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INSTITUTO TECNOLÓGICO MAYA DE ESTUDIOS SUPERIORES Finca Municipal Chipar, San Juan Chamelco Alta Verapaz Unidad Académica No. 31 de la Universidad de San Carlos de Guatemala Carrera de Ingeniería en Industria Alimentaria. MICROBIOLOGÍA STAPHYLOCOCCUS AUREUS FATIMA DULCE MARÍA GARCÍA HERNANDEZ GABRIELA ARELÍ BELTETHÓN RAMÍREZ San Juan Chamelco, Alta Verapaz, Octubre 2021 INTRODUCCIÓN Staphylococcus aureus es una bacteria muy resistente en el medio ambiente y está ampliamente distribuida en la naturaleza. Su principal reservorio son los animales y las personas. En determinadas condiciones, S. aureus produce toxinas estafilocócicas, enterotoxinas muy resistentes que una vez formadas en el alimento son extremadamente difíciles de eliminar. Estas toxinas son las responsables de la mayoría de toxiinfecciones alimentarias estafilocócicas asociadas al consumo de alimentos contaminados. Los principales síntomas de esta toxiinfección son los habituales de una gastroenteritis. Los alimentos más frecuentemente implicados en toxiinfecciones por S. aureus son los alimentos consumidos en crudo, tanto de origen animal (leche, carne y huevos) como vegetal (frutas, verduras, etc.), y los productos derivados listos para su consumo. Para prevenir las toxiinfecciones por enterotoxinas estafilocócicas se recomiendan unas correctas prácticas de higiene, manipulación y conservación a lo largo de la cadena alimentaria, especialmente en alimentos que vayan a consumirse crudos. En este trabajo se presentará información acerca de la bacteria Staphylococcus aureus, que es, como se transmite, efectos en la salud, exposición alimentaria, prevención, etc. OBJETIVOS • Saber qué es la bacteria staphylococcus aureus y cómo se origina • Conocer las condiciones de crecimiento de S. Aureus • Identificar las diferentes vías de transmisión de la bacteria • Distinguir los diferentes efectos en la salud que produce la bacteria STAPHYLOCOCCUS AUREUS Staphylococcus es un género de bacterias anaerobias que comprende 32 especies y se encuentra ampliamente distribuida en el medio ambiente. Su principal reservorio son los animales y las personas, encontrándose habitualmente en la piel, cabello, fosas nasales y garganta, por lo que la casi totalidad de la población humana podría ser portadora de dichas bacterias. Por tanto, la probabilidad de contaminar los alimentos es muy alta. Staphylococcus aureus La subespecie Staphylococcus aureus es una bacteria muy persistente en el medio ambiente y ampliamente distribuida en la naturaleza y puede encontrarse en el aire, agua, residuos, maquinaria y superficies de la industria alimentaria. Puede sobrevivir durante largos periodos de tiempo en un ambiente seco, y es muy persistente en alimentos con contenido alto en sales y azúcares. El género Staphylococcus está formado por cocos Gram positivos, con un diámetro de 0.5 a 1.5 µm, agrupados como células únicas, en pares, tétradas, cadenas cortas o formando racimos de uvas. Ogston introdujo el nombre de Staphylococcus, del griego staphyle que significa racimo de uvas, para describir a los cocos responsables de inflamación y supuración. Son bacterias no móviles, no esporuladas, no poseen cápsula, aunque existen algunas cepas que desarrollan una cápsula de limo, son anaerobias facultativas. La mayoría de los estafilococos producen catalasa (enzima capaz de desdoblar el peróxido de hidrógeno en agua y oxígeno libre); característica que se utiliza para diferenciar el género Staphylococcus de los géneros Streptococcus y Enterococcus que son catalasa negativos. Los estafilococos fueron clasificados inicialmente en un género común en la familia Micrococacea además de los géneros Micrococcus, Stomacoccus y Planococcus. Enterotoxinas estafilocócicas S. aureus produce enterotoxinas estafilocócicas muy resistentes, responsables de la mayoría de toxiinfecciones alimentarias estafilocócicas. Aunque las enterotoxinas estafilocócicas son producidas principalmente por Staphylococcus aureus, también otras subespecies como S. intermedius, S. hyicus y S. delphini, pueden producirlas. Se han identificados 16 tipos de toxinas estafilocócicas. Estas enterotoxinas son