Caracterización de agentes bacterianos aislados en brotes de enfermedades transmitidas por alimentos

 

Artículo original

 

Caracterización de agentes bacterianos aislados en brotes de enfermedades transmitidas por alimentos

Characterization of bacterial agents isolated in diseases outbreaks transmitted by foods

 

Dra. Mayelin Marin Mendez1* https://orcid.org/0000-0002-1778-058X

Dr. Arístides Ramón Rodríguez Julian1 https://orcid.org/0000-0002-7836-845X

Dra. Laidelbis Minier Pouyou1 https://orcid.org/0000-0002-9025-4463

Dra. Ekaterine Zayas Tamayo2 https://orcid.org/0000-0003-2797-2849

Dra. Raxsy Soler Santana2 https://orcid.org/0000-0001-5982-5072

 

1Facultad de Medicina No. 2, Universidad de Ciencias Médicas. Santiago de Cuba, Cuba.

2Centro Provincial de Higiene Epidemiología y Microbiología, Universidad de Ciencias Médicas. Santiago de Cuba, Cuba.

 

*Autor para la correspondencia. Correo electrónico: marinmendez@infomed.sld.cu

 

RESUMEN

Introducción: Las enfermedades transmitidas por alimentos se producen por ingestión de un alimento, incluido el agua, que puede estar contaminado por diversos agentes.

Objetivo: Caracterizar los agentes bacterianos aislados en brotes de enfermedades transmitidas por alimentos.

Métodos: Se realizó un estudio observacional, descriptivo y transversal  de  100,0 % de los brotes de enfermedades transmitidas por alimentos en la provincia de Santiago de Cuba, desde enero de 2018 hasta diciembre de 2019, para lo cual se seleccionaron  muestras de alimentos y heces fecales. La caracterización de las bacterias aisladas se basó en los resultados del crecimiento y otras pruebas bioquímicas-metabólicas. Se utilizaron resultados del aislamiento y confirmación de los agentes identificados en cada uno de los brotes a partir de las muestras antes citadas.  Entre las variables analizadas figuraron: número de brotes, muestras de alimentos, de heces fecales y resultados de pruebas bioquímicas y metabólicas.

Resultados: Se obtuvo un aislamiento de agentes bacterianos en 100,0 % de las muestras de alimentos. Hubo una mayor frecuencia de bacterias Gram negativas (82,0 %) y la menor correspondió a microorganismos Gram positivos (18,0 %). La Salmonella D fue el microorganismo más frecuente.

Conclusiones: Este resultado representa un instrumento para el diagnóstico etiológico de los brotes de enfermedades transmitidas por alimentos en Santiago de Cuba.

Palabras clave: enfermedades transmitidas por alimentos; marcadores epidemiológicos; agentes bacterianos; coprocultivo; medios de cultivo.

 

ABSTRACT

Introduction: Diseases transmitted by foods are produced due to ingestion of a food, including water that can be contaminated by diverse agents.  

Objective: To characterize the bacterial agents isolated in diseases outbreaks transmitted by foods.  

Methods: An observational, descriptive and cross-sectional study of 100.0 % of the diseases outbreaks transmitted by foods in Santiago de Cuba, from January, 2018 to December, 2019 was carried out, for which samples of foods and stools were selected. The characterization of the isolated bacterias was based on the results of growth and other biochemical-metabolic tests. Results of the isolation and confirmation of agents   identified in each one of the outbreaks from the samples mentioned above were used.  Among the analyzed variables we can mention: number of outbreaks, samples of foods, samples of stools and results of biochemical and metabolic tests.  

Results: An isolation of bacterial agents was obtained in 100.0 % of foods samples. There was a higher frequency of Gram negative bacterias (82.0 %) and the lower corresponded to Gram positive microorganisms (18.0 %). Salmonella D was the most frequent microorganism.  

Conclusions: This result represents an instrument for the etiological diagnosis of diseases outbreaks transmitted by foods in Santiago de Cuba.  

Key words: diseases transmitted by foods; epidemiological markers; bacterial agents; stool culture; culture means.

