Shigella dysenteriae

¿Qué es la Shigella dysenteriae?

Shigella dysenteriae es una bacteria de la familia Enterobacteriaceae, caracterizada por tener forma de bacilo, es aflagelada, se tiñe de rosado con la tinción de Gram, no forma espora ni produce gas al metabolizar carbohidratos.

Esta bacteria pertenece al serogrupo A del género Shigella, ampliamente distribuido a nivel mundial, representando la principal causa de disentería bacteriana o bacilar. Además del serogrupo A, existen otros tres subgrupos principales en este género, representados por las letras B a D (S. flexneri, S. boydii y S. sonnei, respectivamente).

La disentería bacteriana, o shigelosis, es una infección aguda del revestimiento del intestino que se presenta como diarreas acompañadas de fiebre, náuseas o vómitos, cólicos y tenesmo, que afecta principalmente a niños menores de cinco años y ancianos, con elevados índices de morbilidad y mortalidad a nivel mundial.

Shigella dysenteriae es la especie más virulenta del género, siendo el ser humano el único reservorio de esta y las otras Shigella. La fuente de la infección son personas infestadas y la diseminación puede ser de forma directa por la vía fecal-oral, o indirectamente mediante alimentos o aguas contaminadas. El tratamiento es con antibióticos.

Características de Shigella dysenteriae

– Morfología. Bacilo gramnegativo. Es inmóvil (carece de flagelos). No forma esporas. Anaerobio facultativo. No capsulado.

– Características de cultivo. Crece en medios comunes, como agar MacConkey y agar XLD. Fermenta glucosa con producción de ácido, pero no produce gas. No fermenta lactosa (dato útil en diagnóstico).

– Patogenicidad. Es la especie de Shigella más virulenta. Produce la toxina Shiga, que inhibe la síntesis proteica en células del huésped, causa daño endotelial, úlceras intestinales y diarrea sanguinolenta. Puede originar síndrome urémico hemolítico (SUH). Infecta principalmente el colon, invadiendo y destruyendo el epitelio intestinal.

– Transmisión. Vía fecal-oral: agua, alimentos o manos contaminadas. Se requieren muy pocas bacterias para causar infección (alta infectividad). Se asocia a condiciones de hacinamiento y mala higiene.

Taxonomía de Shigella dysenteriae

• Dominio: Bacteria.
• Reino: Pseudomonadati.
• Filo: Pseudomonadota.
• Clase: Gammaproteobacteria.
• Orden: Enterobacterales.
• Familia: Enterobacteriaceae.
• Género: Shigella.
• Especie: Shigella dysenteriae.

Morfología de Shigella dysenteriae

Shigella dysenteriae, como otras bacterias congenéricas, es un bacilo pequeño, con un tamaño que no excede de 1,5 μm de longitud y 0,8 μm de diámetro.

Su pared celular está representada por una capa fina de peptidoglicanos, sin ácidos teicoicos y lipoteicoicos, tampoco presenta cápsula.

La especie es no móvil debido a la ausencia de flagelo. Tampoco presenta fimbrias o pilis. En medio de cultivo sólido crece solo alrededor del sitio de inoculación.

Shigella dysenteriae posee un plásmido de aproximadamente 220 kb que, según los científicos, resulta de vital importancia en el proceso de invasión.

Cultivo de Shigella dysenteriae

Existen diferentes medios de cultivo para el aislamiento e identificación de bacterias del género Shigella. Para incrementar la probabilidad de aislar estas bacterias, se pueden utilizar previamente algunos caldos de cultivo, como:

• Caldo gramnegativo (GN). Este caldo contiene desoxicolato de sodio y citrato de sodio, que inhiben el crecimiento de bacterias grampositivas. Además, contiene manitol y triptosa como fuente de carbono, que favorecen el crecimiento de bacterias que utilicen estos azúcares, como Salmonella spp. y Shigella spp., mientras limitan a las que fermentan dextrosa, como Proteus. También forman parte de este caldo sustancias como nitrógeno, vitaminas, minerales y aminoácidos. Las muestras en este caldo son cultivadas por periodos cortos (4-6 horas) a una temperatura de 35 °C.

