Clostridium perfringens (anteriormente conocida como C. welchii , o Bacillus welchii ) es un Gram-positivo en forma de barra,, anaeróbica , formadora de esporas bacteria patógena del género Clostridium . [1] [2] C. perfringens está siempre presente en la naturaleza y se puede encontrar como un componente normal de la vegetación en descomposición, sedimentos marinos , el tracto intestinal de humanos y otros vertebrados , insectos y suelo . Tiene el tiempo de generación informado más corto de cualquier organismo con 6,3 minutos enmedio de tioglicolato . [3]
Clostridium perfringens | |
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Microfotografía de bacilos Gram positivos de Clostridium perfringens . | |
clasificación cientifica | |
Reino: | |
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Clase: | |
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Familia: | |
Género: | |
Especies: | C. perfringens |
Nombre binomial | |
Clostridium perfringens Veillon y Zuber 1898 Hauduroy et al. 1937 |
C. perfringens es una de las causas más comunes de intoxicación alimentaria en los Estados Unidos, junto con el norovirus , Salmonella , Campylobacter y Staphylococcus aureus . [4] Sin embargo, a veces se puede ingerir y no causar daño. [5]
Las infecciones por C. perfringens muestran evidencia de necrosis tisular , bacteriemia , colecistitis enfisematosa y gangrena gaseosa , también conocida como mionecrosis clostridial . El nombre específico perfringens se deriva del latín per (que significa "a través") y frango ("estallido"), que se refiere a la ruptura del tejido que se produce durante la gangrena gaseosa. [6] La toxina involucrada en la gangrena gaseosa es la α-toxina , que se inserta en la membrana plasmática de las células, produciendo huecos en la membrana que interrumpen la función celular normal. C. perfringens puede participar en infecciones anaeróbicas polimicrobianas . Se encuentra comúnmente en infecciones como un componente de la flora normal . En este caso, su papel en la enfermedad es menor.
La acción de C. perfringens sobre los cadáveres se denomina gas tisular. Provoca una descomposición extremadamente acelerada y no se puede detener con las medidas normales de embalsamamiento . Estas bacterias son resistentes a la presencia de formaldehído en concentraciones normales.
Genoma
C. perfringens tiene un contenido estable de G + C en torno al 27-28% y un tamaño genómico medio de 3,5 Mb. [7] Desde entonces, los genomas de 56 cepas de C. perfringens están disponibles en la base de datos de genomas del NCBI para la comunidad de investigación científica. Genomic investigación ha revelado sorprendentemente alta diversidad en C. perfringens pangenoma , con sólo el 12,6% de los genes del núcleo, identificado como el más divergente Gram-positivas bacterias informaron. [7] Sin embargo, las regiones de ARNr 16S entre las cepas de C. perfringens se encuentran altamente conservadas ( identidad de secuencia > 99,1%). [7]
Motilidad
Aunque carecen de flagelos, las bacterias C. perfringens pueden deslizarse por las superficies porque sus cuerpos están revestidos de filamentos de un extremo a otro. Las variantes de hipermotilidad, como SM101, se encuentran a menudo surgiendo en los bordes de las colonias en placas de agar. El microscopio de video de su movimiento de deslizamiento sugiere que forman filamentos largos y delgados que les permiten moverse rápidamente como bacterias con flagelos. Se utilizó la secuenciación del genoma para identificar la (s) causa (s) del fenotipo hipermotil y sus derivados directos. Al compararlos, las cepas SM124 y SM127, derivados hipermotiles de las cepas SM101 y SM102, respectivamente, contenían polimorfismos de 10 y seis nucleótidos (SNP) en relación con sus cepas parentales. Las mutaciones en los genes de división celular son la característica común de las cepas hipermotiles. [8]
Comida envenenada
La intoxicación alimentaria en humanos es causada por cepas de tipo A capaces de producir el CPE (para la enterotoxina de Clostridium perfringens ). [9] El CPE es un polipéptido de 35,5 kDa que se acumula al comienzo de la esporulación y se excreta a los medios cuando se lisa al final de la esporulación. Está codificado por el gen cpe , presente en menos del 5% de las cepas tipo A, y puede ubicarse en el cromosoma o en un plásmido externo [10].
En el Reino Unido y Estados Unidos, la bacteria C. perfringens es la tercera causa más común de enfermedades transmitidas por los alimentos, con carnes y aves de corral mal preparadas, o alimentos preparados adecuadamente, pero que se dejan reposar demasiado tiempo, los principales culpables de albergar la bacteria. [11] La enterotoxina de C. perfringens (CPE) que media la enfermedad es termolábil (inactivada a 74 ° C (165 ° F)). Puede detectarse en alimentos contaminados (si no se calientan adecuadamente) y heces. [12] El tiempo de incubación es entre 6 y 24 (comúnmente 10-12) horas después de la ingestión de alimentos contaminados.
