, la sensibilidad y/ó resistencia que presentaba a los diferentes antibióticos y el tratamiento que se le dió a la paciente, para poder clasificar si los tratamientos fueron los adecuados. Como datos adicionales se realizó la estadística de los lugares de donde provenían las pacientes, la edad en la que presentaron su embarazo y si estas presentaban algún otro problema cuando ingresaron al hospital, ya que estos datos podrían influir en complicaciones posteriores al parto. Palabras clave: Infección de vías urinarias, Urocultivo, Betalactamasas y Antibiótico. 2 Marco teórico Aparato urinario e infección urinaria El aparato urinario comprende una serie de órganos cuyo trabajo es producir, almacenar y trasportar orina y este se compone de dos riñones, dos uréteres, la vejiga, dos músculos esfínteres y la uretra. La manera en cómo funciona este sistema es cuando el cuerpo absorbe nutrientes de los alimentos y los usa para el mantenimiento de la función corporal, una vez que el cuerpo absorbe lo que necesita del alimento, productos de desecho permanecen en la sangre y son filtradas en el riñón. Los adultos eliminan cerca de un litro y medio de orina al día. Los riñones se localizan cerca de la parte media de la espalda, justo debajo de la caja torácica, los riñones eliminan los desechos a través de las nefronas. Cada nefrona consta de una bola formada por capilares sanguíneos, llamados glomérulos, y un tubo pequeño llamado túbulo renal.Desde los riñones, la orina viaja a la vejiga por dos tubos delgados llamados uréteres. Los uréteres tienen 8 a 10 pulgadas de largo. Los músculos en las paredes del uréter se aprietan y relajan constantemente para forzar la orina hacia abajo y fuera de los riñones. Si se permite que la orina quede estancada o acumulada, se puede desarrollar una infección renal. Pequeñas cantidades de orina se vacían en la vejiga desde los uréteres. La vejiga es un órgano muscular hueco en forma de globo. La vejiga almacena la orina hasta que la persona esté lista para ir al baño y expulsarla. (NIDDK, 2012) La orina y las vías urinarias, en condiciones normales son estériles y solo la uretra distal esta colonizada por flora cutánea y vaginal como; Corynebacterias, Streptococcus, Staphylococcus, Lactobacilos, etc.; en ocasiones y de forma transitoria, pueden albergar Escherichia coli u otros bacilos Gram negativos. Un episodio de infección urinaria, se puede producir por flora de colonización vaginal y periuretral, persistente a partir de microorganismo que proviene del colon. Desde estas localizaciones, un pequeño número de bacterias ascienden a la vejiga y más excepcionalmente a la pelvis y al parénquima renal. En circunstancias normales estas bacterias son eliminadas por el flujo y las propiedades antibacterianas de la orina y, en menor medida, por la presencia de IgA secretora y los escasos polimorfonucleares presentes en la superficie vesical. Si dichas bacterias no pueden ser eliminadas, se inicia o bien una colonización (adhesión del microorganismo al uroepitelio, su reproducción y eliminación por la orina) o bien una infección (implica lesión del epitelio vesical) dependiendo del equilibrio entre la virulencia de la bacteria, el tamaño del inoculo, los mecanismos defensivos locales y la presencia o no de alteraciones anatómicas o funcionales del tracto urinario. (Andreu, 2005) 3 La infección urinaria se define como la invasión microbiana del aparato urinario que sobrepasa la capacidad de los mecanismos de defensa del huésped, produce alteraciones morfológicas o funcionales y una respuesta inmunológica no siempre evidenciable. Potencialmente todos los órganos y estructuras del aparato urinario, desde el meato uretral a la corteza renal, son susceptibles a ser afectados. (Dalet, 1998) Las mujeres son más propensas a tener una infección del tracto urinario que los hombres. Las infecciones del tracto urinario se tratan con antibióticos. El beber bastante líquido también ayuda a expulsar las bacterias. (Jiménez, 2002) Las infecciones del tracto urinario se presentan en todos los grupos etarios; en la primera infancia tienen un mayor predominio en los hombres versus mujeres, hecho que se atribuye a la presencia de fimosis en los niños que favorece la colonización del meato urinario y la uretra; mientras que en adultos es más frecuente en las mujeres con edad entre 20 y 56 años. Se estima que entre 40 y 50% de las mujeres presenta infección del tracto urinario en algún momento de su vida y de estas, el 11% tendrá al menos una infección por año. La mayor prevalencia de infección del tracto urinario en mujeres se ha explicado por condiciones anatómicas, básicamente la menor longitud de la uretra y su proximidad al ano; aspectos que aumentan el riesgo de infección por enterobacterias. Otro factor asociado a estas infecciones es la gestación, dado que durante el embarazo se presentan cambios fisiológicos como variación del pH y el flujo de la progesterona, que disminuyen el tono del musculo liso uretral y la estasis del tracto genitourinario, aumentando la probabilidad de infección del tracto urinario. A esto se suman algunas anomalías anatómicas congénitas, cálculos del tracto urinario, trastornos neurológicos, diabetes mellitus, multiparidad, prolapso de órganos pélvicos y la actividad sexual. (Orrego 2014) Las infecciones del tracto urinario constituyen un capítulo importante de la patología del aparato urinario debido a la frecuencia con que se presentan, y sus consecuencias a largo plazo y por las posibilidades de desencadenar una sepsis. Los signos y síntomas de infección de vías urinarias en las mujeres pueden ser diversos. Por lo general la cistitis y la irritación uretral acompañante se manifiestan como síntomas irritativos de las vías urinarias inferiores en la forma de disuria, micción frecuente de pequeñas cantidades de orina, necesidad urgente de orinar, nocturia, malestar suprapelvico y dorsalgia baja. Las infecciones de vías urinarias superiores presentan fiebre, escalofríos, malestar general y, en ocasiones (sobre todo en pacientes de la tercera edad) náuseas y vómitos. (Bent, 2004) En el hospital casi todas las infecciones son debidas a la intervención instrumental de las vías urinarias (75-80%), sobre todo el sondaje urinario permanente. 