altamente estables y resistentes al calor, congelación e irradiación, por lo que una vez formadas en el alimento, es extremadamente difícil eliminarlas. Es necesario que S. aureus se encuentre presente en los alimentos en una concentración alta (105-108 UFC/g) en los alimentos para que se produzca suficiente cantidad de enterotoxinas que pueda provocar síntomas en las personas. Condiciones de crecimiento de S. aureus Factores Mínimo Óptimo Máximo Temperatura (ºC) 1,0 40-45 48 pH 4,5 7-8 9,6 Actividad del Agua 0.87 0.89 0.99 Transmisión S. aureus se pueden transmitir a las personas a través del consumo de alimentos contaminados por falta de higiene y manipulación y por inadecuadas prácticas de cocinado y conservación. Las vías de transmisión son las siguientes: Alimento – persona Los manipuladores de alimentos pueden ser portadores de S. aureus, de forma que, si no se mantienen unas buenas prácticas de higiene y manipulación, los alimentos se pueden contaminar. Persona – persona por contaminación cruzada en las fases posteriores de transformación de los alimentos, y en la preparación y cocinado de los alimentos en el hogar. Animal – persona Los animales enfermos pueden ser fuente de infección, como en el caso de la mastitis en rumiantes, que pueden contaminar la leche. Muchos de los brotes de intoxicación de enterotoxinas estafilocócicas se producen en el hogar por un inadecuado cocinado (<45ºC) o una mala conservación de los alimentos (>10ºC). Efectos en la salud humana Intoxicación estafilocócica Los síntomas característicos de la intoxicación estafilocócica son los síntomas propios de una gastroenteritis: náuseas, vómitos, dolores estomacales y abdominales. Los síntomas aparecen rápidamente (1-6h) tras la ingesta del alimento contaminado y pueden durar de 1 a 2 días. La deshidratación ligada a los síntomas gastrointestinales hace que sea de especial importancia en personas con el sistema inmunitario débil (bebés y niños menores de 5 años, personas mayores de 60 años, y enfermos de cáncer, diabéticos, portadores del VIH, pacientes tratados con corticosteroides y otros grupos de riesgo) donde puede desencadenar problemas más graves, como la deshidratación, dolor de cabeza, calambres musculares, alteración de la presión sanguínea y ritmo cardíaco. ¿Quién está en riesgo de infecciones por estafilococos? Cualquiera puede desarrollar una infección por estafilococos, pero ciertas algunas corren un mayor riesgo, incluyendo aquellos que: • Tienen una afección crónica como diabetes, cáncer, enfermedad vascular, eccema y enfermedad pulmonar • Tienen un sistema inmunitario debilitado, como por VIH y sida, medicamentos para prevenir el rechazo de órganos o quimioterapia • Se han sometido a una una cirugía • Usan un catéter, tubo de respiración o de alimentación • Están en diálisis • Se inyectan drogas ilegales • Practican deportes de contacto, ya que pueden tener contacto piel a piel con otras personas o compartir equipo deportivo ¿Cuáles son los síntomas de las infecciones por estafilococos? Los síntomas de una infección por estafilococos dependen del tipo de infección: • Las infecciones de la piel pueden verse como granos o forúnculos. Pueden estar enrojecidos, inflamados y causar dolor. En ocasiones hay pus u otro líquido. Se pueden convertir en impétigo y desarrollar una costra en la piel, o celulitis, un área inflamada y roja de la piel que se siente caliente • Las infecciones de los huesos pueden causar dolor, hinchazón,calor y enrojecimiento en el área infectada. También puede tener escalofríos y fiebre • La endocarditis causa algunos síntomas parecidos a la gripe, como fiebre, escalofríos y fatiga. También causa síntomas como latidos rápidos del corazón, dificultad para respirar y acumulación de líquido en sus brazos o piernas • La intoxicación por alimentos generalmente causa náusea y vómitos, diarrea y fiebre. Si pierde demasiados líquidos, también puede deshidratarse • Los síntomas de la neumonía incluyen fiebre alta, escalofríos y tos que no mejoran. También puede tener dolor de pecho y dificultad para respirar • El síndrome de shock tóxico causa fiebre alta, presión arterial baja repentina, vómitos, diarrea y confusión. Es posible que