Bacillus anthracis y Clostridium

Bacillus anthracis

Bacillus anthracis es una especie del género de bacterias Gram positivas Bacillus. La bacteria fue identificada simultanea e independientemente por primera vez por Aloys Pollender, en Alemania, y en Francia por Pierre Rayer y Casimir Davaine. Fue la primera bacteria con demostración patógena demostrada de forma concluyente por Robert Koch en 1877, quien también logro su cultivo y el descubrimiento del fenómeno de esporulación.1 El nombre de la especie, anthracis, proviene del griego anthrakis (ἄνθραξ), "carbón", y se refiere al ántrax cutáneo, la patología más común producida por la bacteria, en el cual se forma una gran lesión negra en la piel. La bacteria es responsable del carbunco, una zoonosis que afecta tanto a humanos como animales, una enfermedad diferente al ántrax, causado por Staphylococcus aureus.

Descripción
Al contrario que la mayoría de especies del género, Bacillus anthracis es inmóvil y capsulada. La endospora característica de Bacillus es de forma redondeada y de situación central, sin deformar la célula. Cada célula mide entre 1 y 6 μm. Las esporas son muy resistentes a la temperatura y a los desinfectantes químicos, aunque se muestran muy sensibles a la penicilina. Es frecuente encontrar esporas en productos derivados de animales como lana o pienso. El proceso de esporulación se realiza siempre fuera del animal infectado. Las esporas se transforman en la forma vegetativa en medios favorables como la sangre y otros tejidos biológicos, sea animal o humanos, en particular ricos en aminoácidos, nucleótidos y en glucosa. El Bacillus anthracis es un organismo aeróbico.
Las esporas suelen encontrarse en suelos alcalinos y se cree que la germinación está relacionada con cambios bruscos de temperatura. Las bacterias penetran a través de heridas (carbunco cutáneo), via oral (carbunco gastrointestinal) o por inhalación (carbunco inhalatorio), siendo éste último el más grave. Una vez dentro del hospedador, las bacterias se difunden y multiplican en los ganglios linfáticos hasta alcanzar el torrente sanguíneo.
Patogenia
El B. anthracis tiene al menos 89 cepas conocidas, varian de entre aquellas altamente virulentas con aplicaciones en armas biológicas y bioterrorismo a aquellas cepas benignas usadas por ejemplo en inoculaciones.3 Las cepas difieren por la presencia y actividad de varios genes, que determinan la virulencia y la producción de antígenos y toxinas. La forma asociada con los ataques del 2001, por ejemplo, consistía en organismos que producían la toxina y antígenos capsulares.
Bajo condiciones de estrés ambiental, las bacterias de B. anthracis naturalmente producen endósporas, los cuales descansan en la tierra y pueden sobrevivir por décadas. Cuando son ingeridos por ganado, ovejas y otros herbívoros, la bacteria comienza a reproducirse dentro del animal, eventualmente liquidándolo, para luego continuar reproduciéndose en el cuerpo sin vida. Una vez que los nutrientes se agotan, se producen nuevas esporas y el ciclo de vida se repite.4
La acción patógena del Bacillus anthracis está mediada principalmente por dos factores de virulencia:
• Sustancia P: un polipéptido capsular, compuesto por polímeros de ácido D-glutámico. Tiene propiedades antifagocitarias, lo que promueve la invasión bacteriana. De hecho las cepas acapsuladas no son virulentas.
• Factor B: una exotoxina de naturaleza proteica, responsable de los síntomas clínicos. Son tres constituyentes protéicos en la toxina del bacilo, una llamado el antígeno protector, otra el factor edematoso y el factor letal. La deficiencia de estos elementos protéicos reduce la virulencia del organismo en un factor de 1000.
La infección con el B. anthracis requiere la presencia de las tres exotoxinas.5 Existe un factor A antigénico pero carece de importancia inmunológica ya que no genera anticuerpos.
La virulencia del B. anthracis es dada por dos plásmidos, el plásmido pXO1 (182 kb) y el plásmido pXO2 (95 kb). El plásmido pXO1 contiene los genes lef, cya, y pag, que codifica la toxina fracción letal, la fracción edematosa y lel factor protector. El plásmido pXO2 contiene los genes capA, capB y capC, necesarias para la formación de la cápsula.
El organismo puede ser cultivado en medios de cultivo con nutrientes ordinarios en condiciones aeróbicas como anaeróbicas. Las infecciones con B. anthracis se pueden tratar con penicilina y otros antibióticos activos en contra de las infecciones con bacterias Gram positivas.7
Carbunco, carbunclo o ántrax

