Introducción
El conocimiento sobre las bacterias anaerobias en Costa Rica es poco y es relativamente reciente, ya que para poder lograr condiciones de anaerobiosis en el laboratorio se necesitaban, hasta los años 60, equipos costosos y técnicas bacteriológicas muy difíciles de aplicar, (1) como se ha dado en Costa Rica y en otras partes del mundo, a partir de la introducción de sistemas simples para producir anaerobiosis con equipos y reactivos de relativamente bajo costo, el conocimiento de los anaerobios se desarrolla y permite la retroalimentación para la práctica profesional.
Aun así, en Costa Rica no hay un gran número de microbiólogos que se dediquen al tema, la taxonomía está en permanente revisión e infinidad de aspectos se mantienen sin información o se inclinan hacia el empirismo, razón por la cual este estudio trata de guiar, mediante la referencia de muestras de un hospital como el San Juan de Dios, ubicado en la capital San José y perteneciente a la Seguridad Social Estatal, a especies esperables según la muestra del paciente analizada.
Comenzando por el hecho de que históricamente en la evolución biológica, las bacterias anaerobias precedieron largamente a las aeróbicas y sin duda, predominaron ampliamente en un mundo vivo que comenzaba a desarrollarse, salta lo importancia de que metabólicamente cuentan con un sinfín de medios para su desarrollo y potencial de infección al ser humano.
Las bacterias anaerobias están diseminadas en la naturaleza. La mayoría de las bacterias anaerobias que causan infecciones en humanos son parte de la flora normal de piel y mucosas, superando en cantidad a las bacterias facultativas en el intestino por un factor de 1000:1, mientras que en piel, boca, vías aéreas superiores y tracto genital inferior femenino la relación anaerobios-facultativos es de 5-10:1. (1) El ser humano puede portar hasta 100 especies de microorganismos diferentes y puede cargar dentro de si hasta 100 trillones (14)
Una vez establecido, ya sea dentro o fuera del hospedero los microorganismos se relacionan con el hospedero dependiendo de la circunstancia, podría ser comensalismo, mutualismo o parasitismo, un ejemplo de un microorganismo anaerobio clásico sería la relación entre Lactobacillus sp en el tracto urogenital de la mujer, donde se da una asociación mutual, pues el Lactobacilo provee protección para prevenir la colonización de otros microorganismos, mientras que obtiene nutrientes del hospedero.
Aunque la piel y algunas cavidades de nuestro organismo como nariz, boca y fauces están expuestas al aire, los anaerobios crecen en estas áreas gracias a que se introducen en los folículos pilosos, surcos gingivales y criptas amigdalinas, donde, por una parte, hay gérmenes aerobios que consumen el oxígeno y por otra, estos son microambientes que los protegen del aire. (2) La microflora anaeróbica de la piel está compuesta fundamentalmente por bacterias de la Propionibacteriaceae y en menor extensión Peptostreptococcaceae en el periné y extremidades inferiores hay colonización por la flora colónica y vaginal. (3) existen factores que determinan la composición de la flora microbiológica usual, por ejemplo, mientras que para muchas bacterias los ácidos grasos son bactericidas, Propiobacteriumsp, puede colonizar los ductos de los folículos pilosos debido a que puede romper los ácidos grasos de la piel, ejemplo de esto, Propiobacterium acnés es un microorganismo que no es fácil de eliminar con solo lavado de la piel. (14)
La riqueza de la flora anaerobia corporal es la razón por la cual casi todas las infecciones por bacterias anaerobias son de origen endógeno. Algunas excepciones de importancia clínica serian los tétanos con Clostridiumtetani, la gangrena gaseosa con Clostridiumperfringens o la diarrea nosocomial provocada por la toxina de Clostridiumdifficile.
Las infecciones en humanos involucran un amplio espectro de microorganismos en relación con la atmósfera más favorable para su desarrollo, la mayoría de las infecciones por anaerobios ocurren cuando microorganismos de la flora normal del paciente acceden a un sitio normalmente estéril como resultado de la ruptura de alguna barrera anatómica, toman importancia factores predisponentes que incluyan la exposición de sitios corporales estériles a grandes inóculos de gérmenes, bajo flujo sanguíneo en el tejido y necrosis que el potencial de oxido-reducción favoreciendo el crecimiento(4), por ende al igual que las bacterias aeróbicas, los microorganismos anaerobios tienen importancia en la morbilidad de procesos infecciosos y su aislamiento y posterior identificación se vuelve imprescindible.