tenga una erupción similar a una quemadura solar en algún lugar de su cuerpo. Este síndrome puede conducir a fallo orgánico. La capacidad de coagular la sangre gracias a la producción de coagulasas distingue al patógeno virulento, Staphylococcus aureus, de especies de estafilococos coagulasa negativos, menos virulentas. S. aureus coagulasa positivo se encuentra entre los patógenos más ubicuos y peligrosos para el ser humano, tanto por su virulencia como por su capacidad para desarrollar resistencia a los antibióticos. Las especies coagulasa-negativas tales como S. epidermidis se asocian cada vez más con las infecciones intrahospitalarias; S. saprophyticus causa infecciones urinarias. S. lugdunensis, una especie coagulasa negativa, puede causar enfermedades graves con una virulencia similar a la de S. aureus. A diferencia de la mayoría de las especies de estafilococos coagulasa negativos, S. lugdunensis suele conservar la sensibilidad a los antibióticos beta-lactámicos resistentes a las penicilinasas (es decir, sensible a la meticilina). Los estafilococos patógenos son ubicuos. Se localizan, en general en forma transitoria, en las narinas del 30% de los adultos sanos y en la piel de aproximadamente el 20% de las personas; desde estos sitios, los estafilococos pueden causar infecciones en el huésped y en otros individuos. Las tasas de portación son más altas entre los pacientes y el personal de los hospitales. Las infecciones por S. aureus son más prevalentes en los portadores que en los no portadores y generalmente son causadas por la cepa colonizadora. Los estafilococos causan enfermedades por • Invasión directa de los tejidos • A veces, producción de exotoxinas La invasión tisular directa es el mecanismo más común para la enfermedad estafilocócica, incluyendo los siguientes: • Infecciones cutáneas • Neumonía • Endocarditis • Osteomielitis • Artritis infecciosa (séptica) Los estafilococos a veces producen múltiple exotoxinas . Algunas tienen efectos locales, otras desencadenan la liberación de citocinas por parte de ciertos linfocitos T, lo que produce efectos sistémicos graves (p. ej., lesiones de la piel, shock, insuficiencias orgánicas, muerte). La leucocidina de Panton-Valentine (LPV, por su sigla en inglés) es una toxina producida por cepas infectadas por un bacteriófago. La LPV aparece típicamente en las cepas de S. aureus resistente a la meticilina asociado a infecciones extrahospitalarias (EH-SARM) y se ha considerado la responsable de la capacidad de producir necrosis; sin embargo, este efecto no se ha verificado. Las enfermedades estafilocócicas mediadas por toxinas incluyen las siguientes: • Síndrome de shock tóxico • Síndrome de la piel escaldada estafilocócica • Toxiinfección alimentaria por estafilococos Patologías producidas por estafilococos Neumonía por estafilococos La neumonía que ocurre en el ámbito ambulatorio no es común, pero puede desarrollarse en pacientes que • Tener gripe • Reciben corticosteroides o inmunosupresores • Enfermedades broncopulmonares crónicas u otras enfermedades de alto riesgo La neumonía estafilocócica puede ser una infección primaria o el resultado de la diseminación hematógena de una infección por S. aureus en otra parte del cuerpo (p. ej., infección del catéter IV, endocarditis, infección de tejidos blandos) o del uso de drogas inyectables. Sin embargo, S. aureus es una causa frecuente de neumonía intrahospitalaria , incluso adquirida por ventilación mecánica. En ocasiones, la neumonía estafilocócica se caracteriza por la formación de abscesos pulmonares seguida por el desarrollo rápido de neumatoceles y empiema. SARM-AC a menudo causa neumonía necrosante grave. Endocarditis estafilocócica La endocarditis puede desarrollarse principalmente en adictos a las drogas intravenosas y en pacientes con válvulas cardíacas protésicas. Dado el aumento producido en el uso de catéteres vasculares y en el implante de dispositivos cardíacos, S. aureus se ha convertido en una de las causas principales de endocarditis bacteriana. La endocarditis por S. aureus es una enfermedad febril aguda, a menudo acompañada por abscesos viscerales, embolias, pericarditis, petequias subungueales, hemorragia de las