Escherichia coli como causa de diarrea infantil

Dra. Raquel Fernández Ferrán,1 Dr. Carlos Rodríguez Pérez,2 Dra. Isis de los A. Rodríguez Ribalta3 y Dr. Freddy Gómez Martínez4

Resumen

Se realiza una revisión de la literatura médica reciente sobre Escherichia coli productora de diarrea. Se presentan los diferentes grupos de E. coli y se plantean los mecanismos patogénicos, así como el cuadro clínico asociado y su incidencia en la diarrea infantil, según estudios realizados en diferentes partes del mundo. Se señalan los elementos relacionados con el diagnóstico y se plantean las orientaciones terapéuticas recomendadas.

DeCS: INFECCIONES POR ESCHERICHIA COLI/diagnóstico; DIARREA INFANTIL; INCIDENCIA; INDICADORES DE MORBILIDAD Y MORTALIDAD.

La Organización Mundial de la Salud (OMS) considera que el 70 % de las muertes de niños menores de 5 años en los países en vías de desarrollo, es originado por 5 enfermedades comunes, prevenibles o de fácil manejo y entre ellas está la diarrea.1

En Cuba se ha logrado reducir la mortalidad por diarrea mediante diferentes medidas tales como: uso de las sales de rehidratación oral (SRO), incremento de la lactancia materna, uso racional de antibióticos, capacitación de los recursos humanos y manejo correcto de la diarrea en la atención primaria de salud.2 ]]>
Las enfermedades diarreicas agudas (EDA) en su mayoría son de naturaleza infecciosa, pero de carácter autolimitado.3,4 En Cuba como en otras partes del mundo, los virus constituyen la causa más importante de diarrea grave, potencialmente mortal en niños menores de 2 años,5 no obstante en algunos trabajos publicados predomina la causa bacteriana.6

Entre las bacterias productoras de diarrea acuosa o con sangre se encuentra la E. coli diarreógena.
En varios estudios publicados se halló que la E. coli enteropatogénica fue la bacteria más aislada en la diarrea infantil en niños menores de 2 años.7-10

Teniendo en cuenta la importancia que reviste la capacitación de los recursos humanos, realizamos este trabajo de revisión con el objetivo de actualizar nuestros conocimientos sobre este agente biológico.

Características generales del grupo Coli

La E. coli fue aislada por primera vez en 1885 por el pediatra alemán Theodore Escherich, quien la denominó bacteria Coli Comunne para indicar su aparición universal en el intestino de individuos sanos.

En los últimos 100 años la E. coli se ha estudiado de manera tal que es actualmente la forma de vida libre más perfectamente comprendida sobre la tierra.11 ]]>
La E. coli es un bacilo gramnegativo, móvil, facultativo, oxidasa negativo, reductor de nitritos, no espuralados, fermenta la glucosa con producción de ácido y gas y presenta 3 antígenos:

• Antígeno O: somático (grupo).
  
• Antígeno H: flagelar (tipo).
  
• Antígeno K: de superficie, asociado al grupo.

La E. coli productora de diarrea es aquella con características de virulencia que le permite lesionar las células intestinales o alterar la función del intestino.12
]]> En la actualidad existen 6 categorías principales de E. coli que ocasionan diarreas:

• E. coli enterotoxigénica (ECET).
  
• E. coli enteropatogénica (ECEP).
  
• E. coli enteroinvasiva (ECEI).
  
• E. coli enterohemorrágica (ECEH).
  
• E. coli con adherencia difusa (ECAD). ]]>
• E. coli enteroagregativa (ECEAg)

Epidemiología

Incidencia: La incidencia real es desconocida pues pocos laboratorios pueden identificar estos organismos. La E. coli enterotoxigénica (ETEC) es la causa más común de diarrea en el viajero. La E. coli enteropatogénica (EPEC) y la E. coli enteroinvasiva (ECEI) infectan principalmente a los niños menores de 2 años en los países en vías de desarrollo. La ECEP se ha reportado como causa importante de diarrea en el recién nacido.13

La E. coli enterohemorrágica (ECEH) aparece en la década del 80 en casos esporádicos y en brotes epidémicos fundamentalmente en países desarrollados. El serotipo más observado en EE.UU., Europa y Japón ha sido O157 H7.14

Período de incubación: La incubación oscila entre 12 y 72 h. La transmisibilidad se desconoce, pero se supone que puede transmitirse mientras dure la formación de colonias en las heces que puede ser 1 semana o más.15

Modo de transmisión: El hombre constituye el principal reservorio para casi todos los tipos reconocidos de enteropatógenos de E. coli.16 Se transmite por vía fecal oral, de persona a persona en hogares y centros de atención de niños y ancianos. La transmisión más frecuente es por agua y alimentos contaminados. Como el organismo puede vivir en el intestino del ganado saludable, la carne puede contaminarse durante el proceso de sacrificio por contacto fecal. La colitis hemorrágica producida por E. coli O157H7 ha estado relacionada con la ingestión de hamburguesas donde se han comprobado fallos en la producción, distribución o cocción de estas.17 ]]>
Las bacterias presentes en las ubres de las vacas o en los equipos de ordeño pueden también contaminar la leche cruda y sus derivados, principalmente los quesos.18

Mecanismos patogénicos

El mecanismo patogénico que ocasiona la diarrea es variable, y está en dependencia del grupo o categoría de E. coli que infecte al individuo.