Dado que C. perfringens forma esporas que pueden resistir las temperaturas de cocción, si los alimentos cocinados se dejan reposar el tiempo suficiente, puede producirse la germinación y el desarrollo de colonias bacterianas infecciosas. Los síntomas suelen incluir calambres abdominales, diarrea, vómitos y fiebre. [13] El curso completo generalmente se resuelve dentro de las 24 horas, pero puede durar hasta 2 semanas en hospedadores ancianos o enfermos. [14]
La intoxicación por C. perfringens también puede conducir a otra enfermedad conocida como enteritis necroticans o enteritis necrotizante por clostridios (también conocida como pigbel); esto es causado por C. perfringens tipo C. Sin embargo, esta infección a menudo es fatal. Grandes cantidades de C. perfringens crecen en los intestinos y secretan exotoxina. Esta exotoxina causa necrosis de los intestinos, niveles variables de hemorragia y perforación del intestino. La inflamación generalmente ocurre en secciones del yeyuno, sección media del intestino delgado. Esta enfermedad eventualmente conduce a un shock séptico y a la muerte. Esta enfermedad en particular es rara en los Estados Unidos; por lo general, ocurre en poblaciones con mayor riesgo. Los factores de riesgo de enteritis necroticans incluyen una dieta deficiente en proteínas, preparación de alimentos poco higiénica, banquetes esporádicos de carne (después de largos períodos de una dieta deficiente en proteínas), dietas que contienen grandes cantidades de inhibidores de tripsina ( batatas ), áreas propensas a la infección del parásito. Ascaris (produce un inhibidor de la tripsina). Esta enfermedad se contrae en poblaciones que viven en Nueva Guinea, partes de África, América Central, América del Sur y Asia. [13]
Es probable que muchos casos de intoxicación alimentaria por C. perfringens sigan siendo subclínicos , ya que los anticuerpos contra la toxina son comunes entre la población. Esto ha llevado a la conclusión de que la mayoría de la población ha sufrido intoxicación alimentaria por C. perfringens .
A pesar de sus peligros potenciales, C. perfringens se usa como agente leudante en el pan para leudar . Se cree que el proceso de horneado reduce la contaminación bacteriana y evita los efectos negativos. [5]
Infección
C. perfringens es el agente bacteriano más común de la gangrena gaseosa . Algunos síntomas incluyen ampollas, taquicardia, hinchazón e ictericia. [15]
Una cepa de C. perfringens podría estar implicada en las lesiones nacientes de la esclerosis múltiple (EM) ( Patrón III ). [16] Las pruebas en ratones encontraron que una toxina producida por una cepa poco común de C. perfringens causaba daños similares a los de la EM en el cerebro, y un trabajo anterior había identificado esta cepa de C. perfringens en un ser humano con EM. [17] Se encontró que los pacientes con EM eran 10 veces más inmunorreactivos a la toxina épsilon que las personas sanas. [18]
Tratamiento
El aspecto más importante del tratamiento es el desbridamiento quirúrgico rápido y extenso del área afectada y la escisión de todo el tejido desvitalizado, en el que los microorganismos son propensos a crecer. La administración de fármacos antimicrobianos, en particular penicilina, se inicia al mismo tiempo. El oxígeno hiperbárico puede ayudar en el tratamiento médico de las infecciones del tejido clostridial. Se dice que “desintoxica” a los pacientes rápidamente. [19]
Diagnóstico
C. perfringens se puede diagnosticar mediante la reacción de Nagler, en la que el organismo sospechoso se cultiva en una placa de yema de huevo. Un lado de la placa contiene anti-alfa-toxina, mientras que el otro lado no. Se coloca una racha de organismo sospechoso a través de ambos lados. Se formará un área de turbidez alrededor del lado que no tiene la toxina anti-alfa, lo que indica una actividad de lecitinasa no inhibida . Además, los laboratorios pueden diagnosticar las bacterias determinando la cantidad de bacterias en las heces. Dentro de las 48 horas desde que comenzó la enfermedad, si el individuo tiene más de 106 esporas de la bacteria por gramo de heces, entonces la enfermedad se diagnostica como intoxicación alimentaria por C. perfringens . [14] Otras pruebas / reacciones: Catalasa: Negativo, Indol puntual: Negativo, [20] Lecitinasa: Positivo, Lipasa: Negativo, Leche tornasol: Fermentación tormentosa, Placa CAMP inversa: Positiva, Productos de cromatografía de gas líquido: (Acético, butírico y Ácidos lácticos).
