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UNIVERSIDAD CENTROOCCIDENTAL “LISANDRO ALVARADO”
DECANATO DE CIENCIAS DE LA SALUD
DEPARTAMENTO DE MEDICINA PREVENTIVA Y SOCIAL
SECCION DE MICROBIOLOGÍA
Microbiología Médica I Tema 16
Lic. Yudy Aranguren
Septiembre 2009
ESPIROQUETASBorrelia
Treponema
Leptospira
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UNIDAD 9: BACTERIAS ESPIRALADAS
TEMA 16: ESPIROQUETAS
16.1.- Explicar las características biológicas, morfológicas, ultraestructurales
y factores de virulencia de las espiroquetas.
16.2.- Diferenciar a los géneros Treponema, Borrelia y Leptospira por sus
características biológicas, antigénicas, tinciones u otras técnicas de
visualización.
16.3.- Ordenar los pasos para la identificación de grupos y subgrupos
taxonómicos de las especies de importancia médica del género Leptospira.
16.4.- Ordenar los pasos para la identificación los pasos para la identificación
en el laboratorio de las especies de importancia médica de los géneros
Treponema y Borrelia.
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ORDEN: SPIROCHAETALES
GÉNEROS
FAMILIASSPIROCHAETACEAE LEPTOSPIRACEAE
BORRELIA LEPTOSPIRATREPONEMAESPECIES
Borrelia burgdorferi
Borrelia recurrentis
Borrelia spp.
TAXONOMIA- PATOGENOS
Leptospira interrogans
Leptospira biflexa
Leptospira spp.
> 17 especiesTreponema pallidum subespecie pallidum
Treponema pallidum subespecie pertenue
Treponema pallidum subespecie endemicum
Treponema carateum
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Borrelia
Treponema
Leptospira
ESPIROQUETAS
FORMA DE LA CÉLULA:
• Bacilos largos y delgados en forma helicoidal formando una espira
CARACTERISTICAS ESTRUCTURALES:
• Células individuales
• Cuerpo celular flexible
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TIPO DE PARED:
• No se tiñen con la coloración
de Gram
• Pared tipo Gram negativa
ESPIROQUETAS
• Fina capa de peptidoglicano:• Forma• Flexibilidad
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FLAGELO: Endoflagelo, fibras axiales o flagelo periplasmático
1.- Número de fibras axiales varía entre los
géneros: 2 y 200 fibras axilales:
• Treponemas: 6
• Borrelias: 7 - 20
• Leptospiras: 2
2.- Permite los característicos movimientos tipo:
• Rotación
• Flexión
• Tirabuzón o sacacorcho
3.- Quimiotáxis
ESPIROQUETAS
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ENDOFLAGELOS O FIBRAS AXIALES MEMBRANA EXTERNA
CILINDRO PROTOPLASMATICO
MEMBRANA INTERNA y CAPA DE PEPTIDOGLICANO
FLAGELO:
3.- Rodea al cilindro protoplasmático, colocado en el espacio
periplasmático, entre la membrana interna y la membrana externa
también llamada: Envoltura externa o vaina
ESPIROQUETAS
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• Las fibras axiales (endoflagelos) se insertan en los polos de la célula y se solapan en la región central.
J Bacteriol. 1964 October; 88(4): 1087–1103.
Membrana externaFibras axiales o flagelo
Espacio periplasmático
Capa de peptidoglicano
Membrana citoplasmática o membrana interna
ESPIROQUETAS
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Ultraestructura de una espiroqueta: Corte transversal
CILINDRO PROTOPLASMÁTICO
CAPA DE PEPTIDOGLICANO
MEMBRANA EXTERNA
MEMBRANA CITOPLASMÁTICA O
MEMBRANA INTERNA
FIBRAS AXIALES
NUCLEOIDE
RIBOSOMAS
RIBOSOMAS
ESPACIO PERIPLASMÁTICO
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CILINDRO PROTOPLASMÁTICO
MEMBRANA EXTERNAFIBRAS AXIALES
ESPIROQUETAS
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MEMBRANA EXTERNA
CILINDRO PROTOPLASMÁTICO
ESPIROQUETAS
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FISIOLOGIA y HÁBITAT:
• Tolerancia de O2 : Van desde aerobios a anaerobios estrictos
ESPIROQUETAS
• Hábitat:
• Vida libre en ambientes ricos en materia orgánica
• Saprófitos
• Patógenos
• Fermentan y oxidan azucares y aminoácidos
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GÉNERO
TREPONEMA
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ORDEN: SPIROCHAETALES
GÉNEROS
FAMILIAS
SPIROCHAETACEAE LEPTOSPIRACEAE
BORRELIA LEPTOSPIRATREPONEMA
ESPECIES
TAXONOMIA
Treponema pallidum subespecie pallidum
Treponema pallidum subespecie pertenue
Treponema pallidum subespecie endemicum
Treponema carateum
Sífilis
Frambesia
Pinta o Mal de Pinto
Bejel o Sífilis endémica
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Bejel
Pinta o Mal de PintoSífilis
Frambesia
Enfermedades asociadas
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CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES DE LOS TREPONEMAS:
• Tamaño:Ancho: 0,1 – 0,2 µmLargo: 6 - 20 µm
• Forma: Espiroquetas de forma
helicoidal con espiras muy cercanas
y con extremos rectos
• Especie tipo: Treponema pallidum
• Espiras regulares con separaciones de 1 µm
• Flagelos: Tres pares de endoflagelos
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Corte transversal y longitudinal de Treponema pallidum
TREPONEMAS
Envoltura mucosa de glucosaminoglucano
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• Flora normal y saprófítos: Anaerobios Facultativos
• Treponema pallidum: microaerófilo (1 – 4 % O2 )
• Treponema pallidum: No se ha podido cultivar en medios artificiales
• Cultivos cortos en cultivos celulares (epitelio de conejo)
• Inoculación en testículos de conejos.