El carbunco o ántrax es una enfermedad de origen telúrico, contagiosa, aguda y grave, que puede afectar a todos los homeotermos y entre ellos al hombre, causada por Bacillus anthracis, un bacilo Gram positivo, aeróbico y esporogénico.
Reservorios
Existe un reservorio animal representado por los animales enfermos o los cadáveres de animales muertos por el proceso, y un reservorio extraanimal, telúrico y más importante desde el punto de vista epidemiológico, integrado por los terrenos contaminados a partir de las excretas y secreciones de los animales enfermos. Estos animales liberan grandes cantidades de bacterias por la sangre eliminada por boca, nariz y ano. En contacto con el oxígeno ambiental las bacterias esporulan y contaminan el terreno circundante donde pueden pervivir durante décadas con plena capacidad germinativa. Estos esporos presentes en el suelo pueden pasar a su forma vegetativa y multiplicarse si existen las condiciones edafológicas y climáticas óptimas (terrenos calcáreos o alcalinos ricos en materia orgánica y una temperatura templada) transformándose así el terreno en lo que se conoce como “área incubadora”.
Mecanismo de transmisión
La transmisión en animales se produce normalmente por ingestión. Los herbívoros pueden infectarse al ingerir esporas vehiculadas en plantas y pasto o beber agua con cieno en suspensión. Los brotes se suelen producir en épocas de lluvias fuertes, inundaciones o sequías. Los carnívoros se suelen infectar tras la ingestión de carne contaminada procedente de animales infectados, mientras que los carroñeros y las moscas pueden diseminar la enfermedad tras alimentarse de despojos. En humanos se suele producir un contagio cutáneo al contactar con animales infectados o sus productos contaminados (pellejo, lana y sangre), bien directamente por su manipulación o indirectamente vehiculado por diversos insectos hematófagos. Asimismo es posible un contagio inhalatorio, tras inhalar esporas vehiculadas por el viento, o digestivo tras consumir carne procedente de estos animales.
Existe distinta susceptibilidad a la infección en función de la especie afectada. Las especies más sensibles son los rumiantes, tanto salvajes como domésticos, mientras que los carnívoros, suidos y equinos manifiestan una sensibilidad intermedia. Dentro de esta sensibilidad intermedia podemos también incluir al género humano. Las aves son consideradas prácticamente como refractarias a la enfermedad, pudiendo este hecho estar en relación con su alta temperatura corporal.
Esta enfermedad se encuentra diseminada por todo el mundo, siendo especialmente frecuente en ciertas regiones de África, Asia y Oriente medio.
La naturaleza hace su trabajo en el caso de las sequías. En lugares donde los hipopótamos han sido víctimas de la enfermedad mortal, los cocodrilos consumen su carne sin afectarles ya que su estomago es extremadamente ácido, así como el de los buitres y otros carroñeros. Aunque pueden llegar a propagar estos últimos la enfermedad cuando beben agua, diseminando así la cepa.
Patogenia
Las endosporas penetran a través de heridas, mediante ingestión o inhalación, y son fagocitadas por los macrófagos que las vehiculan hasta los ganglios linfáticos regionales. En su interior las endosporas germinan, transformándose en bacterias vegetativas, pasando al sistema linfático y sanguíneo donde se multiplican y diseminan produciendo septicemia.
Bacillus anthracis expresa distintos factores de virulencia que se encuentran codificados en dos plásmidos pXO1 y pXO2. El primero de ellos alberga los genes responsables de la síntesis de exotoxinas (factor edema, factor letal y antígeno protector), que incrementan los niveles de AMPc y provocan edema mientras que, IL-1masivo y liberación de citoquinas proinflamatorias (TNF- el segundo se encarga de la síntesis de la cápsula antifagocítica. La expresión de estos genes está condicionada por diversos factores ambientales tales como la temperatura y la concentración de CO2. La toxemia resultante es la responsable de la muerte de los animales infectados mientras que la cápsula producida dificulta la fagocitosis por los macrófagos circulantes.
Manifestaciones clínicas
El periodo de incubación oscila entre 1 y 20 días, aunque en la mayoría de los casos la enfermedad se hace evidente a partir de los 3-7 días de la infección. Este periodo de incubación es sensiblemente superior en el caso del cerdo (1-2 semanas). En los rumiantes puede producirse una forma sobreaguda, con un curso de horas, caracterizada por tambaleos, temblores y disnea, seguido por convulsiones y muerte.
La forma aguda suele durar aproximadamente unos dos días y se caracteriza por fiebre y excitación que puede ser seguida por un periodo de depresión y estupor, con contracciones musculares y hemorragias por las diferentes aberturas naturales. Puede producirse también una forma crónica caracterizada por edema subcutáneo generalizado o bien localizado en la parte ventral del cuello, tórax y abdomen. Los caballos presentan fiebre, anorexia, depresión y cólico con diarrea hemorrágica. También pueden desarrollar edema en las zonas declives del cuerpo (cuello, esternón, abdomen y zona genital. La muerte se produce a los 1-3 días del comienzo de los síntomas.
En el hombre el periodo de incubación puede oscilar entre 1 y 7 días, pudiéndose producir tres formas clínicas de la enfermedad: carbunco cutáneo, intestinal o inhalatorio.
La forma cutánea es la más frecuente y puede contraerse tras el contacto directo con animales o productos infectados o contaminados, o tras ser vehiculada por insectos hematófagos. Se caracteriza por el desarrollo de una pápula en el lugar de inoculación rodeada de un área de vesículas de contenido fluido. La zona central papular se úlcera y seca, desarrollándose una zona deprimida de color negro muy característica. Esta lesión normalmente no es dolorosa aunque se encuentra rodeada de una zona edematosa. La lesión usualmente se resuelve de forma espontánea aunque si se produce diseminación puede ser letal en un 20% de los casos.
La forma intestinal de la enfermedad se produce como consecuencia de la ingestión de carne contaminada. Los síntomas producidos se desarrollan rápidamente y están representados por fiebre, disnea, cianosis, desorientación y otros signos de septicemia. El carbunco intestinal rápidamente evoluciona a shock, coma y muerte. Por su parte, la forma inhalatoria del proceso es típica entre personas que manipulan pieles, pellejos y lanas. Los síntomas se desarrollan rápidamente y no son específicos. Al principio se produce fiebre con toses no productivas, seguidas de dificultad respiratoria grave, con estridor, cianosis y septicemia fatal, con muerte en un corto periodo de tiempo.
Lesiones
Los animales muertos de carbunco normalmente no presentan rigor mortis. El cadáver está hinchado y se descompone rápidamente, observándose pérdida de sangre oscura y no coagulada por todos los orificios naturales. En el caballo puede producirse un edema subcutáneo muy evidente en las zonas ventrales del cuello, tórax y abdomen. Como ya se ha comentado, si existe sospecha de carbunco está desaconsejada la realización de la necropsia.
Al abrir el cadáver se hace evidente un típico cuadro septicémico, con presencia de sangre oscura y no coagulada, con hemorragias petequiales o equimóticas en ganglios linfáticos, abdomen y tórax, pudiéndose producir asimismo hemorragias y úlceras en mucosa intestinal. La cavidad peritoneal puede albergar líquido fluido. El bazo se encuentra agrandado y de color oscuro, mientras que ganglios linfáticos, hígado y riñones usualmente se encuentran hinchados y congestivos.
Tratamiento
Se puede efectuar con penicilina a dosis masivas. Requiere extrema rapidez, y aun así no suele ser efectivo. Se usa como arma biológica.
Lucha
Medidas preventivas, basadas en mantener alejados a los animales de los pastizales reconocidos tradicionalmente como peligrosos y vacunación sistemática anual en zonas endémicas, y medidas de control que incluyen la separación de los animales sanos de los enfermos, la cuarentena de las granjas afectadas y la destrucción de los cadáveres mediante incineración, con la prohibición expresa de su apertura, así como la desinfección exhaustiva de las camas y del utillaje contaminado.
GENERO CLOSTRIDIUM

