INTOXICACIONES ALIMENTARIAS POR Bacillus cereus

Docente:Alumno :

Universidad Nacional “Pedro Ruiz Gallo”

Microbiología de Alimentos I

Dr. Graciela Albino CornejoRómulo Aycachi Inga.

Lambayeque – Enero 2008

Dr. Graciela Albino Cornejo Rómulo Aycachi Inga

Docente:

Alumno:

Intoxicaciones Alimentarias por Bacillus cereus

¿Qué es una infección alimentaria?– Es la ingestión del patógeno junto con el alimento lo

que conlleva al crecimiento del mismo por invasión de los tejidos, liberación de los mismos o ambos.

– Entre los principales microorganismos causantes de estas patologías tenemos a: Salmonella, Shigella, E. coli EnteroPatógeno, Campylobacter, Yersinia, Plesiomonas, Aeromonas y otros.

GENERALIDADES

¿Qué es una intoxicación alimentaria?– Es un síndrome producido por la presencia de una

toxina liberada por la bacteria patógena. Produce síntomas poco después de la ingestión de los alimentos, ya que no es necesario que se multiplique los m.o. causantes de la enfermedad.

– Entre las bacterias asociadas a estos casos tenemos a: Clostridium botulinum, Clostridium perfringens, Bacillus cereus, Sthaphylococcus aureus.

¿Qué es una toxiinfección alimentaria?– Son las intoxicaciones y las infecciones juntas. – Se las describe como enfermedades causadas por

microorganismos patógenos que se producen poco después (horas o días) de haber consumido un alimento o una bebida no aptos para el consumo.

– El origen del cuadro puede estar en la ingestión de un alimento contaminado con microorganismos que se multiplican y dan lugar a la enfermedad (infección), el consumo de un alimento contaminado por toxinas que se han producido por una proliferación de microorganismos en el sustrato (intoxicación), o bien una combinación de ambas cosas (toxiinfección).

ALGO DE HISTORIA La primera referencia que relacionó la intoxicación

alimentaria con especies sin precisar de Bacillus se hizo en 1906 cuando Lubenau describió un brote en un sanatorio en el que un total de 300 personas, entre internos y personal empleado en el mismo, presentó síntomas de una diarrea copiosa, retortijones de estómago y vómito.

Se aisló un bacilo esporógeno en albóndigas que habían sido preparadas con la carne incriminada.

Si bien Lebenau llamó Bacillus peptonificans al organismo aislado, las propiedades que el describió se parecen a las correspondientes a B. cereus.

SOBRE LAS ENFERMEDADES CAUSADAS POR LOS ALIMENTOS

La Organización Mundial de la Salud (OMS) estima que las enfermedades causadas por alimentos contaminados constituyen uno de los problemas sanitarios más difundidos en la actualidad

Los casos de intoxicaciones o enfermedades por alimentos mal preparados o contaminados por este microorganismo suelen ser frecuentes a pesar de que son perfectamente evitables

La resistencia térmica de esporas de B. cereus en un medio con elevado contenido de agua vuelve a este microorganismo un potencial peligro para el desarrollo de una intoxicación, si las medidas higiénico sanitarias y de elaboración no son las adecuadas.

Se propaga fácilmente a varios tipos de alimentos, especialmente de origen vegetal, pero también se aísla con frecuencia en la carne, en los huevos, y en los productos lácteos.

En los últimos años, la aparición de cepas psicrótrofas en la industria lechera ha conducido a una vigilancia de este microorganismo.

La enfermedad alimentaria producida por B. cereus es infradenunciada, ya que ambos tipos de la enfermedad son relativamente leves y habitualmente duran menos de 24 horas, aunque en ocasiones se presentan formas más graves del tipo diarreico.

Además de B. cereus, se ha demostrado que cepas de B. mycoides procedentes de leche producen toxina diarreágena en 9 días a temperaturas entre 6 ºC y 21 ºC.

Asimismo se sabe que pueden producir enterotoxina un número variable de aislamientos de las sgtes. especies: B. circulans, B. lentus, B. thuringiensis, B. pumilus, B. polimyxa, B. carotarum, y B. pasteurii.

La especie B. thuringiensis ha sido aislada en alimentos, y parece ser que produce una toxina activa en las células Vero.

Bacterias asociadas a patologías alimenticias

INTOXICACIÓN INFECCIÓN TOXICOINFECCIÓN

Bacillus spp. Salmonella spp. Clostridium perfringens

Clostridium botulinum Shigella spp. V. cholerae

Sthaphylococcus spp. Listeria monocytogenes E. coli enterotoxigénico

Yersinia spp.

Vibrio parahaemolyticus

V. vulnificus

Campylobacter spp.