4 El riesgo de contraer una infección depende de factores evitables (dependientes del sondaje) que permiten algún tipo de intervención preventiva, y de factores evitables no evitables (dependientes del huésped). (López, 1998) El diagnóstico definitivo de una infección urinaria se establece a través de un urocultivo positivo (prueba de oro); de acuerdo al método de recolección de la muestra de orina, nos proporcionara un porcentaje de probabilidad de infección. La muestra de orina para urocultivo es la más frecuentemente recibida y procesada en los laboratorios de microbiología. La presencia de bacterias en la orina puede corresponder a varios síndromes clínicos que poseen mecanismos patogénicos propios y de significado clínico, tratamiento y pronostico diferentes, dependiendo del tipo de huésped. La obtención de la muestra se considera etapa crucial en el procesamiento de los urocultivos ya que la posibilidad de contaminación con bacterias de la flora comensal de la piel, periné y uretra distal es muy alta e incide a la generación de resultados falsos positivos. Las recomendaciones para una buena muestra son: Preferentemente se debe obtener la primera orina de la mañana No forzar la ingestión de líquidos, ya que con esto se diluye la orina, alterando el recuento Volumen de recolección recomendado: de 25 a 50 ml La orina del chorro medio es la muestra recomendada para urocultivo. Requiere de un aseo genital prolijo con gasas estériles, agua y jabón. Existen diversos procedimientos de ayuda en el diagnóstico de la infección del tracto urinario. Clásicamente, el método de referencia es el urocultivo cuyo diagnóstico demora 24 a 48 horas. La inoculación de las muestras de orina de segunda micción se debe sembrar con asa de 1 µl en placas de agar sangre y algún medio selectivo diferencial: MacConkey; Agar Cromo UTI. El desarrollo de una colonia debe multiplicarse por 1.000 Una vez sembradas las placas deben incubarse durante 16 a 18 horas a 35-37° (Braun, 2001) El criterio de positividad del urocultivo es el desarrollo de 100 mil UFC/mL de orina de un microorganismo único. (Mehnert, 2005) La forma de toma de la muestra es importante ya que no tiene ningún valor cuando está contaminada; asimismo, cuando se toma la orina por punción suprapúbica, cualquier número de bacterias se relacionará directamente con infección (González, 2010) El tracto urinario es estéril, salvo el sector distal de la uretra, que se encuentra colonizado por bacterias procedentes de piel y perineo adyacentes (Corynebacterium spp, Staphylococcus epidermidis, enterobacterias, etc.) La gran mayoría de los casos positivos se trata de infecciones monomicrobianas y predominan los bacilos Gram negativos. 5 Los microorganismos pueden llegar a vías urinarias por diseminación hematógena o linfática aunque también hay abundantes casos clínicos y experimentales que demuestran que el ascenso de microorganismos desde la uretra es la vía más frecuente que produce infección urinaria, especialmente pormicroorganismos de origen intestinal, esto explica el hecho de que se encuentre en su mayoría Escherichia coli y otras enterobacterias, también ofrece otra explicación de que haya una mayor frecuencia de casos por infección urinaria en mujeres que en varones. (Grabe, 2010) La vía de infección casi siempre es ascendente, a partir de microorganismos procedentes del intestino que se encuentran en el área perineal y ascienden por la uretra hasta la vejiga. Algunas cepas de Escherichia coli poseen en su superficie factores de adherencia que facilitan la unión a la mucosa vesical y el posterior desarrollo de infección urinaria. Otras bacterias de origen fecal que ocasionalmente también causan infección urinaria son Klebsiella spp, Proteus mirabilis, otros bacilos entéricos Gram negativos y Streptococcus del grupo D. (Gonzalo, 2006) Streptococcus Beta hemolítico del grupo B por su parte forma parte de la flora natural desde donde coloniza la vagina y a veces el tracto urinario. La colonización del tracto genital puede ser intermitente y es un hecho importante en los gestantes, por la posibilidad de transmisión al recién nacido durante el parto. (De la Rosa, 1998) También se sabe que a mayor edad gestacional, mayor probabilidad de Gram positivos principalmente Streptococcus beta hemolítico del grupo B. (López, 2008) Por lo tanto esta bacteria en la mujer embarazada puede dar origen a infección urinaria, corioamnionitis, endometritis, endocarditis y fiebre y es la causa más frecuente de sepsis bacteriana y meningitis neonatal. (Bartolomeo, 2005) El parto prematuro definido por la OMS como el parto que se produce antes de las 37 semanas de gestación, representa una complicación obstétrica frecuente en el embarazo, constituyéndose en la principal causa de muerte perinatal y de secuela a largo plazo en el sobreviviente. (Hasbun, 2000) Por su parte en género Staphylococcus también se le considera un importante agente causal de infecciones agudas del tracto urinario en mujeres ambulatorias y algunos artículos lo reportan como el segundo agente más frecuente de cistitis después de la Escherichia coli. En este estudio solo se obtuvieron casos de las especies de Staphylococcus, pertenecientes al grupo de las coagulasa negativa. Estas bacterias residen en la piel y mucosas sanas del ser humano. Staphylococcus epidermidis es el considerado patógeno para los humanos siendo infecciones intrahospitalarias. En contraste las infecciones por Staphylococcus saprophyticus son extra hospitalarias. (CODEINEP, 2017) 6 Generalidades de las bacterias Las bacterias son microorganismos unicelulares que se reproducen por fisión binaria. La mayoría son de vida libre, el tamaño de las bacterias oscila entre las 0.5 y 3 µm, pudiendo llegar en algunos tipos a 10 µm. Las bacterias de interés médico tienen un tamaño entre 0.4 y 2 µm. Solo son visibles entonces, al microscopio óptico o microscopio electrónico. Para observarlas con el microscopio óptico se usa el objetivo de inmersión (100X), la forma de las bacterias al microscopio. Básicamente, se diferencian según su forma en cocos (esféricas u ovaladas), bacilos (cilíndrica o de bastones; rectos o curvos) y espirilos (espiral). Las bacterias pueden observarse sin tinción (examen en fresco) si se las coloca en glicerol o soluciones no acuosas que aumenten el índice de refracción o con tinción usando distintas coloraciones que mejoran su visualización ya que son células incoloras. Dichas tinciones se basan en la afinidad que presentan los colorantes por las estructuras bacterianas. Los colorantes catiónicos por ejemplo, son atraídos por los componentes de carga negativa como los ácidos nucleicos y los polisacáridos. Ejemplo de este tipo son: el azul de metileno, el cristal violeta y la safranina. En cuanto a la estructura las podemos dividir, según sean constantes en las células o no, en estructuras permanentes o variables. Dentro de las primeras se destaca: la pared celular, la membrana celular, los ribosomas y el material genético. Las estructuras variables son: los flagelos, las fimbrias o pilis, la cápsula y las esporas. Estructuras variables, son aquellos que existen en algunas bacterias pero no en todas; un mismo grupo bacteriano o una misma cepa bacteriana las puede presentar o no, dependiendo de las condiciones en donde se desarrolle. Las estructuras variables no resultan esenciales para la vida de la bacteria. Además podemos clasificar las estructuras bacterianas en internas o citoplásmicas y externas o de la envoltura celular. Dentro de las internas destacamos el material genético, los ribosomas y los cuerpos de inclusión. La envoltura celular