Clostridium es un género de bacterias anaerobias, bacilos grampositivas, parásitas y saprófitas algunas de ellas, que esporulan,1 y son móviles, en general por intermedio de flagelos peritricos. Toman la forma de fósforo, palillo de tambor o huso de hilar, de ahí su nombre griego "Klostro", que significa huso de hilar. Las especies más importante son el Clostridium botulinum productor del botulismo, el Clostridium novyi, Clostridium septicum, Clostridium perfringens productor de la gangrena gaseosa y Clostridium tetani productor del tétanos.

Hábitat
No todas las especies son patógenas, algunas forman parte de la flora intestinal normal. Las especies de Clostridium están ámpliamente distribuidas en el ambiente, habitando el tracto gastrointestinal tanto de humanos como animales. A pesar del interés en relación de Clostridium por razón de que estos organismos están involucrados con diarrea en niños y en la etiología del cáncer de colon, hay poca data disponible sobre el hábitat intestinal de la bacteria.2
Características
Los Clostridium son organismos que se observan solos, en parejas o a lo máximo en cadenas cortas. Son móviles por flagelos peritrícos -con la excepción de C. perfringes. Algunas especies producen cápsula y forman esporas de aspectos esféricos u ovalados, situados en el centro del bacilo o en un extremo subterminal y resistentes al calor. A pesar de ser bacterias anaeróbias obligadas, no todos tienen la misma sensibilidad al oxigeno. C. tetani, por ejemplo, requiere total anaerobiosis y C. perfringes tiende a ser menos exigente. Crecen a temperatura de 37ºC y a un pH entre 7 y 7,4, de modo que son fácilmente inactivadas a pH ácido o básico, como el ácido estomacal, el de limpiadores y desinfectantes como el cloro e incluso el pH de ácidos orgánicos encontrados en el zumo de limón, por ejemplo. Son fermentadoras de azúcares, aspecto que resulta de utilidad en la diferenciación de las especies.
Poseen antígenos somáticos y flagelares que permiten dividirlas en tipos y subtipos. Producen exotoxinas de efecto necrosante, hemolíticos y potencialmente letales. Las toxinas son nombradas con letras, así por ejemplo, la toxina necrosante es nombrada con la letra C y la enterits en animales es causada por las toxinas B, D y E.
Patología
Los Clostridium incluyen bacterias comunes y libres en la naturaleza, así como patógenos de importancia.3 Hay cuatro especies principales responsables de enfermedades en humanos:
• C. botulinum, un organismo productor de una toxina alimenticia causante de botulismo,4 un desorden neurológico agudo potencialmente letal.
• C. difficile, el cual puede sobrepopular la flora saprófita intestinal durante terapias con antibióticos, causando colitis seudomembranosa.5
• C. perfringens, causa un ámplio rango de síntomas, desde intoxicación alimentaria hasta gangrena gaseosa. Es también causante de una enterotoxemia, frecuentemente hemorrágica en carneros (en especial corderos), novillos, ovejas y cabras.6
• C. tetani, el organismo causante de tétano (trismo).7
Es conocido que la miel en ocasiones contiene bacterias de Clostridium botulinum, lo cual puede causar botulismo infantil en humanos menores de un año. La bacteria produce una toxina botulinium, el cual evenetualmente paraliza los músculos respiratorios del infante.8 C. sordellii, un habitante de la flora genital femenino, ha estado involucrado en las muertes de más de una docena de mujeres con síndrome de choque tóxico después del parto.
Usos comerciales
C. thermocellum puede generar etanol a partir de ciertos desperdicios, haciéndolo un posible candidato en el uso y producción de etanol. Al no tener requerimientos de oxígeno y por ser termofílico, se reducen los costos de refrigeración. C. acetobutylicum, conocido también como el organismo Weizmann, el cual fue usado por primera vez por Jaim Weizmann en la producción de acetona y biobutanol a partir de almidón en 1916 en la producción de pólvora y TNT.