TAXONOMIA Y CARACTERISTICAS DEL MICROORGANISMO

Las cepas de B. cereus son muy variables en cuanto a su crecimiento y características de supervivencia.

Algunas son psicotrofas, siendo capaces de crecer a 4 – 5 ºC pero no a 30 – 35 ºC, mientras que otras cepas son mesófilas y pueden crecer entre los 15 ºC y los 50 – 55 ºC.

La temperatura óptima de crecimiento varía de 30 a 40 grados.

Las formas esporuladas, al igual que en el género Clostridium, son muy termorresistentes, y sólo se eliminan mediante la esterilización.

Por definición, se trata de microorganismos anaerobios facultativos, lo que significa que se desarrollan tanto con las concentraciones normales de oxígeno del aire como cuando este contenido en oxígeno disminuye.

Criterios para la diferenciación de las cuatro especies de Bacillus

emparentadas cercanamente

EspecieMorfología De Las Colonias

Hemólisis MovilidadSensibilidad

A La Penicilina

Inclusión Cristalina

Paraesporal

B. cereus Blanca + + - -

B. anthracis Blanca - - + -

B. thuringiensis Blanca/gris + + - +

B. mycoides Rizoide (+) - - -

HÁBITAT

B. cereus está muy difundido en la naturaleza.

Se aísla con facilidad en el suelo, en el polvo, en las cosechas de cereales, en la vegetación, en el pelo de los animales, en el agua dulce y en los sedimentos.

La facultad para formar esporas garantiza la supervivencia a través de todas las fases de tratamiento de los alimentos y de aquí que el microorganismo se halle presente en la mayoría de las materias primas que se utilizan en su elaboración ya que, tras la germinación, las células están libres de competición con otras células vegetativas.

A partir de este medio natural se difunde fácilmente a los alimentos, especialmente a los de origen vegetal.

Mediante contaminación cruzada, se puede difundir después a otros alimentos, p. ej. A los productos cárnicos.

Se creía que B. cereus era incapaz de crecer a temperaturas por debajo de 10 ºC y que no era capaz de crecer ni en la leche ni en los productos lácteos, conservados en temperaturas comprendidas entre 4 y 8 ºC.

Sin embargo, las cepas psicrótrofas que se han originado son capaces de crecer a temperaturas tan bajas como las comprendidas entre 4 y 6 ºC.

ENFERMEDADES DE TIPO ALIMENTARIO CAUSADO POR B. cereus

En circunstancias normales, la bacteria se halla en los alimentos en concentraciones inferiores a 102 unidades por gramo. En estas cantidades, el alimento puede considerarse inocuo.

En cuanto supera estas cifras, las toxinas que liberan pueden desencadenar una toxiinfección alimentaria.

La intoxicación alimentaria puede ocurrir cuando los alimentos son preparados y mantenidos sin la adecuada refrigeración durante horas antes de ser servidos.

El consumo de alimentos que contienen 105 B. cereus/g o más puede provocarla.

Los alimentos vinculados a brotes han sido carne y verduras cocidas, arroz frito o hervido, crema de vainilla, sopas, leche y brotes de vegetales crudos.

La intoxicación alimentaria por Bacillus cereus es autolimitada y no requiere tratamiento antimicrobiano, el tratamiento es sintomático y ocasionalmente es necesario rehidratación.

SÍNDROME EMÉTICO El síndrome emético es provocado por la toxina

emética, que es una toxina preformada y termoestable, al igual que la de S. aureus.

La dosis necesaria para producir esta toxina es variable y oscila entre 103- 1010 UFC/g.

Es estable a procesos térmicos como 121ºC durante 90 minutos, a la exposición de pH extremos y a la acción de enzimas proteolíticos gástricos e intestinales, como la tripsina y la pepsina.

Se asocia frecuentemente con alimentos como arroz frito contaminado.

Tiene un período de incubación corto, habitualmente de 1 a 6 horas y predominan los síntomas gastrointestinales altos manifestados por náuseas y vómitos que pueden duran de 6 a 24 horas.

Este hecho ha llevado a confundir la intoxicación por B. cereus y atribuirla a S. aureus.

SÍNDROME DIARREICO

Para el síndrome diarreico no se ha dilucidado con claridad cuál es la causa del proceso, aunque se piensa que es debida a la enterotoxina producida en el intestino después de la ingestión de grandes cantidades de células bacterianas.

Es una toxina que se degrada en el tracto gastrointestinal.

La producción de la enterotoxina diarreica está asociada a la ingestión de alimentos inadecuadamente refrigerados.

Resulta de la esporulación del organismo in vivo y de la producción de una enterotoxina diferente de la toxina emética, ya que no es preformada ni termoestable.

Tiene un período de incubación más largo, que promedia entre 10 y 12 horas.