conjuntivas, lesiones purpúricas, soplos cardíacos, absceso perivalvular, trastornos de la conducción e insuficiencia cardíaca debida al daño de las válvulas cardíacas. Osteomielitis estafilocócica La osteomielitis se produce con más frecuencia en niños, y causa escalofríos, fiebre y dolor en los huesos afectados. Posteriormente, el tejido blando que lo recubre se torna eritematoso y tumefacto. Puede producirse la infección de las articulaciones, lo que con frecuencia genera derrames, indicativos de una artritis séptica más que de una osteomielitis. La mayoría de las infecciones de las vértebras y los discos intervertebrales en adultos involucra a S. aureus. Artritis infecciosa estafilocócica Las articulaciones generalmente se infectan por vía hematógena, pero la infección también puede ser causada por la extensión de una infección ósea, un traumatismo o una infección directa durante la cirugía articular. Las articulaciones protésicas son particularmente propensas a la infección. La infección estafilocócica de una articulación protésica en los meses posteriores al implante generalmente se adquiere durante la cirugía, mientras que las infecciones que ocurren más de 12 meses después de la cirugía probablemente se deban a la diseminación hematógena. Sin embargo, las infecciones aún pueden ser secundarias a microorganismos que se introdujeron inadvertidamente en el momento del implante y permanecieron inactivos y luego se hicieron clínicamente evidentes varios meses después. Síndrome del shock tóxico estafilocócico El síndrome de shock tóxico estafilocócico puede producirse por el uso de tampones vaginales o como complicación de cualquier tipo de infección por S. aureus (p. ej., infección de una herida quirúrgica, una quemadura o de la piel). Aunque la mayoría de los casos registrados se han producido por cepas de S. aureus sensibles a meticilina (MSSA), son cada vez más frecuentes los atribuibles a MRSA. Síndrome de la piel escaldada estafilocócica El síndrome de la piel escaldada estafilocócica , que está causado por varias toxinas llamadas exfoliatinas, es una dermatitis exfoliativa de la niñez caracterizada por la formación de ampollas de gran tamaño y descamación de la capa superior de la piel. Finalmente, se produce la exfoliación. El síndrome de piel escaldada ocurre con mayor frecuencia en bebés y niños < 5 años. Intoxicación alimentaria por estafilococos La intoxicación alimentaria por estafilococos está causada por la ingestión de una enterotoxina estafilocócica preformada, que es estable frente al calentamiento. Los alimentos pueden estar contaminados por un portador del estafilococo o por una persona con una infección activa de la piel. Los estafilococos se reproducen y elaboran la enterotoxina en los alimentos que no se cocinan totalmente o en los que se dejan a temperatura ambiente. Muchos alimentos pueden actuar como medios de cultivo, y a pesar de la contaminación conservansu sabor y aroma normales. Entre 2 y 8 horas después de la ingesta, se producen náuseas y vómitos graves, típicamente seguidos por cólicos abdominales y diarrea. El cuadro es breve y suele durar menos de 12 horas. ¿Cómo se diagnostican las infecciones por estafilococos? Su profesional de la salud le hará un examen físico y le preguntará sobre sus síntomas. A menudo, los médicos pueden establecer si tiene una infección de la piel por estafilococos al observarla. Para verificar otros tipos de infecciones por estafilococos, se puede hacer un cultivo con un raspado de la piel, una muestra de tejido, una muestra de heces, o muestra de garganta o nariz con hisopo. Otras pruebas como las de imagen se pueden realizar según el tipo de infección. Exposición alimentaria Los alimentos más frecuentemente implicados en toxiinfecciones por Staphylococcus aureus son los alimentos preparados y consumidos en crudo que permanezcan a temperaturas de refrigeración durante largos periodos de tiempo: Alimentos listos para su consumo Carne cruda/ curada, embutidos, huevos crudos, bollería, cremas, salsas, ensaladas, sándwiches, conservas de pescado/carne/verduras. Helado quesos Leche cruda, quesos blandos y semi-blandos y otros derivados lácteos elaborados con leche cruda sin pasteurizar