UNIVERSIDAD CENTROOCCIDENTAL “LISANDRO ALVARADO”
DECANATO DE CIENCIAS DE LA SALUD
DEPARTAMENTO DE MEDICINA PREVENTIVA Y SOCIAL
SECCION DE MICROBIOLOGÍA
Microbiología Médica I Tema 16
Treponema
Borrelia
ESPIROQUETAS
Leptospira
Lic. Yudy Aranguren
Septiembre 2009
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.
TAXONOMIA- PATOGENOS
ORDEN: SPIROCHAETALES
FAMILIAS
SPIROCHAETACEAE
LEPTOSPIRACEAE
GÉNEROS
BORRELIA
TREPONEMA
LEPTOSPIRA
ESPECIES
Borrelia burgdorferi
Borrelia recurrentis
Borrelia spp.
Treponema pallidum subespecie pallidum
Treponema pallidum subespecie pertenue
Treponema pallidum subespecie endemicum
Treponema carateum
Leptospira interrogans
Leptospira biflexa
Leptospira spp.
> 17 especies
ESPIROQUETAS
CARACTERISTICAS ESTRUCTURALES:
FORMA DE LA CÉLULA:
Treponema
• Bacilos largos y delgados en forma
helicoidal formando una espira
• Cuerpo celular flexible
Borrelia
• Células individuales
Leptospira
ESPIROQUETAS
TIPO DE PARED:
• No se tiñen con la coloración
de Gram
• Pared tipo Gram negativa
• Fina capa de peptidoglicano:
• Forma
• Flexibilidad
ESPIROQUETAS
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
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
ENDOFLAGELOS O
FIBRAS AXIALES
MEMBRANA EXTERNA
CILINDRO
PROTOPLASMATICO
MEMBRANA INTERNA y CAPA DE PEPTIDOGLICANO
ESPIROQUETAS
• 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 externa
Fibras axiales
o flagelo
Espacio periplasmático
Capa de peptidoglicano
Membrana citoplasmática
o membrana interna
Ultraestructura de una espiroqueta: Corte transversal
ESPACIO PERIPLASMÁTICO
CILINDRO
PROTOPLASMÁTICO
NUCLEOIDE
RIBOSOMAS
FIBRAS AXIALES
CAPA DE
PEPTIDOGLICANO
RIBOSOMAS
MEMBRANA
CITOPLASMÁTICA O
MEMBRANA INTERNA
MEMBRANA EXTERNA
ESPIROQUETAS
MEMBRANA EXTERNA
FIBRAS AXIALES
CILINDRO
PROTOPLASMÁTICO
ESPIROQUETAS
MEMBRANA EXTERNA
CILINDRO
PROTOPLASMÁTICO
ESPIROQUETAS
FISIOLOGIA y HÁBITAT:
• Tolerancia de O2 : Van desde aerobios a anaerobios estrictos
• Fermentan y oxidan azucares y aminoácidos
• Hábitat:
• Vida libre en ambientes ricos en materia orgánica
• Saprófitos
• Patógenos
GÉNERO
TREPONEMA
TAXONOMIA
ORDEN: SPIROCHAETALES
FAMILIAS
SPIROCHAETACEAE
LEPTOSPIRACEAE
GÉNEROS
BORRELIA
TREPONEMA
LEPTOSPIRA
ESPECIES
Treponema pallidum subespecie pallidum
Sífilis
Treponema pallidum subespecie pertenue
Frambesia
Treponema pallidum subespecie endemicum
Treponema carateum
Bejel o Sífilis endémica
Pinta o Mal de
Pinto
Enfermedades asociadas
Bejel
Frambesia
Sífilis
Pinta o Mal
de Pinto
CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES DE LOS TREPONEMAS:
• Forma: Espiroquetas de forma
helicoidal con espiras muy cercanas
y con extremos rectos
• Tamaño:
Ancho: 0,1 – 0,2 µm
Largo: 6 - 20 µm
• Espiras regulares con separaciones de 1 µm
• Flagelos: Tres pares de endoflagelos
• Especie tipo: Treponema pallidum
TREPONEMAS
Corte transversal y longitudinal de Treponema pallidum
Envoltura mucosa de
glucosaminoglucano
HABITAT:
• Saprófítos: Especies de vida libre (3 especies)
• Flora normal en humanos: Placa dental, intestinos y genitales.
• Patógena: Piel y secreciones genitales
CARACTERISTICAS FISIOLÓGICAS
• 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.
• Especies no patógenas: cultivo de tejido
• Sensibilidad:
• Calor y desecación
• Compuestos con arsénico, mercurio y bismuto
TREPONEMAS
CARACTERISTICAS ANTIGÉNICAS
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
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.
CAPA MUCOIDE
4.- Capa mucoide:
• Efecto antifagocitario
• Inhibe el contacto con los Anticuerpos
TREPONEMAS
MÉTODOS DE IDENTIFICACIÓN EN EL LABORATORIO
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
TREPONEMAS
2.- Tinciones de Plata (argénticas):
• Fontana - Tribondeau
3.- Inmunofluorescencia directa
2.- PCR: Determinación de fragmentos
específicos del genoma de los
treponemas
TAXONOMIA
ORDEN: SPIROCHAETALES
FAMILIAS
GÉNEROS
ESPECIES
SPIROCHAETACEAE
BORRELIA
TREPONEMA
Borrelia burgdorferi
LEPTOSPIRACEAE
LEPTOSPIRA
Enfermedad de Lyme
Borrelia recurrentis
Fiebre recurrente epidémico
Borrelia sp.
