Historia natural de bacterias del género
Clostridium y su potencial como posible
causa de enfermedades del ganado en
condiciones del trópico alto
Efraín Benavides Ortiz
Médico Veterinario, MSc., PhD
Profesor Asociado
Programa de Medicina Veterinaria,
Facultad de Ciencias Agropecuarias
Centro de Investigación en Medicina y Reproducción Animal
Universidad de La Salle-Bogotá
efbenavides@unisalle.edu.co

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apropiadamente al autor
(Benavides, 2012)

El género Clostridium
(Según Wikipedia)
 Bacilos
anaerobios, grampositivos, parásitos y
saprófitos
 Poseen capacidad de esporular y son
móviles, en general por intermedio de
flagelos perítricos.
 Toman la forma de fósforo, palillo de
tambor o huso de hilar, de ahí su nombre
griego "Klostro", que significa huso de
hilar
 Pocas especies son patógenas, algunas http://www.madrimasd.org/blogs/salud_publica/2007/
forman parte de la flora intestinal 10/23/77167
normal.
 Las especies de Clostridium están
ampliamente distribuidas en el
ambiente, habitando el tracto
gastrointestinal tanto de humanos como
animales.
(Benavides, 2012)

Objetivo de la ponencia
 Estudiar la historia natural de las bacterias de este grupo y
tratar de entender su rol como posible causa de enfermedad
en los animales y el hombre
 Describir los mecanismos mediante los cuales se
desencadena enfermedad en los animales (patogenia) y
entender su epidemiología, es decir, factores de transmisión y
de riesgo
 La comprensión de estos factores debe brindar bases para
fundamentar las estrategias para prevención y el control de
las pérdidas asociadas en ganadería
(Benavides, 2012)

Los Clostridios
(Carter & Chengapa, 1991)
 Bacterias bacilares grandes (Firmicutes), gram-
positivas (cultivos jóvenes), móviles, anaeróbicas
(algunas son micro aerofílicas), formadoras de
esporas, fermentativas y catalasa negativas
 Saprofitos de vida libre, distribuidos ampliamente
en suelos y acuíferos.
 Algunas especies son más prevalentes en algunas
áreas geográficas. Algunas especies ocurren
comúnmente en el tracto intestinal
 Dentro de un gran número de especies existentes
(>80), sólo unas pocas causan enfermedad
(Benavides, 2012)

Las Bacterias Asociadas con
el Suelo
Organismos que desde el punto de vista ecológico y
epidemiológico; dada su capacidad de producción
de esporas, utilizan el suelo como su principal
medio de diseminación.
Géneros:
Bacillus: Aerobios esporulados (facultativos).
Clostridium: Anaerobios esporulados.
(Benavides, 2012)

BAS, STB
Es conveniente esta nueva
clasificación de bacterias Seifert, et al., (1995).
asociadas con el suelo, debido Environment, Incidence, Aetiology,
a la evolución de los agentes Epizootiology and Immunoprophylaxis
infecciosos (ej. cubiertas of Soil-borne Diseases in North-east
resistentes) y a la evolución de Mexico.
la relación huésped-parásito lo
que brinda herramientas
importantes para la
comprensión de la patología y
epidemiología de estos
organismos
(Seifert et al. 1995; Benavides
1995).
(Benavides, 2012)

El interés del autor en el asunto (1995)
(Benavides, 2012)

Los paradigmas de la enfermedad
 El cambio de paradigma:
De la “teoría
microbiológica de las
enfermedades” a la “teoría
multifactorial de
enfermedades”.
 De los postulados de Koch
a los postulados de Evans.
(Benavides, 2012)

La visión anterior (clásica)
del proceso de enfermedad
Organismo Agente Organismo
sano nocivo enfermo
 La triada
epidemiológica, agente
huésped y medio ambiente
(Benavides, 2012)

Redes de causalidad
http://jech.bmj.com
(Benavides, 2012)

Redes simples y complejas
(Benavides, 2012)

Bacterias anaerobias
 Pasteur inició el estudio de los anaerobios en 1861, con el
aislamiento del Bacillus butyricus.
 Las bacterias anaerobias son encontradas en el suelo, en el
agua de pantanos, océanos, aguas cloacales, sedimentos de
ríos y lagos, alimentos y animales
 La pierna negra, como entidad mórbida, fue citada por
primera vez en 1782, en Francia, por Chabert que la
diferenció clínicamente del carbúnculo verdadero o
carbúnculo hemático como se conoce el ántrax.
 Se dedujo, que el carbúnculo sintomático (pierna negra)
no era contagioso para el hombre y que la carne de los
animales enfermos era inocua para el ser humano y otros
animales.
Jaime Paz (Médico): http://www.panamaamerica.com.pa
(Benavides, 2012)