Cuajadas, helados… Frutas y verduras crudas CONTROLES OFICIALES % de muestras positivas / no conformes DATOS EUROPEOS (EFSA-ECDC 2016) En quesos blandos, semiblandos y/o curados elaborados con leche cruda: 0,34% (7 de 2061 muestras). Origen: Italia, Eslovaquia y España) En alimentos procesados: 0,7% (4 de 572 muestras) En planta procesado: 3 muestras (Origen: España) En punto venta: 1 muestra (Origen: Italia) Prevención y control del riesgo Cadena Alimentaria En toda la cadena de producción, distribución y almacenamiento de alimentos, se deben aplicar buenas prácticas agrícolas (BPA) y buenas prácticas higiénicas (BPH) que contribuyen a reducir el número de S. aureus, así como un sistema de autocontrol basado en el Análisis de Peligros y Puntos de Control Crítico (APPCC). Durante la transformación de los alimentos, es importante cumplir con los criterios microbiológicos de las materias primas que puedan ser contaminadas con S. aureus (véase apartado 6). Además, los fabricantes de alimentos crudos susceptibles de ser contaminados con S.aureus (véase apartado 4) deben: Mantener la cadena de frío (por debajo de 6ºC) durante el transporte, almacenamiento y distribución de los alimentos para evitar el crecimiento de la bacteria. Mantener los alimentos con pH inferior a 5 para evitar la formación de las enterotoxinas. TRATAMIENTOS DE INACTIVACIÓN DE LA BACTERIA TRATAMIENTO TÉRMICO La bacteria se elimina con tratamiento térmico superior a 45ºC. Sin embargo, las enterotoxinas estafilocócicas formadas en los alimentos son termoresistentes y no se destruyen con tratamiento térmico. Las 5 claves de la OMS para seguir unas buenas prácticas de higiene y manipulación en la preparación y cocinado de los alimentos: 1. Usar agua y materias primas seguras. Lavar bien con agua corriente las frutas y hortalizas que vayan a consumirse crudas. 2. Mantener los alimentos a temperaturas seguras. Refrigerar los alimentos a temperaturas inferiores a 5°C para limitar el crecimiento potencial de S. aureus en alimentos susceptibles a la contaminación por dicha bacteria. 3. Mantener la limpieza con la consiguiente desinfección de las superficies, utensilios y tablas para cortar. 4. Separar alimentos crudos y cocinados para evitar la contaminación cruzada. 5. Mantener los alimentos a temperaturas seguras. Refrigerar los alimentos a temperaturas inferiores a 5°C para limitar el crecimiento potencial de S. aureus en alimentos susceptibles a la contaminación por dicha bacteria. Las autoridades de referencia de Seguridad Alimentaria recomiendan otras pautas a tener en cuenta: Mantener la cadena de frío durante el transporte, especialmente de los alimentos crudos susceptibles de ser contaminados con Staphylococcus. Cumplir las indicaciones de tiempo y temperaturas de conservación, así como la fecha de caducidad que figuran en el etiquetado de los alimentos. No descongelar los alimentos a temperatura ambiente, sino en la parte baja del frigorífico. Límites legales Las empresas alimentarias deben cumplir los criterios microbiológicos establecidos para las enterotoxinas estafilocócicas en los alimentos de mayor riesgo (leche y quesos) según el Reglamento (CE) 2073/2005 relativo a los criterios microbiológicos aplicables a los productos alimenticios y sus posteriores modificaciones (versión consolidada 01/01/2018), así como las medidas de higiene generales y específicas contempladas en el Reglamento (CE) no 852/2004 relativo a la higiene de los productos alimenticios y sus posteriores modificaciones (versión consolidada 20/04/2009). ALIMENTO Microorganismo Límite Máximo Microbiológico permitido Fase en la que se aplica el criterio Acción en caso de resultados insatisfactorios Quesos a base de leche cruda Estafilococos coagulasa + 10.000 -100.000 ufc/g En el momento del proceso de fabricación en el que se prevea que el número de estafilococos será el máximo Mejoras en la higiene de la producción y selección de las materias primas. Si se detectan valores > 100.000 ufc/g, el lote de queso deberá ser sometido a pruebas para enterotoxinas estafilocócicas Quesos hechos a base de leche sometida a un tratamiento térmico inferior a la pasteurización y quesos madurados a base de leche o