 

 

Recibido: 04/11/2019

Aprobado: 05/02/2020

 

 

Introducción

Las enfermedades transmitidas por alimentos (ETA) son un conjunto de afecciones producidas por ingestión de un alimento, incluido el agua, que puede estar contaminado por diversos agentes: bacterias, químicos o parásitos, los cualesse presentan durante la manipulación de dichos alimentos mediante vehículos transmisores de enfermedades, tales como ser humano, fauna nociva, alimentos crudos, agua contaminada, tierra y el aire.(1)

Aescala mundial constituyen temas de salud pública importantes debido a su incidencia, graves secuelas y mortalidad, nuevas formas de transmisión, grupos poblacionales vulnerables, aumento de la resistencia de agentes causales a compuestos antimicrobianos, así como por los efectos negativos en la economía atribuibles a costos en servicios de salud, productividad, demandas y confianza de los consumidores.(2)

Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), cada año, 600 millones de personas sufren al menos una intoxicación alimentaria, casi una de cada 10 en el mundo y, como consecuencia, mueren 420000 personas de las cuales 125000 son menores de 5 años de edad, debido a que son vulnerables a dicha intoxicación. Del mismo modo, se estima que existenanualmente 1500 millones de casos con diarrea, de los cuales 70,0 % se originan por la ingestión de alimentos contaminados con microorganismos o sus toxinas.(3)

Mundialmente se ha descrito un aumento significativo de ETA, y se estima que entre 15 y 70% de los casos de diarrea en menores de 5 años de edad se deben a alimentos contaminados. En tal sentido, las intoxicaciones alimentarias causadas por Staphylococcus aureus enterotoxigénico (SAE) no son comunicadas a los sistemas de vigilancia epidemiológica. Estimaciones indican, que si los casos aislados diagnosticados se informaran, la cifra sería 10 veces mayor al número de brotes notificados. Estos informes incompletossobre intoxicación alimentaria estafilocócica (IAE) se deben, principalmente, a que la recuperación ocurre sin suministro de medicamentos y, frecuentemente, los organismos de salud no la incluyen entre las enfermedades de declaración obligatoria, tal como sucede en Estados Unidos de Norteamérica.(4)

Asimismo, se han notificado casos de brotes por consumo de alimentos no inocuos, generados por manipulación incorrecta de los consumidores, insuficienciasen los controles apropiados de calidad en los procesos de transformación, producción y servicios de expendio de alimentos, además de errores en los programas de saneamiento y buenas prácticas de manufacturas en la industria de los alimentos.(5)

Los alimentos consumidos crean influencias claves en la salud. Generalmente son de origen animal y vegetal, raramente estériles, pues contienen asociaciones microbianas cuya composición depende de los organismos que llegan a él, cómo se multiplican y sobreviven e interaccionan en el alimento en el transcurso del tiempo.(6)

De hecho, la seguridad alimentaria comprende las buenas prácticas implementadas en la producción, distribución y consumo de alimentos, con el propósito de anticipar y garantizar la ausencia de riesgos para la salud pública.(7)

Las enfermedades transmitidas por alimentos seencuentran entre las 5 primeras causas de mortalidad en la mayoría de los países de América Latina y el Caribe. Expertos consideran que la mayoría son producidas por los alimentos y el agua contaminados.(8)

Cabe agregar, que las condiciones del proceso, el almacenamiento y las alteraciones provocadas por microorganismos, entre los cuales figuran: Escherichia coli, Salmonella spp, coliformes totales y fecales, Staphylococcus aureus y Listeria monocytogenes son considerados los principales causantes de intoxicación alimentaria,(9) pero de ellos los Staphylococcus aureus (cocos Gram positivos presentes en el ambiente, agua, aire y alimentos) son los que se presentan con frecuencia en derivados lácteos y alimentos con alto contenido de sal como los embutidos; poseen enzimas coagulasa, fosfatasa y desoxirribonucleasa que le distinguen de otros estafilococos.  Además, producen exotoxinas (hemolisina y enterotoxina).(10)

En la actualidad, internacionalmente, los marcadores epidemiológicos genotípicos (MEG) se aplican solo en países desarrollados. La relación costo-beneficio determina el uso de las pruebas fenotípicas en países como Cuba.(11)

Ahora bien, la existencia de limitaciones para acceder al más reciente desarrollo científico en los países subdesarrollados hace imprescindible la aplicación de técnicas microbiológicas convencionales para el estudio de los brotes de ETA causados por bacterias. De tal forma, métodos sencillos, tales como cultivo y aislamiento, coloración de Gram, pruebas bioquímicas y determinación de la susceptibilidad a los antibióticos son importantes para definir el agente causal.