Enfermedades causadas por
Clostridium spp. (1)
 La capacidad patógena de los organismos está relacionada con la
producción de toxinas.
 En animales domésticos y en el hombre los clostridios ocasionan
tres grandes grupos de afecciones:
 Las enterotoxemias (C. perfringens)
 Infecciones Tisulares (C. chauvoei, C. septicum, C. novyi, C.
haemolyticum y C. sordelli)
 Neurotoxicosis (C. tetani y C. botulinum)
(Benavides, 2012)

Los clostridios patógenos para los animales y para el hombre
 Los temas vigentes:
 Tetano y botulismo en hombre
y animales
 Infección de tejidos blandos en
animales α βy δ
 Abomasitis clostridial
 Enteritis y enterotoxemia
 Bovinos
 Pequeños rumiantes
 Porcinos
 Humanos (intoxicación
alimentaria)
 Equinos (enterocolitis)
 Otras especies
(Benavides, 2012)

Enterotoxemias
asociadas con toxinas
clostridiales
Popoff & Bouvet (2009)
Future
Microbiol., 4(8), 1021–
1064
(Benavides, 2012)

Enfermedades del tubo digestivo de
rumiantes asociadas con Clostridios
 Abomasitis clostridial
 Clostridium perfringens
 Clostridium septicum
 Enteritis bovina y
enterotoxemia
 Clostridium perfringens
 Clostridium sordelli
 Clostridium difficile
 Enteritis y enterotoxemia
de pequeños rumiantes
 Enterotoxemia tipo A
 Disenteria del cordero
 Struck (golpe)
(Benavides, 2012)

Abomasitis clostridial
 Problemas asociados con la adecuada formación de la flora o contaminación
y/o putrefacción de los calostros
 C. perfringens tipo A (toxina α):
 Abomasitis en cabritos y corderos
 Abomasitis en terneros
 C. perfringens tipo C (toxina α y β):
 Abomasitis en terneros, cabritos y corderos, asociada con cambios súbitos en la
dieta
 Muerte súbita (Struck) en ovejas adultas
 C. septicum (toxina α):
 Abomasitis en ovejas y terneros (Braxy)
 Muerte súbita con abomasitis necrótica
(Benavides, 2012)

Enterotoxemia en rumiantes
 C. perfringens
 Tipo A
 Tipo B
 Tipo C
 Tipo D
 Tipo E
 C. septicum
 C. sordelli
 C. difficile
 Toxinas α β y δ
(Benavides, 2012)

Enterotoxemias en pequeños
rumiantes
 C. perfringens tipo A:
enterotoxemia
 C. perfringens tipo B: disentería
del cordero. Enteritis
hemorrágica fatal
 Habitantes normales del tubo
digestivo, contaminación de
ubres o leches?
 Enfermedad del riñón pulposo.
C. perfringens tipo D.
 Cambios súbitos en la dieta
(Benavides, 2012)

Enfermedades causadas por
Clostridium spp. (2)
 Clostridiosis Tisulares: (histotóxicas):
* Gangrena gaseosa (Tejido negro crepitante)
* Pierna Negra
* Edema Maligno
 La patogénesis es similar para todas estas afecciones: la
bacteria, habitante normal o introducida traumáticamente se
multiplica en los tejidos produciendo toxinas, creando una lesión
local y al ser absorbidas al torrente sanguíneo, causan toxemia.
(Benavides, 2012)

Carbón Sintomático
 Causado por Clostridios tisulares, de los cuales se
reconocen tres modalidades
 Gangrena gaseosa (C. sordelli)
 Pierna negra (C. chauvei)
 Edema maligno (C. septicum)
 El aislamiento y caracterización bacteriológica
son imprescindibles en la confirmación
diagnóstica
 El control está basado en la vacunación, pero se
debe distinguir si se requieren bacterinas o
toxoides. Importancia de las cepas locales.
(Benavides, 2012)

Toxinas
clostridiales y
enfermedades
adquiridas por
heridas
Popoff & Bouvet (2009) Future Microbiol., 4(8), 1021–1064
(Benavides, 2012)

El carbón sintomático, como ejemplo
 En 1856, Walbraff descubrió el cuadro sintomático de la
enfermedad, que en líneas generales es el de nuestros días
 Bollinger consiguió provocar la enfermedad en
bovinos, ovinos y caprinos experimentalmente por medio de
inoculación subcutánea de líquido seroso proveniente de
tumefacciones
 Estudios posteriores en el período de 1880-
1885, (Arloing, Corneving y Thomas), permitieron entender
la naturaleza biología y profilaxis de los bacilos
encontrados por Bollinger, lo que resultó con el
descubrimiento de una vacuna preventiva específica
 Estos son estudios típicos de la era de la revolución
microbiológica y de los postulados de Koch.
(Benavides, 2012)