En la práctica clínica, con frecuencia se pasan por alto las infecciones por anaerobios, ya que son difíciles de aislar del sitio de infección, debido a que se requieren condiciones especiales para la recolección, traslado y cultivo de las muestras. (2) por su naturaleza estos microorganismos son de crecimiento lento, lo cual hace difícil el tratamiento, y en los casos de infecciones mixtas, la falta de tratamiento contra gérmenes anaerobios, conduce a una respuesta terapéutica insuficiente con su subsecuente afectación de la evolución del paciente.
En cuanto a sus características para su mejor aislamiento en la muestra clínica, los anaerobios en general poseen un metabolismo de tipo fermentativo, en el cual sustancias orgánicas son los aceptores finales de electrones, aunque también pueden obtener energía a partir de la respiración anaerobia. Otras características comunes a los microorganismos anaerobios son sus requerimientos nutricionales complejos, su lento crecimiento y su labilidad, lo cual, sumado a sus requerimientos atmosféricos estrictos (de O2 y CO2 ) hace que su aislamiento sea difícil; además, al ser la mayoría de las infecciones mixtas (aerobios y anaerobios) otros microorganismos menos exigentes y de crecimiento más rápido pueden crecer e inhibirlos si no se toman las precauciones necesarias.
El objetivo fundamental de la incubación en anaerobiosis debe de ser, brindar la atmósfera adecuada para la recuperación de bacterias anaerobias estrictas. Aunque este concepto es elemental y ampliamente difundido, no lo es tanto el hecho de que la atmósfera anaerobia no excluye la recuperación de otros microorganismos que pueden estar presentes en una muestra clínica.
Materiales y métodos
Este estudio es descriptivo, de corte transversal y retrospectivo basado en los registros de microorganismos anaerobios producido y en el análisis diario de muestras del servicio del laboratorio de bacteriología del Hospital San Juan de Dios, San José, Costa Rica.
Como se indica en el libro de Muestras para análisis bacteriológicos, las muestras para anaerobios, ya sea para muestras de abscesos cerrados o abiertos, fueron tomadas con jeringa con tapón de hule y llevadas al servicio de laboratorio en el menor tiempo posible (5).
Durante el trienio fueron analizadas 1545 muestras clínicas de infecciones sospechosas por bacterias anaerobias, estas muestras al llegar al laboratorio son sometidas un cultivo primario inoculándose en tubos con tapón de hule que contienen caldo de carne picada prerreducido (CCPP) con vitamina K y hemina, son incubadas de 24 a 48 horas a 35 grados centígrados para luego realizar una tinción de Gram y analizar la morfología bacteriana, tomando en cuenta la turbidez, producción de gas, olor de la muestra y el cultivo aerobio paralelo, se decide si se envía al Laboratorio de Investigación en Bacteriología Anaerobia los cuales realizan la identificación de la cepa finalmente.
Los datos de esta investigación comprendieron todas las muestras sospechosas que por solicitud del médico o por la naturaleza de la muestra fueran sospechosas para buscar microorganismos anaerobios.
Resultados
Durante el trienio 2014, 2015 y 2016, en el Hospital San Juan de Dios, de las 1545 muestras analizadas como sospechosas de microorganismos anaerobios produciendo infección, se determinó que solo en 245 de las muestras presentaban uno o varios microorganismos anaerobios estrictos para un 15.85% de prevalencia en la población adscrita al Hospital San Juan de Dios en San José Costa Rica.
En cuanto a las semanas epidemiológicas en los tres años no existió una tendencia clara para definir estacionalidad, por semana se encontraron 1.77 casos en promedio, la razón de sexo fue a favor de los masculinos, en una relación de 3 hombres por cada 2 mujeres.
Como se analiza en la figura 1, el género que fue más encontrado fue Bacteriodes con un 61%, seguido de género Clostridiumsp con un 9.5%, en cuanto a las especies en 306 cepas aisladas se identificaron 39 especies diferentes, siendo Bacteroidesfragilis y Bacteroidesovatus las más aisladas con un 34.9 respectivamente, en cuanto a las especies de cocos Gram positivo que fueron más relevantes fueron Peptostreptococcusanaerobius y Gemellamobillorum % con un 4.6% de las muestras positivas, encontrándose principalmente en abscesos.