engloba la membrana plasmática, la pared celular que la recubre, la cápsula y los apéndices como fimbrias o pilis y flagelos. Contiene los sitios de transporte para nutrientes, interviene en la relación huésped parásito, es blanco de las reacciones del sistema inmune y puede contener estructuras tóxicas para el huésped. Las estructuras internas están inmersas en el citoplasma, solución acuosa que contiene solutos orgánicos e inorgánicos y elementos especializados como los ribosomas y los cuerpos de inclusión: DNA: El DNA tanto procariota como eucariota se compone de dos cadenas helicoidales de nucleótidos de purina y de pirimidina, unidos entre sí por enlaces de hidrógeno, formando una doble hélice según el modelo de Watson y Crick. Las bacterias no poseen membrana nuclear, nucléolo ni aparato mitótico y nunca configuran una masa cromosómica 7 definida. Esto las diferencia de las células eucariotas. Aunque no existe un núcleo delimitado, hay una zona nuclear o nucleoide. Su material genético está constituido por una molécula de ADN circular enrollado sobre sí mismo, asociado a proteínas básicas que no constituyen verdaderas histonas Plásmidos: Constituyen el material genético extracromosómico. Están constituidos por secuencias cortas de ADN circular bicatenario, que pueden existir y replicarse independientemente del ADN cromosómico y son heredados por las células hijas. Aunque no son esenciales para la vida de la bacteria, generalmente proveen a ésta una ventaja selectiva Ribosomas: Libres en el citoplasma, están compuestos por proteínas y ácido ribonucleico (ARN); su coeficiente de sedimentación es de 70S (a diferencia de la célula eucariota que es de 80S) con dos subunidades de 50S y de 30S. Pueden presentarse aislados o como polirribosomas, asociados a ARN mensajero (ARNm) y a ADN cromosómico. Un mismo ARNm puede ser traducido por varios ribosomas simultáneamente durante la síntesis proteica. Los ARNm bacterianos difieren en el número de proteínas para las que codifican. Algunos representan un único gen (monocistrónicos), otros, la mayoría, tienen secuencias que codifican para más de una proteína (policistrónicos). Cuerpos de inclusión: Son gránulos de material orgánico o inorgánico, algunas veces rodeados de membrana. En general funcionan como almacenamiento de compuestos energéticos que son usados como fuente de energía (polisacáridos, lípidos, polifosfatos). El glucógeno constituye el principal elemento almacenado por las enterobacterias (40% de su peso). En cuanto a estructuras externas tenemos: Membrana celular: Es una estructura vital para la bacteria. Representa una barrera que separa el interior del exterior celular. Consiste en una bicapa lipídica similar a otras membranas biológicas, compuesta por fosfolípidos anfipáticos; no posee esteroles a diferencia de las eucariotas (con la excepción de los mycoplasmas). La membrana se halla estabilizada por puentes de hidrógeno, interacciones hidrofóbicas y cationes como el calcio y el magnesio que se combinan con los fosfolípidos cargados negativamente. Insertas en ella se encuentran múltiples proteínas transmembrana, que facilitan el transporte de sustancias hidrofílicas a travésde ésta. La membrana celular cumple la función de barrera osmótica, tiene permeabilidad selectiva y permite el ingreso de nutrientes y la salida de desechos por mecanismos de transporte activo y pasivo. En ella se encuentran los sistemas de fosforilación oxidación y el transporte de electrones para la producción de energía; además tiene las enzimas necesarias para la síntesis de lípidos, de la pared celular (por ejemplo, el bactoprenol), de la cápsula, etc. Finalmente la membrana contiene moléculas receptoras especiales que ayudan a las bacterias a detectar y responder a sustancias químicas del medio externo. Pared celular: Ubicada por fuera de la membrana plasmática, es una estructura vital para las bacterias que la poseen. Los fármacos que bloquean su formación producen la lisis y muerte de las bacterias 8 susceptibles. La pared celular de muchos microorganismos patógenos tiene componentes que contribuyen a su patogenicidad. La pared puede proteger a la célula de las sustancias tóxicas y es el sitio de acción de algunos antibióticos Después de que Christian Gram en 1884 desarrollase la tinción que lleva su nombre, se comprobó que las bacterias podían clasificarse en dos grupos principales, según su respuesta a esta coloración. Las bacterias Gram positivas se tiñen de color azul violeta y las Gram negativas adquieren un color rosa o rojo. La diferencia estructural verdadera entre ambos grupos se puso de manifiesto con el desarrollo del microscopio electrónico. En las microfotografías electrónicas se observa un espacio entre la membrana plasmática y la externa de las bacterias Gram negativas y, a menudo entre la membrana plasmática y la pared celular en las Gram positivas. Dicho espacio se denomina espacio periplásmico y está ocupado por un gel, el periplasma. El espacio periplásmico de las bacterias Gram negativas contiene muchas proteínas que participan en la captación de nutrientes, por ejemplo enzimas hidrolíticas (proteasas, lipasas, fosfatasas, β- lactamasas) que convierten las macromoléculas en productos más pequeños que pueden ser metabolizados por la bacteria. El espacio periplásmico contiene también enzimas que participan en la síntesis del peptidoglicano y en la modificación de compuestos tóxicos que podrían lesionar la célula. En especies patógenas, también encontramos a ese nivel factores de virulencia como colagenasas, hialuronidasas y proteasas. Es posible que las bacterias Gram positivas no tengan un espacio periplásmico visible y secretan enzimas denominadas exoenzimas, que corresponderían a las periplásmicas de las bacterias Gram negativas. El peptidoglicano o mureína es un gran polímero compuesto por muchas subunidades idénticas. El polímero contiene dos aminoazúcares: N- acetilglucosamina y ácido N-acetilmurámico; unidos entre sí en la posición β1-4. El esqueleto de este polímero está formado por residuos alternantes de N-acetilglucosamina y ácido N-acetilmurámico. Una cadena peptídica de cuatro aminoácidos D- y L- alternantes está conectada a un grupo carboxilo del ácido N-acetilmurámico. Los tetrapéptidos de una y otra cadena de peptidoglicano se unen entre sí por puentes peptídicos. Existen diferencias en el espesor de esta capa de peptidoglicano. Las bacterias Gram positivas tienen una capa gruesa de 0,02 a 0,06µm en forma de capas múltiples, mientras que las bacterias Gram negativas y el ácido alcohol resistentes tienen una capa fina de peptidoglicano, de 0,01 µm aproximadamente. La gruesa pared celular de las bacterias Gram positivas está constituida principalmente por peptidoglicano. Sin embargo, estas células contienen también una gran cantidad de ácido teicoico: polisacáridos que se unen al ácido N-acetilmurámico o a los lípidos de la membrana plasmática. En este último caso se