Clostridium chauvei y Clostridium edematis
Journal of Bacteriology
Joseph P. Scott (1925)
STUDIES ON CERTAIN
CHARACTERISTICS OF
CLOSTRIDIUM
CHAUVEI AND
CLOSTRIDIUM
EDEMATIS
J. Bacteriol., 10(3), 265-313.
(Benavides, 2012)

Pierna negra, gangrena gaseosa y
edema maligno
The Journal of Infectious Diseases
Hilda Hempl Heller (1920)
Etiology of Acute Gangrenous
Infections of Animals: A
Discussion of Blackleg,
Braxy, Malignant Edema
and Whale Septicemia:
Studies on Pathogenic
Anaerobes. I
J. Infect. Dis., 27(5), 385-451.
(Benavides, 2012)

La eficacia de vacunas
pasterianas
Various remedies had been tried by California cattlemen to control the disease, none of which
had been successful partly due to failure of perfection of a single-injection vaccination
serum…..
No effective remedy was found until Victor A. Norgaard, chief of the Pathological Division of
the Bureau of Animal Industry, perfected a vaccine which required a single injection in 1896.
Free distribution of the vaccine was begun in August, 1897.
http://www.sandiegohistory.org/journal/65january/cattle.htm
(Benavides, 2012)

Toxinas de C. novyi y C. haemolyticum
A partir de Baldassi (2005; J.Venom.Anim.Toxins incl. Trop.Dis., 11(4), 391–411.
(Benavides, 2012)

Mionecrosis del bovino y Clostridios
A partir de Baldassi (2005; J.Venom.Anim.Toxins incl. Trop.Dis., 11(4), 391–411).
(Benavides, 2012)

Enfermedades de tejidos blandos asociadas con clostridios
 Pierna negra: C. chauvoei
 Falsa pierna negra: C. septicum
 Gangrena gaseosa: varias especies
(Benavides, 2012)

Otras afecciones clostridiales de tejidos blandos
 Enfermedad negra
 Hemoglobinuria bacilar
 Asociación con fasciolosis
(Benavides, 2012)

Enfermedades causadas
por Clostridium spp. (3)
 Neurotoxicosis: Las toxinas pueden ingerirse
preformadas o ser el resultado del crecimiento de las
bacterias en alguna parte del cuerpo.
 C. tetani: Introducido en heridas contaminadas, la toxina
causa un fuerte espasmo muscular debido a su acción sobre
el S.N.C.
 C. botulinum: Ocasiona el botulismo, enfermedad
neuroparalítica de la que se reconoce 7 diferentes tipos de
toxinas. Existen 3 tipos de botulismo: Intoxicación
alimentaria, Botulismo infantil y Botulismo por heridas.
(Benavides, 2012)

Botulismo en
Rumiantes (1)
 El botulismo no es enfermedad infecciosa, ocurre como intoxicación
alimentaria en animales que consumen huesos y otros materiales orgánicos
debido a la intensa deficiencia mineral.
 Clostridium botulinum es habitante normal del suelo (esporas) en casi todo el
mundo, crece en cadáveres y material orgánico en descomposición. Produce
una potente neurotoxina como subproducto de su crecimiento.
 Los rumiantes se intoxican de tres maneras:
 al ingerir huesos,
 al beber aguas que han “lavado” cadáveres contaminados
 al ingerir henos o ensilajes en los que accidentalmente se han incluído animales
muertos
(Benavides, 2012)

Botulismo en Rumiantes (2)
 Existen siete tipos de toxina botulínica: A, B, C (C1
y C2), D, E, F y G. Otras especies de Clostridium
spp. pueden producir estas toxinas. Para rumiantes
en pastoreo los tipos C y D son más frecuentes.
 La toxina bloquea la transmisión de impulsos
nerviosos mediante el bloqueo de liberación de
acetilcolina. La toxina en el intestino entra en la
circulación a través de los vasos linfáticos y una vez
allí se adhiere a los terminales nerviosos.
 La intoxicación se previene mediante inmunización
específica con toxoides preparados con los
diferentes tipos de toxina
(Benavides, 2012)

Algunos factores de riesgo conocidos
 Cada tipo de afección
asociada con clostridios tiene
sus factores de riesgo
particulares
 Por ejemplo, la deficiencia de
fósforo, que lleva a la
alotriofagia y de ahí al
botulismo
 Entender el orden de los
factores y evitar equívocos
 Los menos entendidos son
los factores asociados con las
clostridiosis tisulares y la
migración del tracto intestinal
a los tejidos
(Benavides, 2012)