En cuando a las muestras, en donde más se aislaron anaerobios en el centro hospitalario fueron los líquidos de cavidad abdominal con 44.8% de las muestras, seguido de los abscesos con 37.6% muestras, también se aislaron de heridas, líquidos pleurales y sangre como se detalla en la tabla 1.
En cuando la tendencia de aparición de casos no existió, un patrón definido en las semanas epidemiológicas, fue un comportamiento muy homogéneo, y solo en el 2015 como se denota en la grafica permite demostrar una especie de pico, pero se necesitarían mayor cantidad de datos para poder realizar un canal endémico.
El morfotipo que predominó en la tinción de Gram, fueron los bacilos Gram Negativos con 68.6% de las especies, seguido de los bacilos Gram positivos con 18.6% de las cuales 13.4% son productores de esporas como lo son las especies del género Clostridium, y por último se encontraron 9.8% y 2,9% de cocos Gram positivos y cocos Gram Negativos respectivamente.
Discusión
Las bacterias anaerobias son importantes porque juegan un rol serio o a veces fatal, en las infecciones e intoxicaciones, los datos del presente estudio tratan de entender como la población puede estar expuesta, con qué frecuencia y la prevalencia de las diferentes especies involucradas. En el presente trabajo se obtuvo un 15.9% de muestras positivas por bacterias anaerobias a partir de muestras de pacientes, lo cual difiere considerablemente de otros datos en estudios similares, en donde mencionan una prevalencia que ronda hasta el 40% (6) esto podría deberse a los procedimientos pre analíticos en la toma de muestra o a la naturaleza de selección de las muestras sospechosas sometidas a análisis. Además se debe de tomar en cuenta que las bacterias anaerobias estrictas u obligadas con la mínima exposición al oxígeno, pueden morir, por lo cual la mayoría de patógenos aislados son anaerobios aerotolerantes, pues existen algunos que pueden sobrevivir pero no pueden llevar sus procesos metabólicos a cabalidad.
En cuanto a las especies que fueron encontradas, como hace referencia Hamdan, las bacterias anaerobias clínicamente importantes corresponden a: a) seis géneros de gran negativos: Bacteroides, Prevotella, Porphyromonas, Fusobacterium, Bilophila, y Sutterella; b) cocos gram positivos: Peptostreptococcus;
c) gram positivos formadores de esporas: Clostridium; no formadores de esporas: Propionibacterium, Actinomyces, Eubacterium, Lactobacillus, Bifidobacterium; y cocos Gram negativos: Veillonella, según esta lista y comprándola con los datos recolectados en el hospital San Juan de Dios de San José, Costa Rica, en el trienio, existe similitud en especies como Bacteriodes, Prevotella, Porphyromonas, PeptostreptococcusActinomyces, Eubacterium y otras especies encontradas en menor número.
En un estudio multicéntrico japonés realizado en 2010, en muestras de infecciones quirúrgicas, se encontró que en 422 muestras de infecciones primarias, los microorganismos que predominaron al igual que en hospital San Juan de Dios en Costa Rica, fueron los Bacilos Gram Negativos anaerobios, es más, en este estudio fueron aun más aislados que los Bacilos Gram Negativos aeróbicos, específicamente las especies más aisladas fueron, B. fragilis seguida por Bacteroidesthetaiotaomicron, y en cuento a las especies de Gram positivos anaerobios más aislados de fueron Parvimonas micra, Eggerthella lenta, Streptococcusconstellatus, Gemellamorbillorum, y Collinsellaaerofaciens principalmente. (7) También en un estudio argentino, se determinó por dos metodologías diferentes, y se denota como los medios convencionales, permiten analizar de forma correcta muchas de las especies encontradas en este estudio y en proporciones muy parecidas a las encontradas en Costa Rica(15).
Pese a que este estudio fue dirigido a un tipo de muestra específico, los resultados guiaron a un alto aislamiento de bacilos Gram negativos anaerobios, razón de más para darle importancia a los aislamientos de este morfotipo bacteriano en las infecciones primarias o post quirúrgicas.