denomina ácido lipoteicoico. Tanto los ácidos teicoicos como los lipoteicoicos, tienen la función de estabilizar la pared celular. Además los ácidos teicoicos tienen un rol en la virulencia de estos microorganismos, porque actúan como antígenos de superficie que se unen a receptores específicos en las 9 células del huésped. La superficie externa del peptidoglicano de las bacterias Gram positivas está generalmente cubierta de proteínas. Los diferentes grupos de bacterias Gram positivas y las diferentes especies difieren en la composición de sus proteínas y de ácidos teicoicos; ésto es útil para la clasificación serológica y la identificación bacteriana. Si observamos la pared de las bacterias Gram negativas al microscopio electrónico podemos observar tres zonas: la membrana plasmática, el espacio periplásmico que incluye una fina capa de peptigolicano y la membrana externa. Esta última, exclusiva de las bacterias Gram negativas, es una bicapa lipídica que difiere de otras membranas por su capa externa, que está constituida por una molécula anfipática: el lipopolisacárido o endotoxina. Además del lipopolisacárido, la membrana externa contiene fosfolípidos y proteínas que la unen al peptidoglicano. El lipopolisacárido está constituido por tres partes: el lípido A, el polisacárido central o del core y la cadena lateral O. La región del lípido A está inmersa en la membrana externa y el resto de la molécula del lipopolisacárido sobresale de la superficie celular. El core o polisacárido central está unido al lípido A. La cadena O u antígeno O, consiste en unidades repetidas de una subunidad tetrasacárida y es muy variable en su composición entre las diferentes familias, especies y aún dentro de la misma especie de bacterias Gram negativas; en cambio, el polisacárido del core es constante para un mismo género bacteriano. El polisacárido O por su variabilidad es usado frecuentemente para la clasificación serológica de las bacterias. Una de las funciones más importantes de la membrana externa es servir como barrera protectora. Evita o disminuye la entrada de sales biliares, antibióticos y otras sustancias tóxicas que podrían destruir o lesionar la bacteria. La membrana externa es más permeable que la plasmática y permite el pasaje de pequeñas moléculas como glucosa y otros monosacáridos. Dicho pasaje se debe a la presencia de porinas, proteínas integrales o transmembrana que forman canales estrechos por los cuales pasan moléculas menores de 600 a 700 dalton. (Catalina, 2002) Escherichia coli Escherichia coli es un bacilo Gram negativo, anaerobio facultativo de la familia Enterobacteriaceae, tribu Escherichia, cuyas principales características bioquímicas se indican en la figura 1. 10 Figura 1. Identificación bioquímica de Escherichia coli (Rodríguez, 2002) 11 Esta bacteria coloniza el intestino del hombre pocas horas después del nacimiento y se le considera un microorganismo de flora normal, pero hay cepas que pueden ser patógenas y causar daño produciendo diferentes cuadros clínicos, entre ellos diarrea. Esta bacteria se multiplica a temperaturas entre 6 y 50 º C con una temperatura óptima alrededor de 37 º C. también puede crecer en presencia de un 6% de NaCl, ya que son más resistentes a estos compuestos que otras bacterias, como la salmonella. Una cepa de Escherichia coli es tanto más virulenta cuantos más factores de virulencia concurren en ella. Lactobacillus protege a la vagina frente a la colonización por uropatogenos fundamentalmente porque interfiere la adherencia de los mismos al epitelio vaginal al bloquear sus receptores por mecanismos de exclusión o desplazamiento y porque inhibe la multiplicación de estos uropatogenos mediante la producción de H2O2, ácido láctico y bacteriocinas. En diversos estudios, algunos iniciados ya a finales de la década de los sesenta, se ha aislado la cepa de Escherichia coli causante de la infección urinaria de entre la flora fecal de la paciente. Se sugirió la hipótesis de la vía fecal-perianal- uretral, según la cual la propia flora fecal del huésped constituye elreservorio de las cepas de Escherichia coli causantes de infección urinaria. Este fenómeno, unido al hecho de que los antígenos O más comunes en las Escherichia coli aisladas en infección urinaria eran también los más prevalentes en las Escherichia coli fecales aislados en gente sana, por lo tanto las cepas fecales de Escherichia coli productoras de infección urinaria son las que se encuentran en forma predominante en heces, es decir las que se encuentran en el lugar adecuado en el momento adecuado y en número suficiente para entrar en el tracto urinario y causar la infección. También se está ampliamente admitido que Escherichia coli es la bacteria predominante de la flora aerobia intestinal normal. (Andreu, 2006) En Escherichia coli la mayoría de estructuras adherentes son fimbrias proteicas que se unen a receptores específicos situados en las membranas de las células epiteliales. Una misma cepa puede contener simultáneamente varias adhesinas. La fimbria tipo 1 es la más universal, pues está presente en casi la totalidad de las cepas de Escherichia coli y de otros miembros de la familia Enterobacteriaceae. El papel patogénico de las fimbrias tipo 1 se cree desempeñan un papel fundamental para iniciar una infección. En las vías urinarias se une a la proteína Tamm- Horsfall (uromucoide rico en manosa excretado por las células epiteliales urinarias). Esta unión actúa como mecanismo de defensa inespecífico, ya que evita la unión de Escherichia coli a sus dos receptores urinarios principales, las uroplactinas Ia e Ib. La unión a la proteína Tamm-Horsfall favorece, por tanto, la eliminación de Escherichia coli por la orina. Estudios experimentales demostraron que cuando la capa formada por la proteína Tamm- Horsfall se daña, quedan adheridos al epitelio gran número de Escherichia coli, proceso que podría representar el punto de inflexión en el que 12 la colonización se convierte en infección y explicar la evolución a brotes observada en las infecciones urinarias de repetición. Escherichia coli es capaz de eludir los mecanismos de defensa del huésped, invadiendo las capas profundas del tejido vesical, replicándose en el interior de sus células y creando biopeliculas o pods que contienen bacterias bañadas en una matriz rica en polisacáridos y rodeados por una envoltura de uroplactina. Estas biopeliculas pueden constituir un reservorio para las Escherichia coli productores de las infecciones urinarias recurrentes. (Andreu, 2006) El principal agente etiológico de las infecciones del tracto urinario es Escherichia coli uropatógena (UPEC), la cual se asocia con el 80 % de las infecciones del tracto urinario registradas. UPEC presenta diversos factores de virulencia entre los que se incluyen factores de adherencia (fimbrias P, de tipo 1, S, M FIC y Dr), alfahemolisina , lipopolisacárido , aerobactinas, proteasas autotrasportadoras, Factor Necrosante Citotóxico 