Clostridios
Los clostridios forman un grupo muy heterogéneo sobre el que recientemente se han realizado trabajos basados en estudios fenotípicos y genotípicos, que parece indicar que, en la actualidad, es difícil definir la posición sistemática de los Clostridium sp.
Es probable que sean separados en géneros diferentes e, incluso, próximas a las bacterias no esporuladas, con características bioquímicas parecidas.
Según la definición clásica, se trata de bacterias de la familia Bacillaccae, G+, de fonna bacilar, anaerobios estrictos si bien algunos pueden resistir concentraciones más o menos fuertes de oxígeno, y esporulados con esporo circular u oval, muchas veces, deformante aunque en ocasiones es difícil ponerlo en evidencia.
Pueden ser móviles, dada la presencia de cilios. Generalmente, son bacterias quimiorganótrofas, glucidoliticas y/o proteolíticas y catalasa negativas. Son mesófilos, aunque su rango de temperaturas es bastante amplio.
El género incluye algunos de los microorganismos más patógenos para el ser humano, como el Clostridium tetani, responsable del tétanos, Clostridium botulinum, productor del botulismo y otros clostridios desencadenantes de la gangrena. Desde el punto de vista de las toxünfecciones alimentarias, los que más interesan son el Clostridium botulinum y el Clostridium perfringens
Características de los clostridios
Clostridium botulinum consituye más un conjunto de especies que una sola especie taxonómicamente definida. Cabe establecer cuatro grupos que incluyen tipos toxigénicos distintos: Grupo I, tipos A, B y F.
Grupo II, tipos B, E y F; Grupo III, tipos Cy D; y Grupo IV, tipo G, según sus características bioquímicas, los catabolitos que producen y su fisiología.
Esta hetereogeneidad se debe a que todas las bacterias aisladas y descritas como productoras de neurotoxinas de tipo botulínico causados por otras cepas de especies ya conocidas: Clostridium barati, que produce toxina F y Clostridium butyricum, que produce toxina E.
Esta especie es un bacilo G+, esporulado y anaerobio estricto; los tipos C y D son algo más oxigeno sensibles. Sus necesidades nutritivas son complejas y su cultivo se debe hacer también en medios complejos.
Las temperaturas óptimas y mínimas de crecimiento, la toxicogénesis, la esporulación y la germinación varían según los tipos.
El pH óptimo está próximo a la neutralidad y se considera que por debajo de 4,5 es imposible que crezca. El pH máximo de crecimiento es 8,3 y la toxina es inestable a un pH alcalino. Las diferentes concentraciones de NaCl inhiben la proliferación y la germinación de estos microorganismos.
El germen puede esporular tanto en cultivo como en medio natural. Sus esporas son termorresistentes y, por tanto, sobreviven un tratamiento térmico insuficiente. En los tipos A y B la termoresistencia es algo más elevada que en el resta, siendo el tipo E el más sensible.
Características de temperatura para Clostridium botulinum.
Toxinas y Toxinogénesis
Las toxinas purificadas son polipéptidos sintetizados por la bacteria bajo dos subunidades: H, do 100 KDa de peso molecular, y L, de 50 KDa. Ambas cadenas separadas son biológicamente inactivas. Estas subunidades se forman como productos de escisión de una cadena polipeptídica. Los diversos tipos identificativos sufren una escisión más o menos completa; en la forma C se han identificado dos subtipos: C 1 y C2.
Forman agregados al asociarse a una hemaglutinina, no tóxica, y a otros polipéptidos, no tóxicos, que las pueden proteger a su paso por el estómago. Aparecen durante el crecimiento de las bacterias en medios complejos y se liberan rápidamente, de ahí la denominación de exotoxinas. Algunas cepas producen más de un tipo.
La C2 no es una neurotoxina, sino una toxina parecida a las enterotoxinas.
Estamos ante neurotoxinas con efecto paralizante periférico, nos causan un bloqueo en la liberación de acelilcolina (Ach) a nivel presináptico.
Actúan en tres etapas:
- Fijación de la toxina por la fracción H a receptores presinápticos. No requiere energía, ni iones Ca+; es parcialmente reversible con suero antibotulínico.