C. ljungdahlii, recientemente descubierto en desechos de pollos comerciales, puede producir etanol a partir de fuentes de un solo carbono, incluyendo Syngas, una mezcla de dióxido de carbono e hidrógeno que puede ser generada a partir de la combustión parcial tanto de biomasa y combustible fósil. El uso de estas bacterias para producir etanol ya es un proyecto en diversas plantas energéticas.9
Debido al peligro que supone el Clostridium botulinum y otros agentes patógenos, el único método seguro de envasar la mayoría de los alimentos es bajo condiciones de presión y temperatura altas, normalmente de unos 116-121 °C.
Respiración anaeróbica
La respiración anaeróbica es un proceso biológico de oxidorreducción de azúcares y otros compuestos en el que el aceptor terminal de electrones es una molécula, en general inorgánica, distinta del oxígeno. La realizan exclusivamente algunos grupos de bacterias así como organismos Eucariotas, tal es el caso de las células musculares humanas Miocitos que también pueden realizarla.
Consideraciones generales
En la respiración anaeróbica no se usa oxígeno, sino que para la misma función se emplea otra sustancia oxidante distinta, como el sulfato o el nitrato. En las bacterias con respiración anaerobia interviene también una cadena transportadora de electrones en la que se reoxidan los coenzimas reducidos durante la oxidación de los substratos nutrientes; es análoga a la de la respiración aerobia, ya que se compone de los mismos elementos (citocromos, quinonas, proteínas ferrosulfúricas, etc.). La única diferencia, por tanto radica, en que el aceptor último de electrones no es el oxígeno.
Todos los posibles aceptores en la respiración anaerobia tienen un potencial de reducción menor que el O2, por lo que, partiendo de los mismos sustratos (glucosa, aminoácidos, triglicéridos), se genera menos energía en este metabolismo que en la respiración aerobia convencional. No hay que confundir la respiración anaeróbica con la fermentación, en la que no existe en absoluto cadena de transporte de electrones, y el aceptor final de electrones es una molécula orgánica; estos dos tipos de metabolismo tienen solo en común el no ser dependientes del oxígeno.

En la siguiente tabla se muestran distintos aceptores de electrones, sus productos y algunos ejemplos de microorganismos que realizan tales procesos:
Aceptor Producto final Microorganismo
Nitrato
Nitritos, óxidos de nitrógeno y N2
Pseudomonas, Bacillus

Sulfato
Sulfuros
Desulfovibrio, Clostridium

Azufre
Sulfuros
Thermoplasma

CO2
Metano
Methanococcus, Methanosarcina, Methanopyrus

Fe3+
Fe2+ Shewanella, Geobacter, Geospirillum, Geovibrio

Mn4+
Mn2+ Shewanella putrefaciens

Selenato
Selenito
Arsenato
Arsenito Desulfotomaculum

Fumarato
Succinato
Wolinella succinogenes, Desulfovibrio, E. coli

DMSO DMS
Campylobacter, Escherichia

TMAO TMA

Clorobenzoato
Benzoato
Desulfomonile

Utilización de sulfato como aceptor de electrones
La utilización de sulfato como aceptor de electrones es una habilidad rara, restringida al género Desulfovibrio y algunas especies de Clostridium. Todas estas bacterias son anaeróbicas estrictas, de modo que la reducción del sulfato no es una alternativa de su metabolismo, como lo es la reducción del nitrato. La reacción es la siguiente:
Las bacterias reductoras de sulfatos atacan solo unos pocos compuestos orgánicos, siendo el ácido láctico y los ácidos dicarboxílicos de 4 carbonos sus principales substratos.
Utilización de dióxido de carbono como aceptor de electrones
Un pequeño grupo de procariotas anaeróbias estrictas, las arqueas productoras de metano, utilizan dióxido de carbono como aceptor de electrones; la reducción da lugar a metano (CH4). El caso más simple es la oxidación de hidrógeno molecular, reacción productora de energía:
4H2 + CO2 → CH4 + 2H2O
El hidrógeno no es un gas común en la biosfera, de modo que estos microorganismos habitan lugares muy específicos como en sedimentos anaerobios del fondo de lagos y pantanos, o en el tubo digestivo de los rumiantes, donde otros microorganismos producen el H2 libre que requieren.
Referencias
Brock Biología de los Microorganismos. 10ª ed. 2003 Madigan, Martinko y Parker. Ed. Prentice-Hall. Madrid.