1 (CNF-1) y mayor producción de antígeno capsular (antígeno K). UPEC pertenece a un sorprendente grupo heterogéneo de patógenos. Seis grupos O causan el 75% de las infecciones urinarias. Los factores de virulencia de UPEC se encuentran codificados principalmente en islas de patogenicidad (PAI) de diferente longitud que contienen bloques de genes que no se encuentran en el genoma de cepas de Escherichia coli de origen gastrointestinal. Las infecciones del tracto urinario asociadas con UPEC son uretritis, cistitis y pielonefritis. Además de las propiedades antimicrobianas que presenta el tracto urinario de manera normal, ante la infección por UPEC, el hospedero presenta una respuesta del sistema inmune innato y del sistema inmune adaptativo. Una de estas respuestas es la de tipo inflamatoria que tiene como propósito la eliminación del patógeno. Aunque el tracto urinario humano presenta varios mecanismos antimicrobianos, UPEC presenta diversos mecanismos que le permiten persistir en el sistema urinario del hospedero, fenómeno que está relacionado con la recurrencia y cronicidad del padecimiento. Actualmente se tiene gran avance en el conocimiento de la genética, factores de virulencia y la patofisiología de la enfermedad que produce este importante patógeno. Sin embargo, aún falta mucho para entender la relación de UPEC con el hospedero humano. Finalmente UPEC posee el potencial de convertirse en un patógeno epidemiológicamente importante por el incremento en el aislamiento de cepas multiresistentes a los antimicrobianos (Arenas, 2012) Streptococcus Beta hemolítico del grupo B Es un coco Gram positivo, catalasa y oxidasa negativo, anaerobio facultativo, que se presenta formando cadenas de longitud variable. El Streptococcus Beta hemolítico del grupo B puede crecer en medios suplementados con sangre o suero favorecen su crecimiento. Tras 18-24 h de incubación en agar sangre, las colonias son de unos 2 mm de diámetro, lisas y rodeadas por un halo de ß- hemólisis, aunque existen algunas cepas no hemolíticas. El empleo de medios selectivos favorece la recuperación del Streptococcus Beta hemolítico del grupo B. Como agentes selectivos se emplean, gentamicina, ácido nalidíxico, colistina o cristal violeta. Las pruebas bioquímicas más utilizadas son el CAMP-test, la 13 hidrólisis del hipurato y la resistencia a discos de bacitracina y cotrimoxazol, aunque ninguna de ellas es específica. Algunas cepas de Streptococcus Beta hemolítico del grupo B producen un pigmento de color rojo naranja, que es característico, y que permite su identificación directa, sin necesidad de otras pruebas. Las cepas no hemolíticas no producen pigmento. La identificación definitiva de Streptococcus Beta hemolítico del grupo B requiere la demostración del antígeno específico de grupo, por ejemplo mediante la aglutinación con partículas de látex. (De la Rosa, 1998) La colonización por el Streptococcus agalactiae en los recién nacidos se produce durante el parto, a partir del tracto genital materno colonizado, o en el útero, por vía ascendente, siendo la tasa de transmisión vertical del 50%. (De la Rosa, 1998) Klebsiella spp Los microorganismos del género Klebsiella son bacilos Gram negativos inmóviles que pertenecen a la familia Enterobacteriaceae. El género Klebsiella está formado por varias especies, entre las que se encuentran Klebsiella pneumoniae, Klebsiella oxytoca, Klebsiella planticola y Klebsiella terrigena. La capa más externa de Klebsiella spp. está formada por una gran cápsula de polisacáridos que diferencia a estos microorganismos de otros géneros de esta familia. Estos microorganismos pueden proliferar en sistemas de distribución de agua, y se sabe que colonizan las arandelas de los grifos. También son excretados en las heces de muchas personas y animales sanos, y se detectan con facilidad en aguas contaminadas por aguas residuales. (Ainsworth, 2004) Dentro de los factores de virulencia del genero Klebsiella se encuentran los lipopolisacárido que se extienden por encima de la capsula de la bacteria, de esta manera evita que sean lisadas las paredes celulares bacterianas, las fimbrias o pilis que hacen que la bacteria sea capaz de producir una infección ya que se pueden sostenerse o fijarse a células que son propensas a infectarse, por ejemplo en células del sistema respiratorio, intestinal o urogenital. Los pilis más comunes en Klebsiella son los tipo 1 y tipo 3. La capsula está compuesta por unidades complejas de azucares y ácidos uronicos, estos últimos proporcionan una carga negativa en la capsula, estas estructuras cubren el contorno de la bacteria en forma de manojos fibrosos. Los sideroforos; Las bacterias para su desarrollo y reproducción necesitan grandes cantidades de hierro como catalizador para realizar funciones metabólicas fundamentales como reacciones redox y procesos de trasporte de electrones. Klebsiella genera sustancias capaces de captar el Hierro entre estas se encuentran la enterobactina (enteroquelina)y la aerobactina. (Podschun, 1998) 14 Proteus spp Hay varias especies de Proteus, pero Proteus mirabilis y Proteus vulgaris representan la inmensa mayoría de los aislados clínicos. Ambos producen ureasa, y el último es indol positivo. Producen H2S. Se diferencian de los bacilos enterobacterianos típicos al expresar fimbrias y flagelos para dar bastones muy alargados con miles de flagelos que translocan con rapidez a través de la superficie de placas de agar. Proteus spp. es causa de infección del tracto urinario, de modo ocasional en huéspedes sanos y con mucha frecuencia en aquellos con catéteres, anomalías anatómicas o funcionales del tracto urinario. (Puerta, 2010) Staphylococcus saprophyticus Staphylococcus saprophyticus, es un importante agente causal de infecciones agudas del tracto urinario en mujeres ambulatorias en edad sexual activa. Las pacientes con esta infección habitualmente presentan disuria, piuria y hematuria, aunque han sido descritos algunos pocos casos de infecciones asintomáticas. El Staphylococcus saprophyticus se encuentra dentro de los Staphylococcus coagulasa negativa, las colonias presentan una pigmentación amarilla la mayoría de las veces y no son hemolíticas. El Staphylococcus saprophyticus se adhiere significativamente mejor a las células uroepiteliales que el Staphylococcus aureus y el Staphylococcus epidermidis y no se adhiere a otros tipos celulares como piel y células mucosas bucales. Puede ser identificado presuntivamente en el laboratorio por su resistencia a la novobiocina de 5 microgramos y usualmente es sensible a la mayoría de los antibióticos urinarios a excepción del ácido nalidixico (Fariña, 2005) Enterococcus spp. Los Enterococcus, particularmente Enterococcus faecalis y Enterococcus faecium, forman parte de la flora normal del tracto gastrointestinal tanto humano como animal y del tracto genitourinario femenino humano. El género Enterococcus tiene ciertas características que les facilita la