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Proteus

Los Proteus spp. son bacilos gram-negativos, anaerobios facultativos. Diferentes tipos de infecciones son el resultado de Proteus, pero el tracto urinario es el sitio más común. La mayoría de los casos son causados por Proteus mirabilis (P. mirabilis). Las bacterias son parte de la flora intestinal normal y también se encuentran en el medio ambiente. Proteus spp. exhiben una motilidad de enjambre característica y una fuerte actividad de ureasa, que permiten el inicio de la infección. La hidrólisis de la urea por la ureasa conduce a una orina alcalina con un olor a amoníaco. Con el pH elevado en la orina, se forman cálculos renales de estruvita, que eventualmente pueden causar obstrucción e insuficiencia renal. El tratamiento consiste en antibióticos (e.g., trimetoprim-sulfametoxazol) para la infección y extirpación quirúrgica de los cálculos, si los hubiera.

Última actualización: Jul 17, 2022

Responsabilidad editorial: Stanley Oiseth, Lindsay Jones, Evelin Maza

Clasificación

Diagrama de flujo de clasificación de bacterias gram negativas

Bacterias gram-negativas:
La mayoría de las bacterias se pueden clasificar de acuerdo con un procedimiento de laboratorio llamado tinción de Gram.
Las bacterias con paredes celulares que tienen una capa delgada de peptidoglicano que no retiene la tinción de cristal violeta utilizada en la tinción de Gram. Sin embargo, estas bacterias retienen la contratinción de safranina y, por lo tanto, se tiñen de color rojo rosado, lo que las convierte en gram-negativas. Estas bacterias pueden clasificarse además según su morfología (diplococos, bacilos curvos, bacilos y cocobacilos) y su capacidad para crecer en presencia de oxígeno (aeróbicas vs. anaeróbicas). Las bacterias se pueden identificar de manera más estrecha cultivándolas en medios específicos (agar hierro- triple azúcar (agar TSI, por sus siglas en inglés)) donde se pueden identificar sus enzimas (ureasa, oxidasa) y se puede probar su capacidad para fermentar lactosa.
* Se tiñe mal en la tinción de Gram
** Bacilo pleomórfico/cocobacilo
*** Requiere medios de transporte especiales

Imagen por Lecturio.

Características Generales

Proteus spp.

  • Estructura: bacilos
  • Tinción de Gram: gram-negativos
  • Requerimiento de oxígeno: anaeróbios facultativos
  • Fermentación de lactosa: no fermentan la lactosa
  • Enzimas o pruebas bioquímicas:
    • Oxidasas negativos
    • Fuerte actividad de ureasa
    • Indol: positivo en Proteus vulgaris (P. vulgaris); negativo en P. mirabilis
  • Motilidad en enjambre (la motilidad del organismo tiene un efecto de dispersión sobre la placa de agar sangre)
  • Productores de H2S (sulfuro de hidrógeno) en agar hierro triple azúcar
  • Enfermedades asociadas:
    • Infección del tracto urinario (ITU)
    • Infección de tejidos blandos
    • Infección intraabdominal

Especies clínicamente relevantes

  • P. mirabilis
  • P. vulgaris

Epidemiología

  • P. mirabilis: etiología del 90% de las infecciones por Proteus, más comúnmente ITU
  • ITU por Proteus:
    • 5% de las ITU adquiridas en el hospital
    • 10%–15% de infecciones complicadas (especialmente ITU asociada a sonda urinaria)
  • Las infecciones por P. mirabilis se pueden adquirir en la comunidad, mientras que el resto proviene principalmente de hospitales y centros de cuidado a largo plazo.