Como lo ejemplifica en la mayoría de especias aisladas, casi todas las infecciones por anaerobios provienen de la flora normal propia del individuo y de su correspondiente zona anatómica, por ejemplo, en la zona abdominal, con las infecciones de Bacteriodesfragilis, esta especie fue la más hallada en líquidos de cavidad abdominal durante el año 2016 con 59 aislamientos. Especies de Bacteriodes mantienen una relación compleja y generalmente beneficiosa con el huésped cuando están en el intestino, pero cuando se escapa este entorno pueden causar patología significativa, incluyendo bacteremia y formación de abscesos. (8)
Otro ejemplo de flora normal produciendo patología en una zona cercana es Peptostreptococcusanaerobius, este forma parte de la flora de la boca, intestino y genitales, que tuvo 7 aislamientos produciendo abscesos, si bien es conocido que los cocos gram positivos son un grupo bacteriano heterogéneos, estudios sugieren que los cocos gram positivos son los microorganismos anaerobios más aislados solo precedidos por Bacteriodes sp. (9) Además en el caso de úlceras, se demostró que existe un numero significativamente mayor de bacterias anaerobias en úlceras con infecciones polimicrobianas versus úlceras no infectadas, específicamente Peptostreptococcussp y Prevotellasp, sugiriendo que se dan interacciones sinérgicas de estos géneros como microorganismos más comúnmente aislados como por ejemplo Staphylococcusaureus, esto en la patología de las úlceras crónicas. (10) También en piel, el género Prevotellasp que fue aislado en 11 abscesos, cabe resaltar que el hábitat primario del Género Prevotella en cavidad bucal es el surco gingival, y se han asociado con casos de periodontítis, infecciones de los conductos radiculares y abscesos de origen dentario y periodontal (11). Otro ejemplo importante en cavidad oral fue F. nucleatum que, aunque fue aislado en liquido pleural, en el medio odontológico tiene una gran importancia en la cavidad oral (17). Siempre en el ámbito de la cavidad oral varios artículos hacen referencia a las Especies de Veionellasp, que se aisló varias veces en diferentes muestras en este estudio, en donde se menciona la importancia en la enfermedad periodontal específicamente en la periodontitis agresiva (18).
Cabe resaltar también la importancia de cepas del grupo Clostridiumsp que pueden en piel producir mionecrosis o gangrenas gaseosas como C. perfringens, C. septicum y C. bifermentans, esto por las toxinas que pueden producir (16).
En cuanto a las muestras de cavidad abdominal, el género Bacteroidessp predominó, especialmente B. fragilis, en donde amplía la evidencia dada por varios autores, incluyendo abscesos intraperitoneales y viscerales y peritonitis causados por la alteración de la integridad de la mucosa intestinal (12).
La transformación de un microorganismo comensal en uno patógeno puede deberse a la adquisición de genes que codifican para factores de virulencia. Los principales factores de virulencia presentes en anaerobios incluyen: habilidad de adhesión e invasión de tejidos, producción de toxinas, síntesis de enzimas histolíticas, producción de superóxido dismutasa y catalasa, factores procoagulantes y los constituyentes de la superficie bacteriana como los polisacáridos capsulares y lipopolisacáridos. (12)
La mayoría de estos factores pueden encontrarse en diferentes especies del género Bacteriodessp siendo B. fragilis la especie en que se han descrito más factores de virulencia, pese a que no fue encontrado en este estudio en hemocultivos, existen revisiones donde es el germen más frecuentemente aislado en las bacteremias por anaerobios, que en la mayor parte de las series supone más del 50% de los aislamientos (13).
El polisacárido capsular de Bacteroides del grupo fragilis es otro factor de virulencia importante, ya que se comporta en forma similar a las cápsulas de otras bacterias, es decir, le confiere al germen “la lanzay el escudo” en cuanto favorece su poder invasivo y dificulta la acción defensiva de los leucocitos polimorfonucleares. Aun más, está claramente demostrada su participación en la formación de abscesos (1).
En el tracto gastrointestinal después de la válvula ileocecal, se produce un cambio radical, Bacteroidesfragilis, Peptostreptococcaceae, clostridios y coliformes, son los gérmenes más frecuentemente aislados. En algunos estudios se muestra que Bacteroidesfragilis es un componente menor de las heces, pero es un componente mayor de la mucosa del colon. (4)