diseminación entre los pacientes hospitalizados: Puede colonizar el tracto gastrointestinal de los trabajadores de la salud y de los pacientes, proveyendo un reservorio continuo para la diseminación intrahospitalaria Es resistente a varios antibacterianos de uso frecuente La resistencia antimicrobiana le permite su supervivencia en un medio ambiente con alto uso de antibacterianos Puede contaminar el medio ambiente hospitalario y sobrevivir en el por periodos prolongados Puede contaminar las manos de los trabajadores de la salud, permaneciendo por más tiempo si los empleados no cumplen con las normas de lavado de manos. (Acosta, 2005) 15 Betalactamasas La producción de betalactamasas, enzimas capaces de hidrolizar el enlace amida del anillo betalactamico, sería el principal mecanismo de resistencia en Gram negativos. Estas enzimas, aisladas inicialmente en cepas bacterianas de la familia Enterobacteriaceae, se nombraron como betalactamasas de espectro extendido y rápidamente se describieron en EEUU y el resto del mundo. La mayoría de ellas han evolucionado como resultado de mutaciones en el centro activo de las betalactamasas plasmidicas clásicas TEM-1, TEM-2 y SHV-1. Estas modificaciones de la cadena aminoacidica que surgen como respuesta a la presión ejercida por el amplio uso de las cefalosporinas de tercera generación, les permiten modificar su perfil de sustrato mejorando su capacidad de hidrolisis frente a los betalactámicos. Dado que los pacientes que presentan infecciones causadas por microorganismos productores de BLEE se encuentran en riesgo de fallo de tratamiento, debe informarse el resultado como resistente a cefalosporinas, penicilinas y aztreonam, independientemente de los resultados de las pruebas de sensibilidad. (García, 2011) El desarrollo de las betalactamasas ha provocado la creación de distintas clasificaciones, desde la de Sawai y otros, en 1968, pasando por la conocida de Richmond y Sykes, en 1973, hasta la más moderna: la creada por Ambler, en 1980, basada en la estructura molecular y la secuencia de aminoácidos de las betalactamasas. Esta reconoce 4 tipos moleculares denominados; A, B, C y D. Los tipos A, C, D poseen serina (serinoenzimas) en su zona activa, las del grupo B poseen una o más moléculas de zinc (metaloenzimas).12 La clasificación más utilizada en la actualidad es la desarrollada por Bush, Medeiros y Jacoby, en 1995, basada en los sustratos que las enzimas hidrolizan y en la inhibición de su actividad por el ácido clavulánico, EDTA, aztreonam u oxacilina. En esta clasificación se definen 4 grupos: 16 Figura 2. Clasificación de las ß-lactamasas de Bush (Morejón, 2013) 17 Escherichia coli BLEE presentan mayores porcentajes de resistencia a los mismos antibióticos usados contra los no productores de betalactamasas esto es que ni la ampicilina, aztreonam, cefazolina, cefepima, ceftriaxona y ceftazidima que son los que presentan mayores porcentajes no le harían nada a la bacteria. Esto se debe a que dentro de los mecanismos de resistencia bacteriana las betalactamasas de espectro extendido, cuya aparición en los años ochenta se le atribuyo al uso masivo de cefalosporinas de amplio espectro y aztreonam. Estas son una familia de enzimas producidas por bacilos Gram negativas, que en su mayoría derivan de las betalactamasas clásicas TEM y SHV a partir de una serie de mutaciones puntuales que afectan a su centro activo. Estas enzimas confieren resistencia a un gran número de antibióticos de uso común como penicilina, ampicilina, cefalosporinas de cualquier generación (excepto cefamicinas) aztreonam, y en un porcentaje no desdeñable de casos también a los betalactámicos asociados a inhibidores de betalactamasas, aminoglucósidos, tetraciclinas y clotrimoxazol. Los betalactámicos son antibióticos de acción bactericida que actúan sobre la fase final de síntesis del peptidoglicano. Actúan como sustratos competitivos de distintas enzimas participantes en la síntesis de membrana, esencialmente de las transpeptidasas denominadas proteínas fijadoras de penicilina PBP ya que presentan similitud estructural con el extremo D-alanina-Dalanina del pentapeptido que enlaza cadenas de N-acetilmuramico y N-acetilglucosamina. En presencia del antibiótico, las transpeptidasas hidrolizan el enlace amida de anillo betalactamico y se forma un ester estable entre el compuesto hidrolizado y un grupo hidroxilo de la serina del sitio activo de enzima. Con ello se inhibe la transpeptidacion, se desestabiliza la pared celular y finalmente se produce la lisis bacteriana mediada por autolisinas. La resistencia a betalactamicos esta mediada por varios mecanismos: 1. Alteración de la diana (PBO) 2. Disminución de la permeabilidad 3. Mecanismo de expulsión del antibiótico 4. Inactivación enzimática por betalactamasas 18 Mecanismos de resistencia La resistencia en cocos Gram positivos esta predominantemente asociada a cambios estructurales en la pared celular o en componentes citosolicos como los ribosomas y no a mecanismos enzimáticos. (Fica, 2014) Figura 3. Especies bacterianas de cocáceas Gram positivas y mecanismos de resistencia de mayor importancia terapéutica. (Fica, 2014) El hecho de que haya más opciones de antibióticos para tratar las infecciones provocadas por bacterias Gram negativas se debe a sus diferentes mecanismos de resistencia, los cuales se pueden resumir en cuatro categorías: 19 1. Modificación enzimática del antibiótico: las bacterias expresan enzimas capaces de crear cambios en la estructura del antibiótico haciendo que este pierda su funcionalidad. Las betalactamasas son las más prevalentes, son proteínas capaces de hidrolizar el anillo betalactamico que poseen los antibióticos de esta familia. De igual forma, las enzimas modificadoras de losaminoglucósidos son capaces de modificar estos antibióticos mediante reacciones de acetilación, adenilacion y fosforilacion 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. 3. Cambios en la permeabilidad de la membrana externa: las bacterias pueden generar cambios en 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 agentes al espacio periplasmico 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 esta. Este mecanismo es, principalmente, utilizado por las bacterias Gram positivas, las cuales generan cambios estructurales en los sitios de acción de los anillos ß-lactámicos a nivel de las proteínas unidoras a penicilinas. (Tafur, 2008) 20 Figura 4. Mecanismos generales de resistencia antibiótica en bacterias (Fica, 2014) Tratamiento y grupos de antibióticos El tratamiento antimicrobiano de las infecciones urinarias se basa en los siguientes principios: Los fármacos a utilizar deben alcanzar buena concentración en orina. Algunos fármacos son solamente bacteriostáticos o activos exclusivamente en el tracto urinario. Las más empleadas son quinolonas, algunos betalactámicos, trimetroprima/sulfametoxazol, nitrofurantoína y aminoglucósidos. El tratamiento empírico es en general necesario, hasta obtener el resultado del urocultivo (habitualmente 48 horas). Se deben elegir fármacos cuyo espectro cubra los posibles agentes etiológicos, con menor efectos tóxicos, con menor costo y con mínimo efecto sobre la flora normal. Además se debe conocer datos epidemiológicos de sensibilidad y resistencia a nivel local. La duración del tratamiento en la cistitis actualmente se acepta debe ser en promedio de 7 a 10 días. Planes terapéuticos de menor duración tienen una tasa inaceptable de recaída. 