Las manifestaciones se relacionan con la afectación gastrointestinal baja similar a la intoxicación por Clostridium perfringens.

Los síntomas son dolor abdominal, diarrea acuosa profusa, tenesmo y náuseas (raramente se observa fiebre) que generalmente duran de 12 – 24 h, tras lo cual el enfermo se recupera completamente.

Características de los dos tipos de enfermedad causados por B. cereus.

CARACTERÍSTICAS DIARREICA SÍNDROME EMÉTICO

Dosis infecciosa (células) 105 – 107 (total) 105 – 108 (por g.)

Toxina producidaEn el intestino delgado del

hospedadorPreformada en alimentos

Tipo de toxina Proteína Péptido cíclico

Peso molecular de la toxina 50 kDa < 5 kDa

Periodo de incubación (h) 8 – 16 (a veces > 24) 0.5 – 5

Duración de la enfermedad (h) 12 – 24 (a veces varios días) 6 – 24

Síntomas

Dolor abdominal, diarrea acuosa, a veces náuseas ¿debido a la producción de otra enterotoxina?

Náuseas, vómito, malestar (a veces seguido de diarrea)

Alimentos implicados muy frecuentemente

Productos cárnicos, sopas, hortalizas, budines y salsas, leche y productos lácteos

Arroz frito y cocido, pasta, pastelería, tallarines

FACTORES DE VIRULENCIA Y

MECANISMOS DE PATOGENICIDAD

TOXINA EMÉTICA La toxina emética sólo

produce emesis (vómito). Llamada también toxina

cereúlida, consta de una estructura en anillo de tres repeticiones de cuatro términos amino y/o oxiácidos: [D-O-Leu-D-Ala-L-O-Val-L-Val].

Es un péptido ionóforo insoluble en agua.

Esta estructura anular (dodecadepsipéptido) tiene una masa molecular de 1,2 kDa y esta emparentada cercanamente con el ionóforo del antibiótico peptídico valinomicina.

La vía biosintética y el mecanismo de acción de la toxina emética son al presente indefinidos, aunque recientemente se ha determinado que la toxina estimula la vía aferente del nervio “vago” por unión al receptor 5-HT3.

Se desconoce además si la toxina es un producto génico modificado o si es producida enzimáticamente por modificación de componentes del medio de crecimiento.

Teniendo en cuenta la estructura de la cereúlida, es más probable que sea un péptido sintetizado enzimáticamente y no un producto génico.

La toxina emética no es antigénica y es resistente al calor y al pH ácido.

Características de la Toxina EméticaDETERMINACIÓN PROPIEDAD O ACTIVIDAD

Masa molecular 1,2 kDa

Estructura Péptido en forma de anillo

Punto isoeléctrico Sin carga eléctrica

Antigénica No (¿?)

Actividad biológica en primates vivos Vómito

Receptor 5-TH3 (estimulación del fago aferente)

Pruebas de asa de íleon (conejo, ratón) Ninguna

Citotóxica No

Células HEp-2 Actividad de vacuolización

Termoestabilidad 90 min. a 121 ºC

Estabilidad al pH Estable a pH 2 – 11

Efecto de proteólisis (tripsina, pepsina) Ninguno

Toxina producida En el alimento: Arroz y leche a 25 – 32 ºC

Producción Desconocida (probablemente de modo enzimático)

ENTEROTOXINAS Aunque es posible que en la

enfermedad alimentaria por B. cereus estén implicadas varias proteínas, probablemente sea responsable del síntoma principal un solo tipo de enterotoxina.

Sin embargo, se desconoce si la enterotoxina es debida a una proteína única o a una enterotoxina de varios componentes.

Aunque la estructura de la enterotoxina no es evidente, en su actividad es clave una proteína.

Ésta tiene una masa molecular de 38 kDa lo mismo que una proteína madura (344 aa.).

Sigue sin saberse si esta proteína es funcional por si sola como una enterotoxina o juntamente con otras proteínas.

La toxina de B. cereus es por lo menos 100 veces más potente que la enterotoxina de Clostridium perfringens y actúa independientemente de los cationes divalentes.

Aunque las enterotoxinas de B. cereus y C. perfringens rompen la membrana de las células epiteliales, sus mecanismos de acción son muy diferentes.

JAY, 2002 informa que el síndrome diarreagénico puede ser producido por un complejo tripartito integrado por los componentes B, L1 y L2 y denominado “hemolisina BL” (HBL).

En conjunto, este complejo presenta hemólisis, citólisis, dermonecrosis, permeabilidad vascular y actividad enterotóxica y aunque no se ha demostrado que exista una enterotoxina única, parece que la HBL es el responsable del síndrome diarreagénico.