Cuba ha logrado cambios socioeconómicos importantes y avances espectaculares en del campo de la medicina. Aun así, resulta imposible su exclusión del problema mundial que representan los brotes de ETA.

En Santiago de Cuba, a partir de 1994, la vigilancia epidemiológica de las ETA muestra un incremento del número de brotes notificados, en particular, los causados por bacterias. Esto ha permitido reunir información indispensable para conocer la historia natural de dichos brotes, siendo de marcada utilidad para detectar o prever modificaciones que puedan ocurrir en los factores condicionantes o determinantes.(12) Las proyecciones científico-investigativas actuales con respecto a este problema de salud mantienen inmersos a los profesionales de esta provincia en la búsqueda de soluciones prácticas o técnicas diagnósticas relativamente accesibles en respuesta a las deficiencias de recursos y a las limitaciones para la adquisición de tecnología de punta. Los brotes de ETA constituyen un importante problema de salud con repercusión para el individuo en particular y para la sociedad en general. Por tales razones se decidió hacer este trabajo, pues los autores se sintieron incentivados por la necesidad de desarrollar investigaciones que respondan a las principales interrogantes microbiológicas y epidemiológicas, con el objetivo de caracterizar los agentes bacterianos aislados en brotes de ETA.

 

 

Métodos

Se realizó un estudio observacional, descriptivo y transversal, a fin de caracterizar los agentes bacterianos cultivados y aislados en brotes de enfermedades transmitidas por alimentos en la provincia de Santiago de Cuba, desde enero de 2018 hasta diciembre de 2019. Se tuvieron en cuenta todos los brotes de ETA en los que se obtuvo aislamiento y confirmación de los agentes bacterianos identificados en cada uno de estos brotes, a partir de muestras de alimentos y heces fecales para coprocultivo procesadas en los departamentos de Microbiología Sanitaria, Enterobacterias e Infección Intrahospitalaria del Laboratorio Provincial de Higiene, Epidemiología y Microbiología (LPHEM).

 

Criterio de inclusión de brotes de ETA

 

Cuando en el estudio microbiológico del brote se incluyeran tanto las muestras de alimentos como las de materia fecal para coprocultivo.

 

Criterio de exclusión

 

Brotes trasmitidos a través del agua para el consumo (considerados como tal por criterios epidemiológicos emitidos preliminarmente al estudio del brote, de acuerdo con las características de este).

 

Se analizaron la siguientes variables: número de brotes, número de muestras de alimentos, número de muestras de heces fecales para coprocultivo, crecimiento en medios de cultivos, reacción tintorial y resultados de pruebas bioquímicas-metabólicas, agente aislado, tipo de brote, muestra microbiológica, lugar de ocurrencia del brote de ETA y brotes con criterios de aplicación de marcadores epidemiológicos.

La caracterización de las bacterias aisladas se basó en los resultados del crecimiento en varios medios de cultivo y de las pruebas de Gram,oxidasa, catalasa,agar Mac Conkey (AMC), agar sangre (AS), Agar para Bacilluscereus (ABcereus), caldo selenito de sodio (Selenito de Na), agar Xilosa-Lisina-Desoxicolato (AXLD), agar violeta rojo- bilis, agar verde brillante (AVB), agar Baird-Parker y otras pruebas bioquímicas y metabólicas, tales como fermentación de la glucosa y la lactosa, producción de enzimas citocromooxidasa, coagulasa y ß-lactamasa, hidrólisis de urea, prueba de motilidad, producción de indol, descarboxilación de la lisina, fermentación de la sorbosa y el sorbitol, rojo de metilo, Voges-Proskauer, reducción de nitratos a nitritos y licuefacción de la gelatina.