21 De acuerdo a la gravedad del cuadro clínico, la pielonefritis puede requerir hospitalización o ser tratada en forma ambulatoria. La duración no debe ser menor a 14 días. Es imprescindible realizar urocultivo. Bacteriuria asintomática: existe evidencia de que el tratamiento es necesario en embarazadas, niños y pacientes con neutropenia o trasplante renal. (Torres, 1999) Los agentes antimicrobianos pueden interferir diferentes funciones que lleva a cabo la bacteria, tales como la síntesis de sus ácidos nucleicos, de proteínas, o para el procesamiento de aminoácidos o azúcares del medio, necesarios para la biosíntesis de sus paredes o membranas celulares. Los fármacos antibacterianos pueden actuar en una o más áreas del funcionamiento del microorganismo y producir dos principales efectos: la muerte de la bacteria, designándose entonces como agentes bactericidas o sólo inhibir el desarrollo y reproducción del germen, llamándose entonces agentes bacteriostáticos. De acuerdo al Mecanismo de Acción que presentan los antibióticos, se clasifican en siete grandes grupos: 1. Inhibición de la síntesis de la pared celular: penicilinas, cefalosporinas, vancomicinas, bacitracinas, oxacilina, nafcilina. 2. Daño a la membrana plasmática: polimixina, nistatina, anfotericina B 3. Inhibición de la síntesis de proteínas: aminoglucósidos, cloranfenicol, eritromicina, tetraciclina 4. Inhibición de la síntesis de ácidos nucleicos: rifamicina, actinomicina D, ácido nalidixico, ciprofloxacina 5. Antimetabolitos: trimetoprima, sulfonamidas 6. Inhibidores de betalactamasas: sulbactam, clavulanato, tazobactam 7. Antifimicos: etambutol, pirazinamida, isoniazida, estreptomicina, rifampicina (Molina, 2015) Por último como medidas preventivas se recomienda la higiene personal convencional del área urogenital y el vaciamiento vesical frecuente, lo que disminuye la adhesión bacteriana al urotelio. En niñas y mujeres se recomiendan las normas básicas de higiene miccional, la ingesta apropiada de líquidos (en especial agua), el orinar en cuanto se sienta la necesidad y vaciar la vejiga en su totalidad, y limpiar el área de adelante hacia atrás cuando se usa papel higiénico. Se recomienda también orinar después del coito, usar ropa interior de algodón, que no sea ajustada, lavarla con jabón suave, limpiar el área genitourinaria con agua y jabón cuando menos una vez al día, bañarse bajo la regadera en lugar de tina, evitar baños de aceite, talco, rociadores, duchas o lavados vaginales. Como regla general, evitar productos que contengan perfume u otros alérgenos cerca del área genitourinaria. (Calderon, 2013) 22 Penicilinas o betalactámicos La penicilina se puede obtener de Penicillium glaucum, del Penicillium notatum y Penicillium chrysogenum; en la actualidad se obtiene del Penicillium chrysogenum. De las penicilinas naturales, clínicamente, sólo se usan la penicilina G sódica, G potásica, G cálcica, G procaínica y G benzatínica. La penicilina en su estructura química tiene un anillo tiazolidínico unido a un anillo betalactámico, una cadena lateral izquierda que es la que da las diferentes actividades antibacterianas y una cadena derecha que da las solubilidades de las penicilinas sódicas, potásicas, procaínicas y otras. La penicilina impide la síntesis de la pared de los microorganismos al inhibir la enzima transpeptidasa, acción que evita la formación del peptidoglucano, y por lo tanto el entrecruzamiento de éste que da rigidez y fuerza a la pared de la bacteria. El peptidoglucano es un polímero formado por dos aminoazúcares alternantes: el N-acetil-glucosamina y el ácido N-acetil-murámico. (Mendoza, 2006) Figura 5. Clasificación de las penicilinas más usadas y algunos datos farmacocinéticas de las mismas. (Mendoza, 2006) 23 Cefalosporinas Las Cefalosporinas son compuestos que poseen un anillo de dihidrotiazina unido a un anillo betalactámico. Se desarrollan a partir de la cefalosporina C. Múltiples modificaciones en su estructura han dado lugar a diversas variantes de cefalosporinas de extraordinario uso clínico. Como todos los antibióticos betalactámicos, las cefalosporinas bloquean la síntesis de la pared celular de la bacteria a través de la inactivación de las proteínas que ligan la penicilina. Estos antibióticos deben penetrar la membrana externa de las bacterias Gram negativas para unirse a la PBP. Las de tercera y cuarta generación penetran con facilidad los canales porínicos. Cefepima y cefpiroma son las más estables frente a la hidrólisis inducida por algunas betalactamasas. Los mecanismos de resistencia más importantes contra las cefalosporinas son la producción de beta- lactamasas y la modificación estructural de las porinas. Las betalactamasas de espectro extendido afectan principalmente a las cefalosporinas de tercera generación. La mayoría son de administración intravenosa. Su unión a proteínas varía de 17% para ceftazidima hasta 95% para ceftriaxona. Las de tercera generación son las que mejor difunden al sistema nervioso central. Las concentraciones en la bilis son superiores con ceftriaxona. Estos antibioticos son metabolizados en el hígado y excretados en sus formas primarias o metabolizados por los riñones. Las de tercera y cuarta generación se utilizan en el tratamiento de infecciones graves. Cefotaxima y ceftriaxona son de elección en el manejo de meningitis. Las cefalosporinas, estrechamente relacionadas con compuestos cefamicínicos, en su forma parenteral se clasifican por generaciones: • Primera generación (cefazolina, cefalotina) • Segunda generación:a- Un subgrupo con actividad contra H. influenzae (cefuroxima) b- Otro subgrupo con actividad contra especies de Bacteroides (cefoxitin y cefotetan) • Tercera generación: a- Un subgrupo con pobre actividad contra Pseudomonas aeruginosa (cefotaxima, ceftriaxona y ceftizoxima) b- Otro subgrupo con buena actividad contra Pseudomonas aeruginosa (cefoperazona y ceftazidima) • Cuarta generación (cefepima, cefpiroma) • Quinta generación (ceftobiprole y ceftarolina) (Bustos 2012) Inhibidores de Betalactamasas Actualmente existen tres inhibidores de betalactamasas comercialmente disponibles: ácido clavulánico, sulbactam, y tazobactam. El ácido clavulanico es producido naturalmente por el Streptomyces clavulgerus, mientras que el sulbactam y el tazobactam son sulfonas sintéticas derivadas del ácido penicilánico, es decir que están estructuralmente relacionadas con la penicilina. De los tres tipos de