Toxina botulínica
La toxina botulínica es una neurotoxina elaborada por una bacteria denominada Clostridium botulinum. La ingestión de alimentos contaminados por toxina botulínica preformada produce botulismo, una enfermedad que se caracteriza por el desarrollo de alteraciones vegetativas (sequedad de boca, náuseas y vómitos) y parálisis muscular progresiva. Se trata de uno de los venenos más poderosos que existen y, en ocasiones, la ingestión de mínimas cantidades de toxina puede ser fatal y provocar la muerte del paciente por parálisis del músculo respiratorio.
Está catalogada como un arma química extremadamente peligrosa, prohibida por el Protocolo de Ginebra y la Convención sobre Armas Químicas; en esta aplicación se conoce como «agente X» o «XR». En tanto que arma química, se considera un arma de destrucción masiva.
Esta capacidad que posee la toxina botulínica para producir parálisis muscular se aprovecha desde el punto de vista clínico para tratar ciertas enfermedades neurológicas que cursan con una hiperactividad muscular, como el síndrome de Tourette. También es usada como materia prima para la elaboración del BOTOX®, marca registrada de Allergan, Inc. un producto cosmético.
Modo de acción
El efecto farmacológico de la toxina botulínica tiene lugar a nivel de la unión neuromuscular. En esta región de transición entre el nervio periférico y el músculo se produce la liberación de acetilcolina, un neurotransmisor necesario para producir la contracción muscular. La toxina botulínica actúa de forma local mediante el bloqueo de la liberación de acetilcolina, lo que se traduce en parálisis muscular temporal. El efecto final es una quimiodenervación temporal en la unión neuromuscular sin producir ninguna lesión física en las estructuras nerviosas.
Esta parálisis nerviosa puede provocar fácilmente la muerte por asfixia o graves lesiones neurológicas por anoxia, al bloquear la función respiratoria.
Aplicaciones clínicas
La primera aplicación clínica de la infiltración local de toxina botulínica se realizó en 1977 como tratamiento corrector del estrabismo, una patología oftalmológica caracterizada por la hiperactividad de los músculos encargados de movilizar el globo ocular. Desde entonces, su uso se ha extendido no solo en el ámbito médico sino también en otras áreas paramédicas como en la estética. La neurología es una de las especialidades médica en la que la toxina botulínica aporta mayores beneficios terapéuticos. Aunque existen numerosas afecciones neurológicas potencialmente tratables con toxina botulínica, su uso más frecuente se circunscribe a ciertas enfermedades caracterizadas por movimientos involuntarios, especialmente en el caso de las distonías.
La infiltración local de toxina botulínica se considera el tratamiento de elección y más eficaz en la mayoría de las distonías focales. Este tipo de distonías se caracterizan por afectar a un único músculo o un grupo muscular y son las más frecuentes durante la edad adulta. Por el contrario, el tratamiento de la distonía generalizada (distonía de torsión idiopática) es fundamentalmente farmacológico (anticolinérgicos, benzodiacepinas, neurolépticos). El blefaroespasmo, o contracción intermitente o persistente de la musculatura orbicular de los ojos, fue la primera distonía focal tratada con la infiltración local de toxina botulínica. Otros tipos de distonías que se benefician espectacularmente de este tratamiento son la distonía cervical (tortícolis espasmódica) y ciertas distonías de miembros denominadas ocupacionales (calambre del escribiente).
Otros trastornos neurológicos que pueden ser tratados con la infiltración local de toxina botulínica son el espasmo hemifacial, ciertos temblores y la rigidez o espasticidad. Cada vez se realizan más estudios experimentales y clínicos para determinar futuras aplicaciones de la toxina botulínica, como en la hiperhidrosis (sudoración excesiva) y la sialorrea (excesiva formación de saliva).
Posología
La técnica de aplicación de la toxina botulínica varía entre los diferentes grupos de trabajo; La medida inicial más importante para su aplicación consiste en la identificación mediante palpación de las zonas dolorosas y los músculos hiperactivos responsables de la postura distónica. No existe una dosis estandarizada de toxina botulínica para el tratamiento de las distonías. El beneficio clínico suele observarse durante la primera semana y la duración del efecto oscila entre 2 y 4 meses. Con los tratamientos sucesivos, la dosis de toxina botulínica y los puntos de inyección se individualizan para cada paciente en función de los resultados obtenidos inicialmente. La frecuencia recomendada para sucesivas infiltraciones no debe ser inferior a 3 y 4 meses.
En sus efectos negativos, un solo gramo de toxina botulínica es suficiente para matar a un millon de cobayas, y para matar a un ratón de laboratorio es necesario un picogramo de botulina (1 picogramo = 1x10-12 gramos).