CARACTERISTICAS FISIOLÓGICAS
HABITAT:
• Saprófítos: Especies de vida libre (3 especies)
• Flora normal en humanos: Placa dental, intestinos y genitales.
• Patógena: Piel y secreciones genitales
• Sensibilidad:
• Calor y desecación
• Compuestos con arsénico, mercurio y bismuto
• Especies no patógenas: cultivo de tejido
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CARACTERISTICAS ANTIGÉNICAS
TREPONEMAS
Treponema pallidum:
• Membrana externa:
• No tiene Lipopolisacáridos
• Posee proteínas unidas a lípidos que las aísla del contacto con Ac
• Cardiolipina: Componente lipídico de la membrana externa
• Antígeno utilizado en las pruebas NO TREPONEMICAS de
la Sífilis
• Proteínas de membrana inducen Ac específicos para pruebas
TREPONEMICAS basadas en IFI y Microhemaglutinación
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TREPONEMAS
FACTORES DE VIRULENCIA:
1.- Presencia de proteínas de la membrana externa:
• Adhesinas
• Activan la respuesta inmune generando lesiones al paciente
• No tiene Lipopolisacáridos (LPS)
2.- Hialuronidasa: Favorece la invasión de los tejidos vasculares
3.- Produce Fibronectina: Mimetiza a la célula hospedera evadiendo
la fagocitocis.
4.- Capa mucoide:
• Efecto antifagocitario
• Inhibe el contacto con los Anticuerpos
CAPA MUCOIDE
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TREPONEMAS
1.- Exámen directo de secreciones de las lesiones:
No se tiñen con Gram o Giemsa
1.- Observación directa al fresco
en microscópico de Campo oscuro
MÉTODOS DE IDENTIFICACIÓN EN EL LABORATORIO
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2.- Tinciones de Plata (argénticas):
• Fontana - Tribondeau
TREPONEMAS
3.- Inmunofluorescencia directa
2.- PCR: Determinación de fragmentos específicos del genoma de los treponemas
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ORDEN: SPIROCHAETALES
GÉNEROS
FAMILIAS SPIROCHAETACEAE LEPTOSPIRACEAE
BORRELIA LEPTOSPIRATREPONEMA
ESPECIES Borrelia burgdorferi
Borrelia recurrentis
Borrelia sp.
TAXONOMIA
Enfermedad de Lyme
Fiebre recurrente epidémico
Fiebre recurrente endémico
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Fiebre recurrente Enfermedad de Lyme
Enfermedades asociadas
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• Endoflagelos: 7 – 20 fibras axiales
• Imparte motilidad por flexión o rotación
• Largas varillas arrolladas helicoidalmente:
Ancho: 0,2 a 0,5 µm
Largo: 8 a 30 µm
• Pocas espiras, laxas e irregulares con separaciones de 2-4 µm
• Se tiñen bien con anilinas: Giemsa o Wrigth
• Pared celular tipo Gram negativo
CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES DE LAS BORRELIAS:
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• Requerimientos nutricionales muy complejos
• Difícil cultivo en el laboratorio
• Medios líquidos con sangre o suero
CARACTERISTICAS FISIOLÓGICAS
HABITAT:
• Se mantienen en la naturaleza en mamíferos silvestre y artrópodos que sirven de vectores:
• Piojos• Garrapatas
LAS BORRELIAS
• Resistencia: Sobreviven a 4°C durante meses
• Microaerófilos
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CARACTERISTICAS ANTIGÉNICAS
LAS BORRELIAS
Enfermedad Recaída Recaída
Días
Antígeno 1 Antígeno 2 Antígeno 3
Antícuerpo 1 Antícuerpo 2 Antícuerpo 3
Variación antigénica durante la infección mediante reordenamiento genético de las proteínas de membrana externa.
Borrelia recurentis:
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FACTORES DE VIRULENCIA:
LAS BORRELIAS
1.- No producen exotoxinas
2.- Lipopolisacaridos de la membrana externa como ENDOTOXINA:
• Induce la fiebre
3.- La Borrelia burgdorferi presenta moléculas de
superficie que capturan e inactivan la fracción C3
del complemento
Evasión del Sistema de Complemento
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1.- Exámen directo:
Extensiones sanguíneas teñidas con Giemsa o Wright.