- Penetración de la toxina en las vesículas presinápticas. Precisa energía y no es reversible. No se tiene certeza sobre el proceso por el que atraviesa la membrana: se cree que es por endocitosis
- Lisis, que se traduce en parálisis. Afecta al espacio presináptico. El bloqueo de liberación de Ach se desconoce, aunque se sospecha de un proceso enzimático; el resultado es la falta de secreción de Ach y, por tanto, de la excitación muscular. Los animales tienen distinto grado de sensibilidad a los tipos de toxinas: de este modo, el ratón, por ejemplo, os muy sensible a todos, y el ser humano lo es, sobre todo, a los tipos A, B, E y F.
Las toxinas botulínicas son una de las sustancias más tóxicas que se conocen, con una dosis letal de 10-8 gramos para una persona adulta. Es posible inactivarlas por calentamiento a 80°C durante diez minutos.
La intoxicación por Clostrídium botulínum es una de las formas de intoxicación alimentaria de la que se tienen descripciones seguras más antiguas.
En 1795 Wurttemberg lo relacionó por primera vez con el consumo de un alimento, ya que ocasionó un brote tras el consumo de un tipo de embutido local parecido al botillo leonés. Durante algunos años se siguieron registrando casos de la llamada «intoxicación par salchichas», vinculados siempre con embutidos de productos animales no musculares.
Esta situación llevó al oficial médico local Justinus Kerner a investigar la enfermedad, que fue conocida como botulismo (del latín botulus, «salchicha»). Observó que el calentamiento previo del embutido era una constante necesaria para que apareciera la toxicidad, y que ésta era menos probable en embutidos de pequeño tamaño o en los que dejan bolsas de aire.
En 1896 Van Ermengem, discípulo de Robert Koch y profesor de bacteriología de 1a Universidad de Gante, aisló y describió el organismo responsable. Confirmó que la enfermedad era consecuencia del consumo de alimentos que contenían una toxina termolábil producida por un bacilo anaerobio, al que llamó Bacillus batulinus, y que en 1925 fue reclasificado como Clostridium botulinum.
Cuadro clínico de los Clostridios
Es un ejemplo típico de intoxicación alimentar en su sentido estricto, ya que es consecuencia de la ingestión de la toxina que el bacilo produce en el alimento.
Los síntomas derivados de la intoxicación botulínica reflejan la acción de la toxina sobre las fibras nerviosas colinérgicas, que tienen como mediador Ach. De esta clase son las fibras colinérgicas de la musculatura lisa, las terminaciones parasimpáticas postganglionares y algunas simpáticas postganglionares.
Los síntomas aparecen tras una incubación que oscila entre dos horas y ocho días; lo más frecuente es que dure entre doce y veinticuatro horas. Se caracterizan por parálisis oculares que incluyen problemas en la acomodación, midriasis, diplopia y, más raramente estrabismo y oftalmoplejia; sequedad de boca por defecto en la salivación; alteraciones en la deglución como disfagias, y del habla, como disfonías y con frecuencia, retención urinaria; y ausencia de alteraciones sensitivas.
Las parálisis oculares son propias de las formas leves; suelen ser los síntomas que antes aparecen y que más tarde se solucionan. En las manifestaciones graves hay parálisis de los músculos respiratorios. Intercostales y del diafragma y, raramente, de la musculatura estriada voluntaria. Casi nunca aparecen vómitos. En las formas más graves puede haber pérdidas de conciencia.
Sí bien, en los casos mortales, es típico que el paciente permanezca consciente hasta poco antes del final que suele suceder entre el primer y el séptimo después de surgir los síntomas.
Clínicamente, se puede hacer poco tras la absorción completa de la toxina, aunque los antagonistas del bloqueo neuromuscular pueden producir mejorías. Por esta razón la supervivencia depende del diagnostico y del tratamiento precoz, con lavado alcalino gástrico, administración intravenosa de antitoxinas especificas o polivalentes y refuerzo mecánico de la respiración en los casos en que sea necesario.
La tasa de mortalidad elevada (entre un 20% y un 50%) aunque depende de diferentes factores: el tipo de toxina, la A produce más mortalidad, la cantidad de toxina ingerida, la clase de alimento, la rapidez en la aplicación del tratamiento. El botulismo infantil tiene algunas diferencias génicas respecto al cuadro clásico, ya que es consecuencia de la colonización del intestino por parte del bacilo y de la producción de la toxina in situ.
Es usual en edades comprendidas entre dos semanas y seis meses, sobre todo, en tomo al momento de introducción de alimentos no lácteos. Además, pueden estar implicados otros factores ambientales distintos de los alimentos; con cierta frecuencia se ha señalado la responsabilidad de la miel en estos cuadros.
Los síntomas tienen relación con el botulismo clásico y su mortalidad es baja en los casos tratados.