Pero para uso terapéutico, de la toxina se usa de 50 a 100 U (un frasco), Se utiliza no solo en distonias también en especialidades como oftalmología, ortopedia, neurología, psiquiatría, además de los usos estéticos por lo que se hizo muy conocida, las dosis tóxicas se consideran que es de 2,800 U es decir 28 veces más que las dosis terapéutica.
Efectos adversos durante el tratamiento
La infiltración local de toxina botulínica en las distonías focales, especialmente en el blefaroespasmo, tortícolis espasmódica y calambre del escribiente, se considera un tratamiento seguro y eficaz. La debilidad muscular excesiva es el efecto adverso más frecuente que aparece en este tipo de tratamiento. En el caso del blefaroespasmo la debilidad se manifiesta por la caída, en ocasiones completa, de los párpados superiores. En el caso de la distonía cervical, la dificultad para tragar (disfagia), debilidad muscular cervical y dolor local en el punto de la inyección son los efectos secundarios más frecuentes. La incidencia de efectos adversos relacionados con la infiltración de toxina botulínica es dosis dependiente. En general, estos efectos secundarios son leves y transitorios y no limitan la realización de sucesivas infiltraciones.
Aplicaciones cosméticas: la toxina botulínica
La toxina botulínica del tipo A - BOTOX® es un medicamento producido y registrado por la empresa Allergan de Irving, California. El Botox® es una forma diluida de la toxina botulínica, que hoy en día se considera uno de los tratamientos que ofrece mejores resultados para eliminar las arrugas. Tras su infiltración con una aguja extra fina en el músculo debajo de la piel de la zona que se desea tratar, la toxina actúa inhibiendo por relajación el movimiento muscular. Con este efecto se pretende que desaparezcan las arrugas y por tanto proporcionar un aspecto más juvenil en la piel.
En abril de 2002 obtuvo la aprobación oficial en EE.UU. para aplicarse en esta área de la estética. Las ventas se incrementaron de manera exponencial.
Tiene una duración temporal: el efecto ronda de 3 a 6 meses; lapso después del cual debe renovarse la dosis, rara vez se han dado casos de efectos secundarios como reacciones alérgicas, rigidez facial, náuseas.
En la actualidad se comercializan toxinas botulínicas genéricas con nombre parecidos pero de distinta procedencia. Botox es una marca registrada de Allergan y no puede usarse dicho nombre como genérico; sin embargo puede haber médicos aplicantes que lo hayan hecho. El paciente debe ser informado de la procedencia del medicamento y de la marca de la toxina a aplicarse.
Uso como arma química
Durante la Segunda Guerra Mundial, la Alemania Nazi desarrolló un arma basada en el Clostridium botulinum, bacteria que produce como sustancia residual de su metabolismo la toxina botulínica, el veneno más poderoso conocido. Se diseñó un sistema de nebulizadores que podían soltar el veneno pulverizado en la niebla, para que el viento llevase la nube de muerte hasta Inglaterra. El miedo a un contraataque detuvo el proyecto.
En la actualidad, la toxina botulínica de uso militar se conoce como «agente X» o «XR», según su grado de pureza. Su uso está prohibido por el Protocolo de Ginebra y la Convención sobre Armas Químicas.
Clostridium botulinum
Clostridium botulinum es el nombre de una especie de bacteria (Gram positiva anaerobia) que se encuentra por lo general en la tierra y es productora de la toxina botulínica, el agente causal del botulismo.1 Estos microorganismos tienen forma de varilla y se desarrollan mejor en condiciones de poco oxígeno. Las bacterias forman esporas que les permiten sobrevivir en un estado latente hasta ser expuestas a condiciones que puedan sostener su crecimiento.2 La espora es ovalada subterminal y deformante. Es móvil por flagelos peritricos, no produce cápsula y es proteolítico y lipolítico. Son miembros del género Clostridium. Uno de los grupos más numerosos entre las formas Gram positivas (C. botulinum) fue descubierta y aislada en 1896 por Emile van Ermengem.
Hay siete tipos de toxinas botulínicas designadas por las letras A hasta la G; sólo los tipos A, B, E y F pueden causar enfermedad (botulismo) en los seres humanos. Esta enfermedad es muy común en muchas partes del planeta.
Epidemiología
Clostridium botulinum es un organismo de la tierra, sus esporas pueden sobrevivir en la mayoría de los ambientes y son difíciles de destruir incluso a la temperatura de ebullición del agua a nivel del mar, de modo que muchos enlatados son hervidos a altas presiones para destruir las esporas.
El botulismo es una enfermedad de declaración obligatoria. Puede aparecer en cualquier alimento de origen animal o vegetal, siendo las conservas, especialmente las caseras, los lugares donde aparece en la práctica totalidad de los brotes. Las latas de conserva deformadas que sueltan gas al abrirse es más que probable que estén contaminadas por C botulinum. Con los ahumados y las especias se puede enmascarar el mal olor.