Se confeccionó una base de datos con el paquete estadístico Epinfo (versión 2002) que permitió la recolección, procesamiento y análisis de la información obtenida. Para el análisis de los datos se resumieron las variables utilizadas a través de la determinación de las frecuencias absoluta y relativa como medidas de resumen, las cuales sirvieron para el análisis y la presentación de los resultados, con un alcance a escala provincial y limitados a sus municipios. Se siguieron los aspectos éticos que garantizarían la protección y seguridad de los involucrados en el estudio.

 

 

Resultados

La tabla 1 muestra un aislamiento de agentes bacterianos en 100,0 % de las muestras de alimentos. También se observa que 43,3% de los coprocultivos tuvo aislamiento positivo. En el 2019, el porcentaje de aislamientos obtenido en los coprocultivos fue superior al del 2018.

 

Tabla 1. Tipos de muestras estudiadas en los brotes de enfermedades de transmisión alimentaria y positividad

Años

Muestras de alimentos

Heces fecales para coprocultivo

Estudiadas

Positivas

%

Estudiadas

Positivas

%

2018

10

10

100,0

84

36

42,8

2019

15

15

100,0

89

39

43,8

Total

25

25

100,0

173

75

43,3

 

En la tabla 2 se observa una mayor frecuencia de bacterias Gram negativas (82,0 %); predominio de crecimiento en los medios de agar McConkey, agar XLD y caldo selenito de sodio, así como de resultados positivos de la fermentación de la glucosa, uso del citrato de sodio, prueba de motilidad y descarboxilación de la lisina. También se hallaron resultados negativos en la prueba de oxidasa, fermentación de la lactosa, producción de ureasa, indol, malonato, sorbosa y Voges-Proskawer. La menor frecuencia de los aislamientos correspondió a microorganismos Gram positivos (18,0%), bacterias con crecimiento en medio de agar sangre, así como a resultados positivos de las pruebas de catalasa, coagulasa; ß-lactamasa y sorbitol.

 

Tabla 2. Estudio microbiológico de los agentes bacterianos aislados en brotes de enfermedades de transmisión alimentaria

Reacción

o

propiedad

Total de agentes testados

Reacción o resultado positivo

Reacción o resultado

negativo

No. Agentes

%

No. Agentes

%

Agar Mc Conkey

18

18

100,0

 

 

Agar sangre

3

3

100,0

 

 

Caldo selenito de sodio

16

16

100,0

 

 

Agar Basilluscereus

1

1

100,0

 

 

Agar XLD (Xilosa, Lisina, Desoxicolato)

16

16

100,0

 

 

Agar rojo violeta bilis

2

2

100,0

 

 

Agar verde brillante

18

18

100,0

 

 

Agar Baird Parker

3

3

100,0

 

 

Agar SS (salmonella-shigella)

18

18

100,0

 

 

Gram

22

4

18,0

18

82,0

Glucosa

18

18

100,0

 

 

Lactosa

18

 

 

18

100,0

Oxidasa

21

 

 

21

100,0

Catalasa

3

3

100,0

 

 

Urea

18

 

 

18

100,0

Motilidad

18

18

100,0

 

 

Indol

18

2

11,1

16

88,9

Citrato

18

16

88,9

2

11,1

Lisina

16

16

100,0

 

 

Malonato

16

 

 

16

100,0

Coagulasa

3

3

100,0

 

 

Betalactamasa

3

3

100,0

 

 

Sorbosa

2

 

 

2

100,0

Sorbitol

2

2

100,0

 

 

Reducción de nitratos

1

1

100,0

 

 

Gelatina

1

1

100,0

 

 

Rojo de metilo

2

2

100,0

 

 

Voges–Proskawer

2

 

 

2

100,0

 

La Salmonella fue el microorganismo más frecuente, al aislarse en 76,0 % del total de los alimentos investigados; este microorganismo representó 100,0 y 77,8 % de los aislamientos en las muestras de ensaladas frías, cárnicos y sus derivados, respectivamente. El Staphylococcus aureus ocupó el segundo lugar de los microorganismos identificados al aislarse en 12,0 % de los grupos de alimentos analizados y representó 66,7 y 33,3 %, respectivamente de los aislamientos en los dulces con huevo, la leche y sus derivados. Otro hallazgo lo constituyó 8,0 % de aislamientos de Escherichia coli en los alimentos investigados. Tanto las carnes como la leche y sus derivados causaron 11,1 y 33,3 % de los aislamientos de este microorganismo en las muestras de alimentos estudiadas (tabla 3).