Epidemiología
El bacilo está en el suelo y en el sedimento marino-,desde estos lugares puede contaminar los alimentos. Diversos estudios han demostrado una distribución desigual de los distintos tipos de bacilos, tanto en habitat como en continentes. Así, el tipo E es el que más abunda en los sedimentos marinos y, por tanto, el que se adquiere por consumo de pescado; el tipo B predomina en Europa y en América del Norte, mientras que los tipos C y D se dan más en África y en Europa del Norte.
Las buenas prácticas de fabricación en las industrias conserveras han hecha que disminuyan bastante los casos de intoxicación causados por alimentos, desplazando el riesgo a las conservas caseras insuficientemente esterilizadas. Los productos implicados con más frecuencia son las carnes, especialmente, de cerdo, y las hortalizas y verduras. Las semiconservas de pescado, los ahumados y las salazones, constituyen otra fuente de intoxicación.
Prevención
La prevención se ha de centrar en una tecnología alimentaria correcta. En todos los casos se limpiará cuidadosamente la materia prima que se ha de conservar, y se manejarán productos frescos.
A nivel industrial, se cuidarán los tratamientos de esterilización y las concentraciones de sal mediante controles bacteriológicos del producto y vigilancia e higiene en su distribución.
A nivel familiar, se debe cuidar el proceso de esterilización de conservas usando recipientes de tipo autoclave; se han de hacer salazones y ahumados correctos y conservar en lugares frescos estos productos, especialmente, las semiconservas.
Clostridium perfríngens
Características
Antes conocido como Clostridium welchii, es un bacilo G+, bastante grueso y recto, que se presenta aislado o en parejas. Sus esporos, raros de ver in vitro, son grandes, ovales, centrales o subterminales y deformantes carece de cilios, por lo que es totalmente inmóvil.
Tres cuartas partes de las cepas poseen una cápsula contiene hemolisinas, es gelatinasa + y fermenta la glucosa, la lactosa, la maltosa y la sacarosa produciendo ácidos los más importantes son el acético, el butírico y el caproico.
A pesar de que es un organismo bio catalasa-negativo, puede crecer y sobrevivir en presencia de oxígeno.Su temperatura cardinal se encuentra entre 12 °C y 50°C, si bien su crecimiento es muy lento por debajo de 20°C; su temperatura óptima varía entre 43°C y 47°C. Tiene un mínimo de crecimiento de 5 y un óptimo de 6 a 7,5. Según el agente humectante, su aw, está entre 0,95 y 0’97, y no crece con una concentración de sal de un 6%.
La termorresistencía de las células es de unos cuantos minutos a 60°C, mientras que las esporas presentan una amplia variación a 100°C, oscilando entre valoresde 0,30 a más de treinta y ocho minutos.La especie se clasifica en cinco tipos denominados mediante las letras A a E de acuerdo con 1a producción de sus cuatro toxinas principales y ocho secundarias. Estos tipos no se diferencian entre sí morfológica ni bioquímicamente.
Desde que en 1892, el bacteriólogo nortean Willian M. Weich lo describió, el Clostridium perfringens era conocido como responsable de la gangrena gaseosa. En 1895 y 1899 se le relacionó con unos brotes de gastroenteritis en un hospital de Londres, pero hasta 1a década de los cuarenta, coincidiendo con nuevos brotes de intoxicaciones en Inglaterra y Estados Unidos, no se identificó como causa de intoxicación alimentaria.
Toxinas y toxinogénesis
El Clostridium perfringens produce numerosas sustancias con actividades muy variadas: ya se ha indicado que las cuatro exotoxinas principales se utilizan para su clasificación en cinco tipos.
La toxina a es una fosfolipasa C que producen todos los tipos; es hemolítica y puede producir mionecrosis. La toxina beta es aún poco conocida; al parecer, ataca a la mucosa intestinal, aumentando su permeabilidad y causando necrosis. Las toxinas se producen como prototoxinas que son activadas por enzimas proteolíticos como la tripsina; incrementan la permeabilidad vascular.
Todas ellas intervienen en el poder patógeno de la bacteria originando gangrenas, enterotoxemias o enteritis necróticas en muchos animales, incluido el ser humano. Ciertas cepas del tipo A producen una enterotoxina implicada en los brotes de toxiinfección humana.
Cuando se ingiere un alimento que contiene un gran número de formas vegetativas, esporulan en el intestino delgado y se produce la liberación de esta endotoxina. En los enterocitos, la toxina se fija a una proteína de membrana: esta unión es imprescindible para poner en marcha su actividad biológica.