El crecimiento de la bacteria puede ser prevenido con acidez, una alta concentración de azúcar disuelto, altos niveles de oxígeno o poca humedad. Un medio de baja acidez, como por ejemplo los vegetales enlatados como las judías verdes, que no hayan sido calentados lo suficiente para destruir las esporas, puede proveer un medio libre de oxígeno que le permita a las esporas crecer y producir la toxina. Por el contrario, los tomates o salsas si son suficientemente ácidos pueden prevenir crecimientos, aún si las esporas estuviesen presentes, por tanto no presentan peligros para los consumidores. La miel, el jarabe de maíz y otros aditivos dulces pueden contener las esporas de C botulinum, pero las esporas no pueden crecer en soluciones con tan altas concentraciones de azúcares; sin embargo, cuando el azúcar es diluido en el ambiente de bajo oxígeno y baja concentración como puede ser el jugo gástrico de un infante, las esporas pueden desarrollarse y producir la toxina. Tan pronto como los recién nacidos comienzan a consumir alimentos sólidos, el ácido gástrico es suficiente para impedir el crecimiento de la bacteria. En neonatos, la enfermedad puede ser secundaria a la colonización del colon por Clostridium botulinum.
Usos
En la industria alimentaria juega un papel perjudicial ya que la espora de esta bacteria es termorresistente y puede sobrevivir a periodos de calor intenso incluso durante varias horas de esterilización. Clostridium botulinum es usada para la preparación de Botox, usado selectivamente para paralizar los músculos y temporalmente aliviar las arrugas. Tienen otros usos médicos, tales como el tratamiento del dolor facial severo como el causado por neuralgia del trigémino.
Bioarmamento
Con la producción de la toxina botulínica por Clostridium botulinum se teme la posible producción de armas biológicas por ser ésta tan potente que solamente 75 nanogramos -a una dosis semiletal de 1 ng/kg- pueden matar a una persona.3 De modo que una gota puede matar a 13.333.333 personas y 450 gramos (aproximadamente medio kilo) sería suficiente para matar a toda la población humana.
Patogenia
Cada uno de los siete subtipos del C. botulinum produce una toxina botulínica diferente.4 En los Estados Unidos, por ejemplo, los brotes son producidos principalmente debido a los subtipos A y B por ingesta de la toxina botulínica preformada, o del tipo E, el cual se encuentra predominantemente en pescados. Estos subtipos son identificados con letras desde la A hasta la G. Los subtipos C y D no son patógenos humanos. La temperatura óptima para los tipos A y B es 35-40 °C y un pH mínimo de 4,6, tomando 25 minutos a 100 °C para matar estos subtipos. La temperatura óptima para el tipo E es 18-25 °C y un pH mínimo de 5,0, tomando 0.1 minutos a 100 °C para matar este subtipo de C. botulinum.
Cepas de C. botulinum que no producen la toxina botulínica son referidas como Clostridium sporogenes.5 Las especies son filogenéticamente indistinguibles, por lo que el C. sporogenes es a menudo usado como un modelo para el estudio de subtipos tóxicos.
Diagnóstico
Demostrar la toxina y el tipo de toxina en el alimento o en la sangre del paciente, por medio del uso de antitoxinas. Con frecuencia se puede aislar el microorganismo del alimento sospechoso. El organismo crece bien en medios ordinarios, fermentan algunos azúcares con producción de gas, en especial sulfuro de hidrógeno y no produce indol.
Tratamiento
Lo más importante es la rapidez en su diagnóstico, ya que la acción de la toxina es muy rápida. Se debe hacer un lavado gástrico inmediatamente si la toxina aún no ha llegado al flujo sanguíneo. Si no, se aplica una Antitoxina polivalente (de origen equino) A, B, E,: un vial intravenoso y un vial intramuscular. Puede repetirse a las 24 horas. Penicilina G. Las medidas sintomáticas de soporte son lo más importante. Si la puerta de entrada es una herida, debe debridarse.
Clostridium tetani
Clostridium tetani es una bacteria, gram positiva formador de esporas, y es anaerobio, Encontrado en la naturaleza como esporas en el suelo o como parásito en tracto gastrointestinal de animales, causante de toxicidad grave en los humanos, provoca el tétanos generalizado, tétanos cefálico, tétanos de las heridas y tétanos neonatal.
Historia
La enfermedad tétanos, es conocida desde la antigüedad, se conocía la relación entre las heridas y espasmos musculares o convulsiones que conducían generalmente a la muerte del afectado. En 1884, la toxina del tétanos fue aislada por Arthur Nicolaier, una toxina parecida a la estricnina derivada de organismos anaeróbicos. La etiología se elucidó en ese mismo año por Antonio Carle y Giorgio Rattone, quienes demostraron la transmisión del tétano por la primera vez. La producción del tétano en conejos se logró al inyectar en el nervio ciático con pus proveniente de un caso humano de tétano letal. En 1890 se desarrolló el toxoide tetánico que produce inmunización activa contra la enfermedad. Esta es la base de la vacuna actual. En 1889, C. tetani fue aislada de una víctima humana por Kitasato Shibasaburo, quien luego demostró que el organismo era capáz de producir la enfermedad cuand era inyectado en animales, y que la toxina podía ser neutralizada por anticuerpos específicos. En 1897, Edmond Nocard demostró que la antitoxina tetánica inducía inmunidad pasiva en humanos y era eficáz en la profilaxis y tratamiento de la enfermedad. La vacuna toxoide tetánica se desarrolló por P. Descombey en 1924, y fue usada ampliamente para prevenir tétano inducida por heridas de guerra en la segunda guerra mundial.1