El Diagnóstico de Botulismo
 Se caracteriza por una parálisis
ascendente, principalmente en vacas
paridas; los animales se separan del
grupo, hay tambaleo del tren
posterior, el animal cae, está
consciente, pero es incapaz de tragar y
muere por parálisis respiratoria
 Generalmente no se observan lesiones
 El diagnóstico se confirma
demostrando la presencia de toxina en
tejidos de animales afectados
 Suelos pobres en fósforo
(Benavides, 2012)

Componentes epidemiológicos de las enfermedades
asociadas con clostridios
 Aspecto dejado de forma
colateral en las investigaciones
disciplinares, microbiológicas
o moleculares
 Clave para la prevención y
control
 ¿Si las bacterias son habitantes
naturales del suelo y el tracto
gastrointestinal, cómo llegan a
los tejidos?
 Los fagos como inductores de
la toxicidad bacteriana
 El trópico
(Benavides, 2012)

Factores de riesgo de clostridiosis tisulares
 ¿Cómo llega la bacteria a los
tejidos?
 Micro lesiones en el tubo
digestivo
 Acidosis ruminal
 Intoxicación subclínica por
nitratos y nitritos
 Lesiones por competencia entre
animales, principalmente en
levantes
 Migración de parásitos internos
 Hemoglobinuria bacilar y
fasciolosis
Fotos cortesia Jorge Carrillo, Mexico
(Benavides, 2012)

El diagnóstico de las clostridiosis
 Aislamiento y bacteriológica a partir de
casos clínicos de enfermedad en el
campo (necropsia)
 Pero el organismo es habitante normal
de suelos y acuíferos, cuidado con la
interpretación de resultados
 Modernamente existen kits de
diagnóstico basados en pruebas
moleculares.
 El control está basado en la
vacunación, pero se debe distinguir si se
requieren bacterinas o toxoides.
(Benavides, 2012)

Herramientas para el diagnóstico
 Diagnóstico
bacteriológico
(aislamiento e
identificación)
 Inmuno fluorescencia
para caracterizar bacterias
 Pruebas de inmuno
histoquímica
 Modernas pruebas
moleculares para la
identificación de
organismos o toxinas
(Benavides, 2012)

¿Tratamiento antibiótico?
 ¿Porqué el tratamiento  Los cuadros clínicos
con antibióticos, generalmente son muy
generalmente no es de agudos y cuando se
utilidad? detecta la enfermedad
ya no da tiempo de
 Habitantes normales del actuar
tubo digestivo  La prevención es crucial
 La patogenicidad es en este tipo de
mediada por toxinas, las enfermedades
cuales no son afectadas  Manejo de los factores
por el antibiótico de riesgo
(Benavides, 2012)

FACTOR GERMINACIÓN
DETERMINANTE
PROLIFERACIÓN
BACTERIANA
PRODUCCIÓN
MUERTE
DE TOXINAS
(Benavides, 2012)

Las vacunas contra clostridios en Colombia
 La gran mayoría son bacterinas
 Pueden no tener todos los organismos o factores de
patogenicidad para brindar adecuada protección
 Necesidad de pensar en nuestras realidades
epidemiológicas
(Benavides, 2012)

Una bacterina
 Cultivo de una bacteria en el
laboratorio en un medio de
cultivo líquido
 Concentración de la bacteria por
centrifugación
 Determinación de cantidad
(cel/vol)
 Inactivación
 Formulación con adyuvante
(Benavides, 2012)

Un toxoide
 Cultivo de una bacteria en el
laboratorio asegurando que tiene
la posibilidad de producir toxina
(Fagos, características del
cultivo, patogenicidad)
 Caracterización, cuantificación y
determinación de potencia de la
toxina
 Purificación de la toxina y
eliminación de las células
 Inactivación y formulado
(Unidades internacionales)
(Benavides, 2012)

Las vacunas…
 ¿Primera, segunda o tercera
generación?
 ¿Bacterinas o toxoides?
 ¿O diseño de moléculas?
 ¿Qué tipo de cepas deben
contener las vacunas, cuando
son tipo Pasteriano?
 El manejo de las cepas en el
laboratorio para no perder el
potencial de producir las
toxinas
 Los planes de vacunación
(Benavides, 2012)

Agradezco sinceramente su
Amable Atención y estaré
complacido de atender sus
inquietudes
Contacto: efbenavides@unisalle.edu.co
(Benavides, 2012)