Lección 11: Cocos Gram Positivos, Universidad

Introducción a los Cocos Gram Positivos

Hoy damos inicio a esta lección explorando los principales grupos microbianos, esenciales en la producción de enfermedades. En esta primera etapa, nos centraremos en los cocos Gram positivos, con énfasis en los géneros Staphylococcus, Streptococcus y Enterococcus.

Históricamente, Streptococcus y Enterococcus se consideraban parte del mismo género. Sin embargo, con el avance de la biología molecular y los estudios sobre el ARN ribosómico 16S, se descubrió que ciertos estreptococos presentaban diferencias significativas con los verdaderos Streptococcus. Por ello, fueron reclasificados bajo el género Enterococcus. A pesar de esta diferenciación, ambos se siguen estudiando en conjunto debido a sus similitudes morfológicas.

Para su estudio, generalmente siempre se empieza por su respuesta a la tinción de Gram, en donde se puede apreciar que ambos géneros tienen morfología de cocos (esféricos), y como responden a la tinción de Gram captando el cristal violeta (colorante primario) y tiñéndose de violeta, son Gram positivos.

Genero Staphylococcus Género Streptococcus y Enterococcus 3 Figure 20.6 Staphylococcus Typical grapelike clusters Photo COtiver Meckes/Photo Researchers, Inc. pelike clusters of Staphylococcus aureus.

Paralelamente, la ausencia de esporas es otra característica común que poseen los géneros Staphylococcus, Streptococcus y Enterococcus, lo que ayuda a diferenciarlos de otros grupos bacterianos formadores de esporas.

A continuación, se mencionan algunas propiedades distintivas que diferencian estos géneros:

Agrupación Celular de Cocos Gram Positivos

• Genero Staphylococcus: se caracteriza por agruparse en racimos o paquetes irregulares, ya que sus células se dividen en tres planos de división sin separarse completamente. De hecho, el término Staphylococcus proviene del griego staphyle, que significa "racimo de uvas".
• Genero Streptococcus y Enterococcus: forman cadenas largas o cadenas cortas debido a su división en un único plano.

1Comisión 12 20/02/2025 Comisionista 1: Daniel Pérez García Comisionista 2: Desirée Luis Suárez Docente: Laila Moujir Moujir Correctora: Diana Toledo Hernández Microbiología Médica

Prueba de la Catalasa en Bacterias Aerobias

Prueba de la catalasa: como ambas son bacterias aerobias, en algunas condiciones el oxígeno puede reducirse de forma parcial y generar compuestos altamente reactivos, conocidos como especies reactivas de oxígeno (ROS).

• Género Staphylococcus: utiliza la enzima catalasa para descomponer las ROS. Por lo tanto, son catalasa positivos.
• Género Streptococcus y Enterococcus: utilizan la superóxido dismutasa (SOD) para descomponer las ROS. Por lo tanto, son catalasa negativos.

CAT 2 H2O2 2 H2O + O2

Esta es una prueba fundamental, ya que una vez identificado que se trata de un coco Gram positivo, el tipo de agrupación nos puede ofrecer una idea orientativa, pero la prueba diferencial y precisa para diferenciar los distintos géneros es la prueba de la catalasa.

Género Staphylococcus

El género Staphylococcus comprende alrededor de 80 especies, muchas de las cuales están mayoritariamente presente en la mucosa y en la piel de los humanos y de otros mamíferos y aves. De hecho, el nombre de algunas especies obedece al lugar donde habitan:

• Staphylococcus epidermidis: su nombre alude a su presencia en la piel, concretamente en las capas superficiales.
• Staphylococcus aureus: su denominación se debe a su característico color amarillo dorado, a diferencia de otras especies del género.
• Staphylococcus capitis: se encuentra principalmente en las glándulas sebaceas.
• Staphylococcus haemolyticus y S. hominis: se localizan en lugares donde hayan glándulas apocrinas, como las ubicadas en ingles y axilas.
• Staphylococcus saprophyticus: saprofito que se desarrolla en tejidos muertos.

Como se mencionó anteriormente, sabemos que son cocos Gram positivos y catalasa positivos, que se dividen en 3 planos, adoptando su característica agrupación en racimo. Además, son bacterias inmóviles, ya que carecen de flagelos.

A diferencia del género Streptococcus, los Staphylococcus son poco exigentes nutricionalmente, ya que pueden crecer en medios generales y ricos, como el agar nutritivo. Además, tienen la capacidad de tolerar altas concentraciones de NaCl, soportando hasta un 7,5% de sal, lo cual es extremo para la mayoría de bacterias patógenas.