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Patogénesis

Reservorios y transmisión

  • Reservorios:
    • Flora normal del tracto intestinal humano
    • Medio ambiente (suelo y agua)
  • Transmisión: propagación al tracto urinario a través de contaminación fecal

Factores de virulencia

  • Fimbrias o pili:
    • Proyecciones superficiales que permiten la unión al tejido huésped
    • Inicia la liberación de interleuquinas
  • Motilidad de Proteus (“diferenciación de células en enjambre”):
    • Formas de flagelos largos
    • Facilita la invasión del tracto urinario
  • Ureasa:
    • Da como resultado la hidrólisis de la urea, liberando amoníaco
    • La orina se vuelve alcalina, lo que conduce a la formación de:
      • Estruvita (fosfato amónico magnésico) y cristales de carbonato–apatito
      • Biopelículas en los catéteres
      • Cálculos/piedras
  • Endotoxina:
    • Componente de la pared celular
    • Al invadir el torrente sanguíneo, desencadena una respuesta inflamatoria en la sepsis

Proceso de enfermedad

  • ITU y cálculos renales:
    • Factores de riesgo de infección:
      • Colonización de la vagina
      • Sondas urinarias
      • Anormalidades del tracto urinario (estenosis, válvulas y cálculos)
    • Infección persistente → ↑ producción de amoníaco → formación de cálculos
    • Se desarrollan cálculos coraliformes en la pelvis renal → obstrucción → insuficiencia renal
    • Los cálculos también sirven como nido para infecciones recurrentes.
  • Otras infecciones:
    • La bacteriemia se desarrolla comúnmente a partir de una ITU
    • Infección del sitio quirúrgico/tejidos blandos (úlceras de decúbito y diabéticas) y osteomielitis (de un sitio contiguo)
    • Neumonía (en entornos hospitalarios y de atención a largo plazo)
    • Abscesos intraabdominales
    • Meningitis neonatal (a menudo procedente del ombligo)
Patogenia de la infección por proteus

Patogenia de la infección por Proteus
Las bacterias aumentan el pH de la orina al activar la actividad de la ureasa. La ureasa metaboliza la urea en amoníaco y dióxido de carbono. Estos subproductos aumentan el pH de la orina, predisponiendo al paciente a la formación de cálculos de estruvita. Los cálculos y la infección bacteriana conducen al daño uroepitelial.

Imagen por Lecturio.

Presentación Clínica

  • Infecciones del tracto urinario:
    • La orina puede tener un olor a amoníaco.
    • Disuria, piuria, dolor suprapúbico y polaquiuria
    • Si tiene pielonefritis, los síntomas pueden incluir fiebre, dolor de costado, náuseas y/o vómitos
  • Cálculo renal:
    • Los cálculos pequeños pueden ser asintomáticos.
    • Fiebre, dolor de costado, hematuria en cálculos complicados con infección
  • Bacteriemia:
    • Fiebre, escalofríos, dolor abdominal/flanco con síntomas de ITU
    • Taquicardia, hipotensión en casos severos
  • Infecciones de piel y tejidos blandos: herida(s) abierta(s) o úlceras, signos de celulitis
Proteus sonogram
Imagen:
A) Ultrasonido en escala de grises que muestra una mancha hiperecoica con sombra acústica posterior
B) Ultrasonido Doppler color que muestra un signo de centelleo
C) TC que muestra cálculos renales
Imagen por Lecturio.

Diagnóstico y Tratamiento

Diagnóstico

  • Muestra dictada por la localización de la enfermedad:
    • Orina
    • Sangre
    • Pus
  • Frotis y cultivo con tinción de Gram:
    • Efecto de “enjambre” (difusión) sobre la placa de agar sangre
    • Colonias no fermentadoras de lactosa en eosina–azul de metileno o agar de MacConkey
    • Producción de H2S en agar hierro triple azúcar
  • Otros estudios de laboratorio:
    • Análisis de orina:
      • Orina alcalina
      • Esterasa leucocitaria positiva, nitritos
      • Bacteriuria microscópica
      • Piuria
    • Hemograma: puede mostrar leucocitosis
    • Creatinina: anormal en la obstrucción crónica, causando insuficiencia renal
  • Imagenología:
    • Radiografía abdominal: muestra cálculos renales
    • Ultrasonido y tomografía computarizada (TC):
      • Detecta cálculos y cambios renales (e.g., absceso, hidronefrosis)
      • Se obtiene si la infección no responde al tratamiento inicial