Fiebre recurrente endémico
Enfermedades asociadas
Fiebre recurrente
Enfermedad de Lyme
CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES DE LAS BORRELIAS:
• 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
• Endoflagelos: 7 – 20 fibras axiales
• Imparte motilidad por flexión o rotación
• Pared celular tipo Gram negativo
• Se tiñen bien con anilinas: Giemsa o Wrigth
LAS BORRELIAS
HABITAT:
• Se mantienen en la naturaleza en mamíferos silvestre y artrópodos que
sirven de vectores:
• Garrapatas
• Piojos
CARACTERISTICAS FISIOLÓGICAS
• Requerimientos nutricionales muy complejos
• Difícil cultivo en el laboratorio
• Medios líquidos con sangre o suero
• Microaerófilos
• Resistencia: Sobreviven a 4°C durante meses
LAS BORRELIAS
CARACTERISTICAS ANTIGÉNICAS
Borrelia recurentis:
Variación antigénica durante la infección mediante reordenamiento
genético de las proteínas de membrana externa.
Enfermedad
Recaída
Antícuerpo 1
Antígeno 1
Recaída
Antícuerpo 2
Antígeno 2
Días
Antícuerpo 3
Antígeno 3
LAS BORRELIAS
FACTORES DE VIRULENCIA:
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
MÉTODOS DE IDENTIFICACIÓN EN EL LABORATORIO
Borrelia recurentis:
1.- Exámen directo:
Extensiones sanguíneas teñidas con
Giemsa o Wright.
Borrelia borgdorferi
1.- 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
GÉNERO
LEPTOSPIRA
TAXONOMIA
ORDEN: SPIROCHAETALES
FAMILIAS
SPIROCHAETACEAE
LEPTOSPIRACEAE
GÉNEROS
BORRELIA
TREPONEMA
LEPTOSPIRA
LEPTONEMA
TURNERIELA
ESPECIES
ESPECIES PATÓGENAS
ESPECIES NO PATÓGENAS
Leptospira interrogans sensu lato*
Leptospira biflexa sensu lato
Leptospira spp.
*sensu lato: En sentido amplio
> 17 especies
CARACTERÍSTICAS GENERALES LEPTOSPIRAS:
• Espiroquetas enrolladas con espiras numerosas y muy apretadas
• Tamaño:
Ancho: 0,1 – 0,3 µm
Largo: 4 - 18 µm
• Extremidades en gancho
LEPTOSPIRAS
FLAGELO: Endoflagelo, fibras axiales o flagelo periplasmático
1.- Número de fibras axiales: 2
2.- Permite los característicos movimientos tipo:
• Rotación
• Flexión
• Tirabuzón o sacacorcho
3.- Quimiotáxis:
• Las leptospiras tienen un número mayor de genes que codifican
para proteínas de motilidad y quimiotáxis que las Borrelias y los
Treponemas.
LEPTOSPIRAS
• Número de cromosomas: 2
• 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
HABITAT:
LEPTOSPIRAS
• 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.
CARACTERISTICAS FISIOLÓGICAS
• 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
• 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
LEPTOSPIRAS
FACTORES DE VIRULENCIA:
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
LEPTOSPIRAS
CARACTERISTICAS ANTIGÉNICAS: Estructura antigénica compleja
• Base de la clasificación clásica del género Leptospira
ESPECIES PATÓGENAS
ESPECIES NO PATÓGENAS
Leptospira interrogans sensu lato
Leptospira biflexa sensu lato
• Lipopolisacaridos (LPS) determinan las características antigénica de
cada grupo:
• Serogrupo: Grupo de serovares con antígenos comunes
• Serovar: Unidad básica taxonómica
LEPTOSPIRAS
MÉTODOS DE IDENTIFICACIÓN EN EL LABORATORIO
1.- EXÁMEN DIRECTO
1.- Observación directa al fresco
en microscópico de Campo oscuro
2.- Tinciones de Plata:
• Fontana modificado
3.- Inmunofluorescencia
LEPTOSPIRAS
2.- CULTIVO:
• Medios especiales: EMJH, Fletcher o Stuart
• Aisla de sangre, LCR, orina
• Crecen con lentitud:
• Tiempo de generación: 18 horas
• Aerobios
• Requieren incubación a 28 – 30 °C durante hasta 6 semanas.
Cultivos puros: 1 semana
3.- PCR: Determinación de fragmentos específicos del genoma de las
Leptospiras
CUADRO COMPARATIVO DE LOS GÉNERO DE ESPIROQUETAS
CARACTERISTICAS
ESPECIES DE
IMPORTANCIA MÉDICA
CARACTERISTICAS
MORFOLÓGICAS
HABITAT
CARACTERISTICAS
METABÓLICAS
FACTORES DE
VIRULENCIA
CARACTERISTICAS
ANTIGÉNICAS
MÉTODOS DE
IDENTIFICACIÓN POR
TINCION
MÉTODOS DE
IDENTIFICACIÓN POR
CULTIVO
TREPONEMA
BORRELIA
LEPTOSPIRA
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