Inhibidores de betalactamasas disponibles, sólo el sulbactam posee actividad antimicrobiana intrínseca sobre las PLP-2. El mecanismo por el cual los Inhibidores de betalactamasas ejercen su acción es similar en los tres tipos: se unen en forma irreversible a la betalactamasa formando un complejo 24 acil-enzima y actuando como inhibidores “suicidas”, ya que en el proceso de unión a la enzima se autodestruyen. El primer paso de la reacción entre la enzima y el inhibidor suicida es el posicionamiento de la molécula del Inhibidor de Betalactamasas en el centro activo de la primera. De este modo, protegen al antibiotico acompañante permitiendo que ejerza su actividad antibacteriana, bactericida, tiempo-dependiente, la cual es habitualmente ejercida sobre las PLP 1 y 3. Los Inhibidores de betalactamasas actúan en forma sinérgica con varios betalactámicos frente a microorganismos productores de betalactamasas plasmídicas y cromosómicas, con distinto grado de efectividad. Tanto el ácido clavulanico, el sulbactam como el tazobactam son activos frente a microorganismos como Staphylococcus spp., Haemophilus influenzae, Moraxella catarrhalis, Neisseria gonorrhoeae, Escherichia coli, Proteus spp., Klebsiella spp. El ácido clavulanico y el Sulbactam no son activos frente a las betalactamasas cromosómicas de clase I de Enterobacter spp., Citrobacter spp., Proteus spp., Serratia spp., Acinetobacter spp. y Pseudomonas spp. El tazobactam posee cierta actividad frente a algunas betalactamasas cromosómicas de clase I de Acinetobacter spp., Citrobacter spp., Proteus spp., Morganella morganii y Providencia spp. pero, al igual que el ácido clavulanico y el sulbactam, no es activo frente a Enterobacter spp. y Pseudomonas spp. El sulbactam perse es activo frente a Neisseria gonorrhoeae, Neisseria meningitidis, algunas especies de Acinetobacter y Burkhorlderia cepacia. De todas las combinaciones, las que se encuentran disponibles en la mayoría de los países de América Latina son: amoxicilina-clavulánico, amoxicilinasulbactam, ampicilina-sulbactam y piperacilina-tazobactam. (Barcelona, 2008) Carbapenémicos Los carbapenémicos al igual que los demás betalactámicos muestran una elevada afinidad por las diferentes enzimas que participan en el ensamblaje del peptidoglucano, estructura esencial en la pared celular de las bacterias. Estas enzimas se denominan como PBPs y según su función se clasifican en transglicosilasas, transpeptidasas y carboxipeptidasas. Cada antibiótico betalactámico presenta una afinidad diferente por cada PBP. Se conoce que en bacterias Gram negativas los carbapenémicos muestran una elevada afinidad por PBPs de alto peso molecular y la diferencia de esta afinidad es lo que determina la capacidad antimicrobiana de cada carbapenémico. Para que el carbapenémico pueda ejercer su función debe llegar a su sitio blanco, esto es facil en el caso de las bacterias Gram positivas las cuáles no presentan membrana externa. Sin embargo, en las bacterias Gram negativas debe primero atravesar la membrana externa a través de porinas inespecíficas denominadas OMPs. Una vez en el sitio son capaces de inhibir la síntesis de la pared celular durante la transpeptidación, ya que al unirse a residuos de serina que forman parte de las PBPs impiden que la pared bacteriana se ensamble adecuadamente dando como resultado el debilitamiento de ésta y en última instancia la lisis de la célula bacteriana. Su capacidad antimicrobiana depende de la estructura y tiempo de acción de cada carbapenémico. (Moreno, 2013) 25 Aminoglucósidos Los aminoglucósidos son antibióticos que han sido utilizados por más de 40 años. Su actividad antibacteriana es fundamentalmente contra bacilos Gram negativos aerobios y micobacterias. Su espectro terapéutico es muy amplio, sin embargo, debido a su potencial de nefrotoxicidad y ototoxicidad se limitó su uso. Estos son producidas por los actinomicetos Streptomyces ssp y Mycromonospora ssp. Los aminoglucosidos contienen un azúcar aminado ligado a un anillo aminociclitol por enlaces glucosidicos. Su actividad antimicrobiana de los aminoglucósidos es favorecida en medios pH alcalinos y reducida en medios con pH acido. Las características farmacodinamicas de estos antibióticos son: Los aminoglucósidos son bactericidas rápidos. Poseen alta afinidad por ciertas porciones del RNA, especialmente el mRNA de células procarioticas: Inhiben la síntesis bacteriana por su activación directa sobre los ribosomas, interfieren la unión del mRNA al ribosoma en el inicio de la síntesis proteica y causan fallas en la lectura del código genético por lo tanto provocan una síntesis proteica anormal y/o disminuida. Los aminoglucósidos alteran la integridad de la membrana citoplasmática bacteriana. Al unirse a los lipopolisacáridos y desplazar el Mg2+ y el Ca2+ ligados a ellos, forman huecos en la pared celular que provoca alteraciones en el gradiente electroquímico, lo cual conduce a un debilitamiento de la bacteria. Se interiorizan en la célula por medio de transporte activo llamado Fase Dependiente de Energía-I (DEP-I). En el citosol, la unión con las subunidades ribosomales se lleva a cabo, nuevamente, por un proceso dependiente de energía llamado Fase Dependiente de Energía-II (DEP- II). La actividad antibacteriana de gentamicina, tobramicina, kanamicina, amikacina y netilmicina se orientan fundamentalmente contra bacilos Gram negativos aerobios. En combinación con betalactámicos se puede lograr un sinergismo de su actividad contra cocos Gram positivos. Los principales aminoglucósidos son los siguientes: Estreptomicina: Fue el primer agente antituberculoso con el que se contó. Se emplea en combinación con penicilina G, en el tratamiento de la endocarditis bacteriana, además de que su toxicidad es principalmente vestibular y en menor grado coclear. Gentamicina, tobramicina, amikacina y netilmicina: Muchas infecciones pueden ser tratadas exitosamente con estos agentes, pero su toxicidad restringe su uso a situaciones que involucran infecciones que ponen en riesgo la vida, principalmente las causadas por Pseudomona aeruginosa, Serratia, Enterobacter y Klebsiella, casi siempre en combinación con un betalactámico. Estos agentes son empleados algunas veces como parte de una “terapéutica ciega” para infecciones serias de etiología desconocida, en las cuales una penicilina penicilinasa-resistente o una cefalosporina se combina con el aminoglucósido. 26 La netilmicina se utiliza para el tratamiento de infecciones del tracto urinario complicadas, principalmente las causadas por Escherichia coli, Serratia spp y Pseudomona aeruginosa, así como infecciones sistémicas graves. Neomicina: Debido a sus efectos tóxicos serios cuando se absorbe sistémicamente, su principal utilidad es en ungüentos dermatológicos y oftálmicos. (Rodríguez, 2002) Macrólidos y lincosamidas Los macrólidos son bases débiles, compuestas de lactonas de 14-16 miembros,
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