• Caldo selenito F y caldo tetrationato. Estos caldos inhiben el crecimiento de la mayoría de las bacterias gramnegativas, pero favorecen el crecimiento de otras bacterias, como Shigella y Salmonella. Los cultivos son mantenidos por períodos un poco más largos (6-12 horas) y permiten incrementar el número de organismos de estos géneros en caso de pacientes con infecciones leves. Luego de incrementado el número de organismos en la muestra, se pueden utilizar diferentes medios (de soporte, diferenciales, moderadamente selectivos o altamente selectivos). Los medios más comúnmente utilizados son los siguientes:
  • Agar Salmonella-Shigella (SS). Es un medio moderadamente selectivo y diferencial, elaborado con peptonas, lactosa, tiosulfato de Na, citrato de Na, citrato de NH4 y hierro III. Mientras, los sustratos verde brillante y bilis de buey son inhibidores de algunas otras especies bacterianas. Las muestras deben ser cultivadas a 35-37 °C y tienen un tiempo de incubación de 18-24 horas. En estos cultivos, las especies de Shigella carecen de las enzimas que le permitan metabolizar la lactosa, por lo cual van a crecer como colonias transparentes, convexas, de 2 a 4 mm de diámetro. A pesar de que este método de cultivo es selectivo y diferencial para Salmonella spp. y Shigella spp., puede inhibir el crecimiento de algunas cepas de Shigella dysenteriae serotipo 1, por lo cual se recomienda usarlo en conjunto con otro medio, como agar MacConkey.
  • Agar MacConkey. Este medio de cultivo contiene sales biliares y cristal violeta, compuestos que inhiben el crecimiento de las bacterias grampositivas. También contiene peptona y lactosa, lo que permite separar bacterias gramnegativas en fermentadoras y no fermentadoras. Todas las especies de Shigella son incapaces de fermentar la lactosa debido a que carecen de las enzimas galactósidopermeasa y galactosidasa. Por ello, las colonias se presentan incoloras o transparentes, convexas y de pequeño tamaño (hasta 4 mm de diámetro), luego de un día de incubación.

Ciclo de vida de Shigella dysenteriae

El único reservorio de Shigella dysenteriae es el ser humano, aunque la bacteria puede sobrevivir hasta 11 días en el agua y cerca de dos meses en la ropa sucia. Cuando penetra el sistema digestivo humano puede tolerar los ácidos gástricos, por lo que requiere un número muy pequeño de células para infectar a un nuevo hospedero.

Una vez en el interior del hospedero, la bacteria se fija a las paredes del intestino delgado y comienza a reproducirse asexualmente por fisión. Durante ese periodo no hay manifestación clínica de la enfermedad. La virulencia está determinada por la presencia de un plásmido esencial para la colonización del epitelio intestinal.

La entrada inicial de la bacteria a la mucosa del colon es vía las células M en los folículos asociados al epitelio, desde las cuales migra sin causar daños, en ese momento es capaz de infectar las células del epitelio intestinal a través de las membranas basolaterales, nunca a través de los bordes ciliados.

En el citoplasma de las células del epitelio, la bacteria se multiplica y se propaga a otras células, causando muerte tisular, así como una respuesta inflamatoria. La enfermedad se agrava por la producción de la toxina Shiga por S. dysenteriae, asociada con el síndrome urémico hemolítico y otras patologías graves.

Durante el tiempo de permanencia de la bacteria en el hospedero, algunas bacterias serán liberadas con las evacuaciones y pueden llegar a colonizar una nueva persona para iniciar nuevamente el ciclo.

Enfermedades causadas por Shigella dysenteriae

Es la más virulenta de todas las especies del género Shigella. Todas pueden provocar shigelosis o disentería bacilar, pero en el caso de S. dysenteriae puede presentar diversos tipos de complicaciones, principalmente megacolon tóxico y síndrome urémico-hemolítico.

• Shigelosis. Es una infección intestinal aguda causada por bacterias del género Shigella. La enfermedad se transmite de una persona contaminada a otra sana de forma directa fecal-oral, o indirectamente al ingerir alimentos o aguas contaminadas. También puede transmitirse por contacto sexual. Los síntomas de la enfermedad incluyen elevación abrupta de la temperatura corporal, que puede llegar a alcanzar los 40 °C, náuseas con o sin vómitos, diarrea generalmente sanguinolenta, con mucus y con sensación de evacuación incompleta, dolor abdominal y de cabeza. La deshidratación es una complicación frecuente en estos casos. En algunos casos, la shigelosis puede presentar síntomas que pueden ser atribuidos erróneamente a una meningoencefalitis.
• Síndrome urémico hemolítico. Enfermedad producida por las toxinas liberadas por diferentes bacterias, entre ellas Shigella dysenteriae, que afecta los vasos sanguíneos del riñón principalmente, pero también puede atacar el sistema nervioso y gastrointestinal. Entre los síntomas del síndrome se encuentran la insuficiencia renal, disminución del número de trombocitos y anemia hemolítica. Además de Shigella, otras bacterias pueden ocasionar el síndrome, como Escherichia coli y las especies de Salmonella.
• Megacolon tóxico. Con el nombre de megacolon se define a un aumento del diámetro normal del colon en más de seis centímetros. Cuando se presenta de forma aguda se llama megacolon tóxico. Entre las causas de esta enfermedad se encuentran la colitis ulcerativa, la enfermedad de Crohn e infecciones por Salmonella, Shigella, Campylobacter, Yersinia y Tripanosoma.

Referencias

1. Shigella dysenteriae. Recuperado de en.wikipedia.org.
2. León-Ramírez, S. Shigelosis (disentería bacilar). Salud en Tabasco.
3. Bush, L.M., Pérez. M.T. Shigelosis (Disentería bacilar). Recuperado de msdmanuals.com.