suero sometidos a pasteurización Estafilococos coagulasa + 100 -1000 ufc/g En el momento del proceso de fabricación en el que se prevea que el número de estafilococos será el máximo Mejoras en la higiene de la producción y selección de las materias primas. Si se detectan valores > 100.000 ufc/g, el lote de queso deberá ser sometido a pruebas para ALIMENTO Microorganismo Límite Máximo Microbiológico permitido Fase en la que se aplica el criterio Acción en caso de resultados insatisfactorios o tratamiento térmico más fuerte enterotoxinas estafilocócicas Quesos blandos no madurados (quesos frescos) a base de leche o suero sometido a pasteurización o un tratamiento térmico más fuerte Estafilococos coagulasa + 10 - 100 ufc/g Final del proceso de fabricación Mejoras en la higiene de la producción y selección de las materias primas. Si se detectan valores > 100.000 ufc/g, el lote de queso deberá ser sometido a pruebas para enterotoxinas estafilocócicas Leche en polvo y suero en polvo Estafilococos coagulasa + 10 - 100 ufc/g Final del proceso de fabricación Quesos, leche en polvo y suero en polvo, tal como se contempla en los criterios para los estafilococos coagulasa positivos Enterotoxinas estafilocócicas No detectado en 25 g Productos comercializados durante su vida útil CONCLUSIÓN Gracias a la elaboración de este trabajo es posible concluir que: Staphylococcus aureus pertenece a la familia Staphylococcaceae. Es Gram positivo, aunque las cepas viejas o los microorganismos fagocitados se tiñen como Gram negativo. Tiene forma de coco y puede aparecer en parejas, en cadenas o en racimos. En relación con su metabolismo, es anaerobio facultativo, coagulasa positivo, catalasa positivo y oxidasa negativo. Sobrevive durante semanas en los cadáveres, en los tejidos y órganos de los animales (carne) y, durante días, en la piel, en el suelo y en la superficie de los objetos metálicos y de vidrio. También puede crecer en soluciones salinas con una proporción de hasta un 15% de cloruro sódico. La transmisión se produce principalmente por ingesta de alimentos contaminados con la bacteria o sus toxinas. En el ámbito laboral, la transmisiónse produce por contacto con personas, animales (zoonosis) o elementos contaminados, ocurriendo principalmente por la contaminación de heridas y mucosas, por la inoculación accidental a través de pinchazos o cortes con objetos contaminados y por mordeduras de animales. Las vías de entrada son Dérmica. Mucosas. Parenteral. Digestiva. Las infecciones que causa pueden ser infecciones locales de la piel y las mucosas (impétigo, foliculitis, forunculosis, conjuntivitis, etc.), e infecciones internas que se complican en individuos inmunodeprimidos, pudiendo producir endocarditis, meningitis, artritis séptica, neumonía y osteomielitis, que pueden llegar a ser mortales. En la industria se puede prevenir por medio de las buenas prácticas agrícolas (BPA), como un sistema de autocontrol basado en el Análisis de Peligros y Puntos de Control Crítico (APPCC) y buenas prácticas higiénicas (BPH): aseo personal, lavado de manos, evitar tocarse la cara o las mucosas con las manos o el guante sucio, tratamiento y aislamiento (cubrir con apósitos) de heridas o lesiones en la piel, utilizar ropa de trabajo y equipos de protección individual. La bacteria se elimina con tratamiento térmico superior a 45ºC. EGRAFÍA • E. Cervantes, R García, P. M. Salazar. (24 de febrero de 2014). Características generales del Staphylococcus aureus. Departamento de Microbiología y Parasitología. Facultad de Medicina, Universidad Autónoma de México (UNAM). Recuperado el 30 de septiembre de 2021 de: https://www.medigraphic.com/pdfs/patol/pt-2014/pt141e.pdf • Staphylococcus aureus. (5 de Julio de 2021). ELIKA Seguridad Alimentaria. Recuperado el 30 de septiembre del 2021 de : https://seguridadalimentaria.elika.eus/fichas-de-peligros/staphylococcus-aureus/ • Cebrián, G. (8 de julio de 2009). Mecanismos de inactivación y resistencia de staphylococcus aureus a diferentes procesos de conservación de los alimentos. Dialnet. Recuperado el 30 de septiembre del 2021 de: https://dialnet.unirioja.es/servlet/tesis?codigo=205644
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