Por lo general, los síntomas de la intoxicación por C. perfringens se utilizan para diagnosticarla. Sin embargo, el diagnóstico se puede hacer mediante una prueba de cultivo de heces, en la que se analizan las heces en busca de toxinas producidas por la bacteria. [21]
Prevención
El crecimiento de esporas de C. perfringens se puede prevenir cocinando los alimentos, especialmente la carne de res y las aves de corral, a fondo, a las temperaturas recomendadas. Los alimentos sobrantes deben refrigerarse a una temperatura inferior a 40 ° F (4 ° C) dentro de las dos horas posteriores a su preparación. Las ollas grandes de comida, como sopa o estofado con carnes, deben dividirse en pequeñas cantidades y cubrirse para refrigerarlas. Las sobras deben recalentarse a al menos 165 ° F (74 ° C) antes de servir. Una regla general es que si la comida sabe, huele o se ve diferente de lo que se supone, entonces la comida debe evitarse. Incluso si parece seguro, un alimento que ha estado fuera durante mucho tiempo también puede ser peligroso para comer. [14]
Epidemiología
C. perfringens es una de las principales causas de intoxicación alimentaria en los Estados Unidos y Canadá . [22] Las carnes contaminadas en guisos, sopas y salsas suelen ser responsables de los brotes y causan aproximadamente 250.000 casos de enfermedades transmitidas por alimentos en los Estados Unidos cada año. Las muertes debidas a la enfermedad son raras y ocurren principalmente en personas de edad avanzada y personas predispuestas a la enfermedad. [23] Entre 1998 y 2010, se notificaron 289 brotes confirmados de la enfermedad por C. perfringens con 15.208 enfermedades, 82 hospitalizaciones y ocho muertes. [24]
Gas tisular
En los cuerpos humanos post-mortem, C. perfringens puede causar una descomposición extremadamente acelerada . El subproducto, llamado gas tisular, se ralentiza o detiene al embalsamar el cuerpo con aditivos químicos especiales. Ocurre con mayor frecuencia en los cuerpos de personas que han muerto de gangrena , grandes úlceras de decúbito , fascitis necrotizante o que han tenido tierra, heces o agua a la fuerza en las heridas. [ cita requerida ]
Incidentes de intoxicación alimentaria
El 7 de mayo de 2010, "42 residentes y 12 miembros del personal de un hospital psiquiátrico estatal de Louisiana (EE. UU.) Se vieron afectados y experimentaron vómitos, calambres abdominales y diarrea". Tres pacientes murieron en 24 horas. El brote se relacionó con el pollo que se cocinó un día antes de ser servido y no se enfrió de acuerdo con las pautas del hospital. El brote afectó al 31% de los residentes del hospital y al 69% del personal que comió el pollo. Se desconoce cuántos de los residentes afectados se comieron el pollo. [25]
En mayo de 2011, un hombre murió después de presuntamente ingerir alimentos contaminados con la bacteria en un vuelo transatlántico de American Airlines . La esposa y la hija del hombre están demandando a American y LSG Sky Chefs , la compañía alemana que preparó la comida a bordo. [26]
En diciembre de 2012, una mujer de 46 años murió dos días después de comer una comida el día de Navidad en un pub en Hornchurch , Essex , Inglaterra . Ella fue una de las 30 personas que se enfermaron después de comer. Las muestras tomadas de las víctimas contenían C. perfringens . El gerente del hotel y el cocinero fueron encarcelados por delitos derivados del incidente. [27]
En diciembre de 2014, Bessie Scott, de 87 años, murió 3 días después de comer una cena compartida en la iglesia en Nackawic , New Brunswick , Canadá . Más de otras 30 personas informaron signos de enfermedad gastrointestinal, diarrea y dolor abdominal. El director médico interino de la provincia dice que Clostridium perfringens es la bacteria [sic] que probablemente causó la muerte de la mujer. [28]
En octubre de 2016, Alex Zdravich, de 66 años, murió cuatro días después de comer una enchilada, un burrito y un taco en Agave Azul en West Lafayette, Indiana , Estados Unidos . Otros tres que cenaron el mismo día informaron signos de enfermedades transmitidas por alimentos, que coincidían con los síntomas y la rápida aparición de la infección por C. perfringens . Más tarde dieron positivo por la presencia de la bacteria, pero los restos de comida que Zdravich trajo a casa dieron negativo. [29] [30]
En noviembre de 2016, los alimentos contaminados con C. perfringens causaron la muerte de tres personas y enfermaron a otras 22, después de un almuerzo de Acción de Gracias organizado por una iglesia en Antioch, California , Estados Unidos . [31]
En enero de 2017, una madre y su hijo demandaron a un restaurante en Rochester, Nueva York , Estados Unidos, ya que ellos y otras 260 personas enfermaron después de comer alimentos contaminados con C. perfringens . "Los funcionarios del Departamento de Salud Pública del condado de Monroe cerraron los estanques dorados después de que más de una cuarta parte de sus invitados del Día de Acción de Gracias se enfermaron. Una inspección reveló un refrigerador con comida y moho, una junta dañada que impedía que la puerta se cerrara , y el moho crece en el interior ". [32]
En julio de 2018, 647 personas informaron síntomas después de comer en un restaurante Chipotle Mexican Grill en Powell, Ohio , Estados Unidos . Las muestras de heces analizadas por los CDC dieron positivo para C. perfringens . [33]
En noviembre de 2018, aproximadamente 300 personas en Concord, Carolina del Norte , Estados Unidos, se enfermaron por la comida en una barbacoa de la iglesia que dio positivo a C. perfringens . [34]
Referencias
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enlaces externos
- Genomas de Clostridium perfringens e información relacionada en PATRIC , un centro de recursos de bioinformática financiado por NIAID
- Pathema- Recurso de Clostridium
- Tipo de cepa de Clostridium perfringens en Bac Dive - la base de metadatos de diversidad bacteriana