 

Tabla 3. Agentes bacterianos aislados según grupos de alimentos estudiados en brotes de enfermedades de transmisión alimentaria

Agentes aislados

Carne y derivados

Leche y derivados

Ensalada fría

Dulces con huevo

Huevo

Total

No.

%

No.

%

No.

%

No.

%

No.

%

No.

%

Salmonellas

7

77,8

1

33,3

9

10

1

33,3

1

100,0

19

76,0

Staphylococcus aureus

 

 

1

33,3

 

 

2

66,7

 

 

3

12,0

Escherichia coli

1

11,1

1

33,3

 

 

 

 

 

 

2

8,0

Basilluscereus

1

11,1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

4,0

Total

9

100,0

3

100,0

9

10

3

100,0

1

100,0

25

100,0

 

De igual manera, la Salmonella fue el microorganismo más frecuente en los aislamientos obtenidos a partir de muestras de heces fecales (94,7 %), seguido por el Staphylococcus aureus (5,3 %). La frecuencia de aislamiento de ambas bacterias no mostró grandes diferencias entre un año y otro (tabla 4).

 

Tabla 4. Agentes bacterianos aislados en muestras de materia fecal en brotes de enfermedades de transmisión alimentaria

Agentes aislados

2018

2019

Total

%

Muestras

%

Muestras

%

Salmonella

34

94,4

37

94,9

71

94,7

Staphylococcus aureus

2

5,6

2

5,1

4

5,3

Total

36

100,0

39

100,0

75

100,0

 

Todas las cepas de Staphylococcus aureus fueron resistentes a novobicina (Nv), aztreonam (Atm), ciprofloxacina (Cip), ácido nalidíxico (Na), penicilina (Peni), azlocillin (Azl), amikacina (A), kanamicina (k) y nitrofurantoina (F). Existió correspondencia entre la producción de ß-lactamasa (100,0 % de las cepas) y la expresión in vitro de la resistencia frente a la penicilina (100,0 % de las cepas).

 

 

Discusión

En los últimos años se ha incrementado el número de casos de ETA en gran parte del mundo; la principal causa es el aumento del comercio internacional de los alimentos que posiblemente puedan estar contaminados, así como el incremento en la migración de aquellas personas que estén infectadas, lo cual ha favorecido la propagación, reemergencia y aparición de microorganismos patógenos en los alimentos con capacidad de generar brotes en la población. Esta situación ha obligado a establecer normas que contemplen y describan la metodología para el control de la calidad de los productos alimenticios para el consumo humano.(13)

El informe de un brote de ETA representa "la punta del iceberg", para que ocurra deben darse una serie de condiciones, tales como ingestión de alimento contaminado en cantidad suficiente, que el individuo sea diagnosticado, ubicar la fuente de infección y notificar a los servicios de salud.(14) En correspondencia con esta afirmación, la OMS considera a las ETA como uno de los problemas de salud pública más extendidos en el mundo contemporáneo y se puede afirmar que constituyen una causa muy importante de morbilidad.

De hecho, en el estudio de brotes de ETA, la recuperación en bajas concentraciones de un microorganismo o el no aislamiento de bacterias patógenas pueden estar influenciados por factorescomo la notificación tardía o visita de campo no realizada de forma inmediata, lo cual ocasiona que no se encuentren muestras en los alimentos implicados.(15)

A partir de la interpretación de los resultados del crecimiento en los medios de cultivos utilizados, de las reacciones tintoriales y las pruebas bioquímicas, se identificó a la Salmonella como el microorganismo Gram negativo más aislado. También se encontraron aislamientos de Escherichia coli. Las bacterias Gram positivas identificadas fueron en orden de frecuencia, el Staphylococcus   aureus y el Bacilluscereus.