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Resistencia a la Sal y Diagnóstico

Debido a esta resistencia a la sal, son consideradas bacterias halotolerantes.

Esta característica es clave para su diagnóstico microbiológico, ya que permite el uso de un medio de cultivo conocido como el manitol-sal-agar (MSA), el cual es selectivo y diferencial, y que está diseñado específicamente para el aislamiento de Staphylococcus.

A modo de curiosidad, existen una serie de microorganismos capaces de crecer en ambientes extremos, ya sea porque presentan una altísima concentración de sal (muy superior al 7,5%) o por sus temperaturas extremadamente altas o bajas; todas estas son catalogadas por algunos microbiólogos como arqueas (antiguamente arqueobacterias).

Volviendo al género Staphylococcus, la mayoría son especies anaerobias facultativas, hecho que les permite crecer en ausencia o en presencia de oxígeno. También, tienen una amplia capacidad para adaptarse a diversas condiciones térmicas, ya que pueden desarrollarse en un rango de 18℃ hasta 40°C.

Estos microorganismos también son capaces de fermentar los hidratos de carbono, lo que da lugar a la producción de ácido láctico como principal producto metabólico.

Por último, podemos diferenciar dentro del género Staphylococcus aquellos que actúan como patógenos verdaderos (S. aureus), o como patógenos oportunistas causando infecciones bajo ciertas circunstancias, generalmente cuando expresan factores de virulencia que normalmente no presentan, y en individuos inmunodeprimidos.

En este contexto, el género Staphylococcus junto con los Streptococcus y las enterobacterias, abarcan una amplia gama de infecciones clínicas, siendo responsables de casi todas las enfermedades bacterianas posibles. Estas incluyen infecciones en la piel y tejidos blandos, osteomielitis, bacteriemias, neumonía, endocarditis, infecciones en prótesis de válvulas cardíacas y articulares, así como infecciones urinarias.

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Enfermedades Frecuentes por Staphylococcus

Especies frecuentes de Staphylococcus y sus enfermedades

En esta tabla, recogida del Murray, se describen las principales enfermedades que ocasionan estos microorganismos. Se enumeran todas, destacando que Staphylococcus lugdunensis fue la última especie en ser descrita, a finales de la década de los 80. Esta bacteria se encuentra en las propias fosas nasales, y de ella se aisló un antibiótico denominado lugdunina.

Es fundamental mencionar a Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (SARM).

Staphylococcus Aureus

1. STAPHYLOCOCCUS AUREUS

Staphylococcus aureus se distingue por su característico color amarillo dorado, observable en la imagen. Esto se debe a la producción de carotenoides.

Dentro del género Staphylococcus, las especies se diferencian mediante la prueba de la coagulasa, un método clave en el diagnóstico.

Esta prueba consiste en incubar la bacteria en un tubo con plasma (en lugar de suero, ya que este no contiene fibrinogeno). Si se trata de Staphylococcus aureus, la bacteria convertirá el fibrinogeno en fibrina, formando un coágulo en el medio. Esta capacidad le permite protegerse dentro del coágulo de fibrina, multiplicarse, evadir la respuesta inmune y, posteriormente, disolverlo para facilitar su diseminación.

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Diferenciación por Coagulasa

De este modo, Staphylococcus aureus es la única especie del género que es coagulasa positiva en esta prueba. En contraste, el resto de especies del género son coagulasa negativas (menos virulentos).

Coag + Coag-

Aproximadamente el 30% de los adultos sanos están colonizados por esta bacteria, principalmente en las fosas nasales, nasofaringe, pliegues, axilas y vagina. Alrededor del 15% del total se mantienen colonizados de manera permanente.

La capacidad de una bacteria para causar una enfermedad infecciosa no depende únicamente de su clasificación dentro de una especie, sino también de la variabilidad entre sus cepas, ya que no todas poseen el mismo potencial patogénico. Para que una infección se desarrolle, deben cumplirse las siguiente circunstancias:

Factores de Virulencia Bacteriana

En primer lugar, las bacterias deben contar con factores de virulencia, que incluyen tanto componentes estructurales como la producción de toxinas y enzimas. Estos elementos les permiten llevar a cabo los siguientes procesos esenciales para el desarrollo de la infección.

1. Adhesión a una superficie mediante proteínas especializadas.
2. Colonización y multiplicación.
3. Invasión.
4. Daño tisular, facilitado mediante la producción de toxinas y enzimas.

En segundo lugar, la bacteria tiene que tener la capacidad de evadir el sistema inmune del huésped, el cual actuará constantemente para detener la infección. De esta forma:

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