El componente L2 de esta toxina se forma en la fase logarítmica del crecimiento de la bacteria.

Parece ser que son necesarias unas 107 células/mL para que se pueda demostrar la actividad tóxica y la producción de toxina esta favorecida por en el intervalo de pH 6,0 – 8,5

OTRAS TOXINAS

B. cereus produce una gran variedad de toxinas y enzimas extracelulares, que incluyen lecitinasa, proteasas, β-lactamasa, esfingomielidasa, cereolisina (toxina letal para el ratón, hemolisisna I) y hemolisina BL.

La cereolisina es una toxina activada por el tiol análoga a la perfringolisina O. Tiene un peso molecular de 55 kDa y aparentemente no desempeña papel alguno en los síndromes de gastroenteritis transmitida por alimentos.

LA ESPORA La espora de B. cereus es un factor importante en la

enfermedad alimentaria ya que es más hidrófoba que cualquiera de las demás esporas de Bacillus spp., lo que le permite adherirse a varios tipos de superficies.

Las esporas de B. cereus también poseen apéndices y/o pelos que están implicados, al menos en parte, en la adherencia.

Estas propiedades de adherencia permiten que las esporas resistan los procedimientos normales de la desinfección y también coadyuvan a la fijación a las células epiteliales.

Esta adherencia de las esporas a las células epiteliales seguida de germinación y producción de enterotoxinas puede explicar los periodos de incubación prolongados que se observan en algunos brotes relacionados con alimentos.

Propiedades de las toxinas diarreica y emética de Bacillus cereus

PROPIEDAD TOXINA DIARREICA TOXINA EMÉTICA

Peso molecular 50 kDa < 5 kDa

Punto isoeléctrico 4,9 – 5,6 ---

Estabilidad:

Calor Inactivada a 56 ºC, 5 min. Estable a 126 ºC, 90 min.

pH Inestable a pH < 4 y > 11 Estable a pH entre 2 y 11

Proteasas Pronasa, tripsina y pepsina Tripsina y pepsina

Producción:

En alimentos óptimos Preformado (¿?) Preformado

Medios de laboratorio óptimos

Infusión cerebro corazón glucosado

Pasta de arroz

Temperatura óptima 32 – 37 ºC 25 – 30 ºC

Fase de crecimiento Final de la exponencial

Final de la exponencial – estacionaria

(relacionada con la esporulación)

Actividades biológicas:

Inoculación en mono Diarrea en 0,5 – 3,5 h Vómito en 1,0 – 5 h

PROPIEDAD TOXINA DIARREICA TOXINA EMÉTICA

PREVENCION DE LOS PROBLEMAS

CAUSADOS POR Bacillus cereus

La principal medida es el manejo adecuado de los alimentos.

Si los alimentos se preparan de modo que la temperatura se mantenga entre 30 y 50 grados se permite la proliferación vegetativa, cuando se las deja enfriar de forma lenta, las esporas se multiplican y elaboran la toxina.

Las esporas resistentes al calor sobreviven a la ebullición y germinan como sucede cuando el arroz hervido se deja fuera de la heladera.

La fritura rápida o el recalentamiento breve a temperaturas bajas antes de servir el alimento no son adecuados para destruir la toxina termoestable preformada.

El enfriamiento rápido y la refrigeración de alimentos, preparado en grandes cantidades, contribuyen en forma decisiva a prevenir la enfermedad.

En cualquier caso, la aparición de la enfermedad implica la ingestión del alimento contaminado con las suficientes bacterias o toxinas para vencer la resistencia del huésped.

Las informaciones epidemiológicas indican que entre los factores más importantes relacionados con la aparición de brotes de intoxicaciones alimentarias se encuentran las operaciones inadecuadas que se efectúan luego de la cocción.

Por ejemplo, si el enfriamiento es demasiado lento permitiendo que algunas partes del alimento mantengan temperaturas peligrosos entre 10 °C y 60 °C por más de 4 horas.

Por ejemplo, entre los cuidados caseros que hay que tener para prevenir la intoxicación por B. cereus en el arroz, tenemos:

El arroz debe hervirse en pequeñas porciones y varias veces a lo largo del día reduciéndose de este modo el tiempo de almacenamiento previo a la fritura.

Después de hervido, el arroz debe conservarse caliente a no menos de 65 ºC o enfriarse rápidamente y llevarse a un frigorífico dentro de las 2 horas siguientes a su cocción.

El arroz cocido o frito no debe almacenarse en estado tibio y nunca a temperaturas de 15 - 50º C. Por lo tanto el cocido bajo ninguna circunstancia se almacenará más de 2 horas a la temperatura de la cocina.

Los huevos batidos empleados para preparar arroz frito deben ser recién preparados o sino utilizar huevo líquido.