Tratamiento

  • Antibióticos para la infección:
    • Proteus spp.: naturalmente resistente a la nitrofurantoína
    • Opciones:
      • Trimetoprim–sulfametoxazol, quinolonas, cefalosporinas
      • Cobertura amplia y curso de tratamiento más largo en ITU complicadas
    • Ajustar el régimen según las pruebas de sensibilidad.
  • Tratamiento quirúrgico de los cálculos renales:
    • Los cálculos renales de estruvita por una infección por Proteus deben removerse.
    • Previene resultados clínicos graves (e.g., insuficiencia renal)
    • Elimina fuentes de infección recurrente

Comparación con Bacterias Asociadas a ITU

Escherichia coli (E. coli) y Proteus spp. son etiologías comunes de infección del tracto urinario.

Tabla: Diferentes factores de Proteus spp. vs. E. coli
Proteus spp. E. coli
Características Bacilos gram-negativos Bacilos gram-negativos
Hábitat Tracto intestinal Tracto intestinal
Fermentación de lactosa No fermentan la lactosa Fermentan la lactosa
Indol P. mirabilis: negativo P. vulgaris: positivo Positivo
Agar hierro triple azúcar Productores de H2S No produce H2S
Infección ITU La causa más común de ITU

Relevancia Clínica

  • Pielonefritis aguda: infección de la pelvis renal con afectación del parénquima renal. La infección ascendente con E. coli es, por mucho, la causa más común, pero la cistitis por Proteus spp. también puede provocar pielonefritis. Los síntomas típicos son dolor de costado, fiebre y escalofríos con disuria. El tratamiento es con antibióticos.
  • Pielonefritis xantogranulomatosa: pielonefritis crónica que se desarrolla comúnmente por obstrucción renal debido a cálculos infectados. La pielonefritis xantogranulomatosa se asocia con tejido granulomatoso con macrófagos cargados de lípidos, que destruyen el riñón afectado y puede ocurrir en la infección por Proteus, así como en la infección por otras bacterias que causan ITU.
  • Prostatitis aguda: infección de la próstata. Escherichia coli y Proteus spp. se encuentran entre los agentes causales. Los pacientes tienen fiebre, escalofríos, disuria, dolor perineal y, en casos graves, retención urinaria. El tacto rectal muestra una próstata inflamada y sensible y el análisis de orina indica infección. El tratamiento es con antibióticos.
  • Nefrolitiasis: la infección por Proteus se asocia con cálculos de estruvita, que se forman en la orina alcalina. Otras composiciones de cálculos incluyen cristales de ácido úrico, cristales de fosfato u oxalato de calcio y cristales de cistina. La mayoría de los cálculos contienen calcio. El análisis de los cálculos ayuda a diferenciar la composición, porque esto ayuda a determinar las enfermedades relacionadas que contribuyen a la litiasis.

Referencias

  1. Levinson, W., Chin-Hong, P., Joyce, E.A., Nussbaum, J., & Schwartz, B. (Eds.) (2020). Review of Medical Microbiology & Immunology: A Guide to Clinical Infectious Diseases, 16th ed. McGraw-Hill. 
  2. Mazudamer, S. (2020). Proteus infections. Medscape. https://emedicine.medscape.com/article/226434-overview
  3. Riedel, S., et al. (Ed.) (2019). Jawetz, Melnick, & Adelberg’s Medical Microbiology, 28th ed. McGraw-Hill.
  4. Russo, T.A., & Johnson, J.R. (2018). Diseases caused by gram-negative enteric bacilli. Jameson J, et al. (Ed.), Harrison’s Principles of Internal Medicine, 20th ed. McGraw-Hill.

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