Características
C. tetani es de forma bacilar, una bacteria anaeróbica que se tiñe Gram positiva en cultivos frescos, pero en cultivos establecidos, se tiñe Gram negativa.2 Durante el crecimiento vegetativo del organismo, no sobrevive en presencia de oxígeno, es sensitivo al calor y posee un flagelo que le provee con motilidad. A medida que la bacteria madura, desarrolla una endospora terminal, que le da al microorganismo su apariencia característica. Las esporas de C. tetani son extremadamente resistentes al calor y a la mayoría de los antisépticos.3 Estas esporas están ampliamente distribuidas en tierras fertilizadas y puede encontrarse también en la piel de humanos y en heroína contaminada.1
Manifestaciones Clínicas
El tétanos generalizado afecta los músculos bulbares y paraespinales, esto causa trismo, risa sardónica, dificultad para tragar, irritabilidad y opistótonos. También afecta el sistema nervioso vegetativo causando sudoración, hipertermia, arritmias cardíacas y fluctuaciones de la presión sanguínea. Filogenia del clostridium tetani
Factores de Virulencia
Tetanoespasmina-neurotoxina termolábil, bloquea la liberación de neurotransmisores inhibidores de la contracción muscular. Como consecuencia se produce una contracción continua que conduce a la llamada contracción tetánica. Tetanolisina-hemolisina termolábil.
Epidemiología
Las esporas se encuentran en la mayor parte de los suelos y pueden colonizar el tracto digestivo de los humanos y los animales. El riesgo de contraerla es mayor por parte de las personas con la inmunidad inducida por la vacunación inadecuada, la enfermedad no induce inmunidad. Este microorganismo es un anaerobio estricto lo que significa que en estado de espera ofrece resistencia a un medio ambiente adverso (oxigenado) una vez transmitido por: 1.- Una herida punzante, ya sea por la mordedura de un perro u otro animal en contacto con alimentos del suelo. 2.- Por inoculación directa de material infectado que flanquee la barrera principal de defensa, la piel.
El Tétanos es una enfermedad de distribución mundial, provoca al año más de un millón de muertos en el mundo, la mayoría de estas muertes en países en vías de desarrollo por la escasa inmunización, contaminación de heridas en los medios agrícolas y rurales, administración de drogas, abortos...afectando también especialmente a individuos en la época neonatal, la causa suele ser la infección de la herida umbilical, se calculan que mueren unos 500.000 recién nacidos al año por esta causa. En los países desarrollados, la incidencia de esta enfermedad ha disminuido notablemente desde que se introdujo la obligatoriedad de la vacunación. En España la inmunización se realiza de manera rutinaria, con lo que el número de casos que se conocen a través de la Red de Vigilancia Epidemiológica denota un descenso en el numero de afectados, una media anual de 20- 25 casos en los últimos años, casi todos personas de edad avanzada mayores de 60 años, con un predominio de varones , no vacunados o vacunados de forma incompleta y pertenecientes a profesiones de riesgo o habitantes de zonas rurales.,no existiendo desde 1997 ningún caso registrado de tétanos neonatal. El tétanos es más frecuente en zonas rurales, cálidas y húmedas, circunstancias que favorecen la supervivencia del Clostridium tetani.
Tratamiento, Prevención y Control
Cuando se establece la infección, el tratamiento se enfoca en controlar los espasmos musculares, detener la producción de toxina y neutralizar los efectos de la toxina. El tratamiento incluye también la administración de inmunoglobulina tetánica, lo cual comprende anticuerpos que inhiben la toxina -llamados antitoxinas- al unirse a ella y removiéndolas del cuerpo. La unión de la toxina a las terminaciones nerviosas suele ser una unión irreversible y la inmunoglobulina es incapaz de remover aquella que ya esté unida. La recuperación de los nervios afectados requiere el brote de nuevos axones terminales.4 Largas dosis de medicamentos antibióticos como el metronidazol o penicilina G intramuscular son administradas una vez que la infección se sospeche, para detener la producción de toxina.
La prevención del tétanos consiste en el desbridamiento de la herida principal. La profilaxis es efectiva con la administración de la vacuna antitetánica, que son 3 dosis de toxoide tetánico con o sin previas inmunizaciones, seguidas de dosis de recuerdo cada diez años. Muy raramente han ocurrido casos de tétanos en individuos correctamente vacunados.
El tétanos no se transmite de una persona a otra, y es la única enfermedad prevenible con una vacuna que es infecciosa pero no contagiosa. Una infección con C. tetani no produce inmunidad y por tanto puede volver a contraer la enfermedad, de modo que la vacuna debe ser administrada tan pronto como el paciente se haya estabilizado.1