En las últimas décadas se ha desarrollado un amplio surtido de productos frescos mínimamente procesados para satisfacer las crecientes demandas de los consumidores de productos rápidos, de fácil acceso y saludables; sin embargo, en contraposición con los beneficios para la salud que proporciona esta gama de alimentos, se encuentra su potencial como vehículos transmisores de patógenos, tales como Salmonella, Escherichia coli O157:H7, ciertos virus entéricos y parásitos.(16)

Al analizar la frecuencia de bacterias aisladas en los años estudiados se observó que la Salmonellafue la principal causa bacteriana de brotes de ETA; algo similar se encontró en la investigación realizada por Hernández et al(17) donde los géneros de Salmonella y Shigella presentaron fluctuaciones en el periodo estudiado con un decremento importante en el 2014 debido a la presencia de Vibrio cholerae, que ocasionó una epidemia y desplazó al resto de las bacterias patógenas intestinales. De igual manera, en el estudio realizado por Castañeda et al(18) la presencia de Salmonella spp en las muestras de pechugas de pollo evaluadas fue alto, lo que implica un riesgo potencial para la salud pública.

La resistencia microbiana, considerada por muchos como la epidemia silente del siglo XXI, no ha podido ser detenida por barreras locales, nacionales o internacionales. El uso de antibióticos en el hogar, los hospitales, las comunidades, los animales, la agricultura, entre otros, puede contribuir con las fuerzas del ambiente a seleccionar y mantener cepas bacterianas resistentes.

Estudios realizados en otras latitudes notifican tasas variables de resistencia antimicrobiana a la Salmonella aislada de la carne animal fresca destinada para el consumo humano y a una amplia diversidad de productos. La frecuencia de resistencia antimicrobiana puede ser mayor de 60,0 % para al menos uno de los antibióticos probados; en el presente trabajo la cifra estimada fue de 56,1%. De manera similar, entre los fármacos más afectados se encuentran los β-lactámicos (penicilina), macrólidos (eritromicina) y la tetraciclina.(19)

Las pruebas de sensibilidad a los antimicrobianos indicaron que del total de 100 cepas estudiadas, 75 (75,0 %) fueron resistentes o presentaron resistencia intermedia a, al menos, uno de los 9 fármacos probados.(20)

En Cuba, en cepas de Salmonella aisladas de humanos, se informan elevados porcentajes de resistencia a la tetraciclina, ampicilina, doxiciclina, amoxacilina/ácido clavulánico y las sulfas; mientras que la multirresistencia afecta principalmente a la Salmonella typhimurium. Lo anterior, en parte concuerda con los resultados de la investigación, donde hubocorrespondencia entre la producción de ß-lactamasa (100,0 % de las cepas) y la expresión in vitro de la resistencia frente a la penicilina (100,0 % de las cepas), lo que pudiera explicarse como una resistencia extracromosómica mediada por plásmidos.

Se pudo concluir que el conocimiento de los agentes bacterianos asociados a brotes, los vehículos de infección y el grado de resistencia permitena los especialistas desarrollar las actividades de promoción de salud sobre las buenas prácticas de elaboración y manipulación de los alimentos en las instituciones y la población general.

 

 

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Conflicto de intereses

Los autores declaran no tener ningún conflicto de intereses.

 

Contribución de los autores

1. Dra. Mayelin Marin Mendez: Operacionalización de las variables, aplicación de pruebas estadísticas, presentación, análisis de los resultados y desarrollo de la discusión. Participación 40 %.

2. Dr. Arístides Ramón Rodríguez Julian: Confección del artículo, diseño del trabajo de investigación y de las tablas. Participación 30 %.

3. Lic. Laidelbis Minier Pouyou: Conclusiones y recomendaciones. Participación 10 %.

4. Dra. Ekaterine Zayas Tamayo: Recolección de datos, creación y vaciamiento en la base de datos. Participación 10 %.

5. Dra. Raxsy Soler Santana: Búsqueda de bibliografías actualizadas sobre el tema. Participación 10 %.

 

 





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