MÉTODOS DE IDENTIFICACIÓN EN EL LABORATORIO
Borrelia recurentis:
Borrelia borgdorferi1.- Exámen directo:
Inmunofluorescencia directa
2.- Aislamiento de muestras de pacientes: • Cultivo en medios líquidos como el:
• Barbour-Stoenner-Kelly (BSK II) • Crecimiento lento (Inútil para Dx)• Requerimientos nutricionales muy complejos
3.- PCR: Determinación de fragmentos específicos del genoma de las borrelias
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GÉNERO LEPTOSPIRA
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ORDEN: SPIROCHAETALES
GÉNEROS
FAMILIAS
SPIROCHAETACEAE LEPTOSPIRACEAE
BORRELIA LEPTOSPIRATREPONEMA
ESPECIES
TAXONOMIA
Leptospira interrogans sensu lato*
Leptospira biflexa sensu lato
Leptospira spp. > 17 especies
ESPECIES PATÓGENAS
ESPECIES NO PATÓGENAS
LEPTONEMA TURNERIELA
*sensu lato: En sentido amplio
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CARACTERÍSTICAS GENERALES LEPTOSPIRAS:
• Espiroquetas enrolladas con espiras numerosas y muy apretadas
• Extremidades en gancho
• Tamaño:
Ancho: 0,1 – 0,3 µm
Largo: 4 - 18 µm
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FLAGELO: Endoflagelo, fibras axiales o flagelo periplasmático
1.- Número de fibras axiales: 2
2.- Permite los característicos movimientos tipo:
• Rotación
• Flexión
• Tirabuzón o sacacorcho
LEPTOSPIRAS
3.- Quimiotáxis:
• Las leptospiras tienen un número mayor de genes que codifican
para proteínas de motilidad y quimiotáxis que las Borrelias y los
Treponemas.
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• Sensibilidad:• Desecación• Luz solar• Pierden viabilidad a pH ácido: 6.8• Cloro y detergentes
• Resistencia: • Mantienen viables a agua por varios días a pH alcalino• Liofilización• -70° C
• Número de cromosomas: 2
LEPTOSPIRAS
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• Requerimientos nutricionales complejos:
• Suplemento de albúmina bovina o suero de conejo
• Fuente de carbono y energía: Ácido graso de cadena larga
• Fuente de nitrógeno: Sales de amonio
CARACTERISTICAS FISIOLÓGICAS
HABITAT:
• Saprófitas o de vida libre: aguas limpias y estancadas. Soportan
cierto nivel de salinidad.
• Patógenas: Tiene como huésped a diversos tipos de mamíferos,
reptiles, anfibios.
LEPTOSPIRAS
• Cultivo en el laboratorio:
• Medios semisólidos: EMHJ, Fletcher o Stuart
• Incubación entre 28 a 30 °C
• Crecimiento lento: 18 horas como tiempo de generación
• Aerobios obligados
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FACTORES DE VIRULENCIA:
LEPTOSPIRAS
1.- No producen exotoxinas
2.- Lipopolisacaridos de la membrana externa como ENDOTOXINA:
3.- Produce dos hemolisinas: Lipoproteínas de la membrana externa
• Fosfolipasa
• Esfingomielinasa
5.- Hialuronidasa: Favorece la invasión de los tejidos vasculares
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CARACTERISTICAS ANTIGÉNICAS: Estructura antigénica compleja
• Base de la clasificación clásica del género Leptospira
LEPTOSPIRAS
• Lipopolisacaridos (LPS) determinan las características antigénica de
cada grupo:
Leptospira interrogans sensu lato
Leptospira biflexa sensu lato
ESPECIES PATÓGENAS
ESPECIES NO PATÓGENAS
• Serovar: Unidad básica taxonómica
• Serogrupo: Grupo de serovares con antígenos comunes
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3.- Inmunofluorescencia
MÉTODOS DE IDENTIFICACIÓN EN EL LABORATORIO
LEPTOSPIRAS
1.- EXÁMEN DIRECTO
2.- Tinciones de Plata:
• Fontana modificado
1.- Observación directa al fresco
en microscópico de Campo oscuro
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2.- CULTIVO:
• Medios especiales: EMJH, Fletcher o Stuart
• Aisla de sangre, LCR, orina
• Crecen con lentitud:
• Tiempo de generación: 18 horas
• Aerobios
LEPTOSPIRAS
3.- PCR: Determinación de fragmentos específicos del genoma de las Leptospiras
• Requieren incubación a 28 – 30 °C durante hasta 6 semanas.
Cultivos puros: 1 semana
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CARACTERISTICAS TREPONEMA BORRELIA LEPTOSPIRA
ESPECIES DE IMPORTANCIA MÉDICA
CARACTERISTICAS MORFOLÓGICAS
HABITAT
CARACTERISTICAS METABÓLICAS
FACTORES DE VIRULENCIA
CARACTERISTICAS ANTIGÉNICAS
MÉTODOS DE IDENTIFICACIÓN POR TINCION
MÉTODOS DE IDENTIFICACIÓN POR CULTIVO
CUADRO COMPARATIVO DE LOS GÉNERO DE ESPIROQUETAS