Las alteraciones morfológicas que causa son moderadas: hay erosión de los bordes de los enterocitos, pero no una degradación importante. El proceso molecular íntimo que ocurre en las células todavía no se conoce bien; hay alteración de la permeabilidad con pérdidas de agua, Na y Cl, y la absorción de glucosa y el metabolismo oxidativo se inhiben.
Para confirmar la existencia o no de toxiinfección. La sospecha de aparición de clostridios, esporulados o no, en heces del enfermo no es significativa, ya que esta bacteria puede ser un componente normal de la flora fecal humana.
Cuadros clínicos
Se consideran necesarias alrededor de 108 células de Clostridium perfringens para que aparezca una toxiinfección alimentaria. Una vez ingeridas las bacterias, esporulan en el intestino a las seis u ocho horas, liberando la enterotoxina al medio.
Esta liberación induce los síntomas de la enfermedad, consistentes en una gran secreción de líquido, Na y cloruros en el intestino, lo que provoca la aparición de diarreas con dolor abdominal. Estos síntomas suelen aparecer a las ocho o doce horas desde la ingesta del alimento contaminado, período que se explica en función del tiempo necesario para esporular y para que la toxina actúe.
En la mayor parte de los casos no hay vómitos ni fiebre, salvo si se trata de personas poco resistentes. Los síntomas suelen ser benignos, aunque en niños o en ancianos es posible que aparezcan casos graves de deshidratación. La enterotoxina no causa lesiones en la mucosa y sufre una regresión espontánea entre las veinticuatro y las cuarenta y ocho horas, sin dejar secuelas.
A veces se dan formas digestivas agudas con enteritis necrosante y fiebre, pero en estos casos, suelen estar implicadas otras toxinas.
El diagnóstico de una intoxicación alimentaria por este germen se basa en una serie de premisas que, frecuentemente, se cumplen:
Antecedentes de ingesta de un alimento de riesgo.
Síntomas característicos del paciente.
- Eliminación de grandes cantidades de esporas en las heces del enfermo (más de 100/g).
- Demostración de grandes cantidades de células vegetativas del mismo serotipo en el alimento (más de 106 g).
- Presencia de enterotoxina en las heces.
Existe la posibilidad de que no se identifiquen células vegetativas o esporas en los alimentos, o de que se llegue a unos resultados que causen incertidumbre. Si esto es así, es muy útil investigar la toxina a, que sólo se detecta con cantidades de células del orden de 106/g.
El análisis de las heces de los enfermos puede suministrar información, aunque los datos deben interpretarse con mucha cautela, pues, quizá, el nivel de excreción de células sea elevado en personas sanas, pero de edad elevada e institucionalizados. Se tiene certeza si se puede detectar la enterotoxina siguiendo alguna de las técnicas.
Prevención
La prevención de esta modalidad de toxiinfección alimentaria se consigue atendiendo a tres aspectos básicos.
Disminución de la carga microbiana en el alimento en origen. Puesto que el riesgo esta en los productos cárnicos y derivados, se deben seguir unas estrictas normas de higiene en el sacrificio y la preparación de las canales. No se ha de olvidar que el germen es muy ubicuo y frecuente en el intestino de los animales, por lo que existe el riesgo alto en contaminaciones cruzadas.
Adecuación en las condiciones de manipulación y transformación del producto; se han de conseguir temperaturas suficientes en el espesor del alimentó para que mueran las formas vegetativas y se inactiven las toxinas existentes.
Consumo inmediato del alimento, o conservación a temperaturas disgénicas para el germen, es decir, en caliente o refrigerado.
Epidemiología
Aunque los estudios epidemiológicos de toxiinfecciones alimentarias resultan difíciles, los resultados de los que se han registrado demuestran que el Clostridium es una causa bastante frecuente de intoxicación.
Los alimentos afectados con más frecuencia son los productos cárnicos, preparados en gran cantidad y conservados durante largo tiempo a temperatura ambiente; en concreto, los asados, los estofados y las empanadas de carne. Las carnes curadas rara vez están implicadas en este tipo de intoxicación.
Las causas son: una cocción insuficiente, que no destruye los esporas termorresistentes pero si disminuye la flora competitiva, la germinación de estos esporos durante el posterior enfriamiento, favorecido por la anaerobiosis en el centro del producto, el pH o la aw.
Todas estas condiciones conducen a un crecimiento explosivo de células en pocos minutos.
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