Así podrá existir:

• Invasividad.
  
• Adherencia a la superficie de la mucosa.
  
• Producción de enterotoxinas. ]]>
• Producción de citotoxinas.

E. coli enterotoxigénica

Coloniza el intestino delgado. Posee fimbrias que le permiten adherirse fuertemente y suministrar la toxina al epitelio. Produce 2 toxinas, una termolábil (TL) y otra termoestable (TE), o ambas a la vez.

Las toxinas actúan al desencadenar el sistema adenilciclasa y aumentar la secreción de agua y electrólitos, pero sin producir lesión ni destrucción celular. La toxina TL está relacionada de forma funcional, inmunológica y estructural con la toxina del cólera. Es causa de la diarrea del viajero.

La toxina ST está relacionada con ciertas cepas de E. coli de Yersinia. El daño que produce es esencialmente funcional.
E. coli enteropatogénica ]]>
Coloniza todo el intestino desde el duodeno hasta el colon. No produce enterotoxinas ni invade las células epiteliales. Se adhiere al epitelio intestinal y forma un pedestal con pérdida de la microvellosidad. La adherencia puede ser localizada o difusa. En la biopsia se puede encontrar inflamación y aplanamiento de las vellosidades. Favorece el sobrecrecimiento bacteriano, lo cual puede ser un factor condicionante para la persistencia del episodio diarreico.19 La destrucción de las microvellosidades también puede condicionar la persistencia del episodio agudo.20

E. coli enteroinvasiva

Coloniza el colon. Las propiedades de colonizar, invadir y destruir los enterocitos del colon se codifican genéticamente por ADN cromosomal y por plásmidos. Elabora una citotoxina que se presenta con mayor intensidad en un medio bajo en hierro. Se adhiere al epitelio intestinal y causa muerte celular y una rápida respuesta inflamatoria. Se comporta como Shigella en cuanto a su capacidad de invadir el epitelio intestinal, pero no produce toxina Siga.

E. coli enterohemorrágica

Se adhiere a las células endoteliales y produce lesiones de unión estrecha y borramiento que se encuentren principalmente en el colon. En algunos estudios se reportan lesiones básicamente al nivel de las placas de Peyer y no en toda la superficie de extensión de la mucosa.

Produce 2 tipos principales de toxinas: una es esencialmente idéntica a la toxina De Shiga y es denominada Verotoxina 1 (VT-1). La otra está más lejanamente emparentada con la toxina De Shiga y se denomina Verotoxina 2 (VT-2).

La toxina produce inhibición de la síntesis proteica y muerte celular sin invasión del enterocito. Es la primera causa de síndrome hemolítico urémico (SHU) en la niñez, y una de las principales causas de insuficiencia renal aguda (IRA).
]]> Los serogrupos más comúnmente aislados son: O157 , O26 , O11 y los serotipos H7 , H11 y H32 .

E. coli enteroadherente o enteroagregativa

Coloniza el colon. Se adhiere a las células epiteliales del colon con fimbrias de adherencia. Produce toxina termolábil y termoestable pero se desconoce el papel que desempeña en la patogenia. También se le denomina E. coli enteroaglutinante.
Hay tendencia a separar este grupo, pero aún no se ha concretado nada al respecto.

Manifestaciones clínicas

Las E. coli enterotoxigénica, enteropatogénica y con adherencia difusa producen diarreas acuosas en tanto las E. coli enteroinvasiva y enterohemorrágica producen diarrea con sangre. No obstante lo dicho anteriormente, algunos estudios concluyen que el cuadro clínico no fue lo suficientemente característico como para un diagnóstico específico.21

E. coli enterotoxigénica

Las 2 enterotoxinas de este agente originan diarrea secretora.22 El cuadro clínico es más grave cuando es producido por la toxina termolábil. Puede haber deshidratación y acidosis grave por la pérdida importante de agua y electrólitos. Es una de las principales causas de deshidratación y malnutrición en países en vías de desarrollo, además de ser una de las causas principales de diarrea del viajero.23

E. coli enteropatogénica

Representa la primera categoría de E. coli identificada como causa de diarrea en niños menores de 1 año y en neonatos, a partir de la década del 50. Produce un cuadro de diarrea acuosa que según su intensidad puede acompañarse de desequilibrio hidromineral o ácido-básico. Con frecuencia el episodio de diarrea aguda se prolonga o evoluciona a diarrea persistente.

E. coli enteroinvasiva

Produce diarrea con sangre que como sucede con otros agentes invasivos puede ir precedida por una diarrea acuosa inicial.
En general produce una disentería muy parecida a la de la Shigella, pero con síntomas mucho más atenuados.

E. coli enterohemorrágica

E. coli enteroadherente

Produce diarrea acuosa. Puede haber pérdida significativa de agua y electrólitos. Se asocia con frecuencia a diarrea persistente. Este serotipo se ha aislado en algunos pacientes con diarrea con sangre.

Diagnóstico

Ya nos referimos a que el cuadro clínico no es suficientemente específico para permitir un diagnóstico fiable. La edad puede ser un dato importante por cuanto algunos patógenos afectan a un grupo determinado de edad (Torres D. Incidencia de las bacterias enteropatógenas que pertenecen a la familia Enterobacteriaceae en niños que padecen de enfermedades diarreicas agudas [Trabajo de diploma], Ciudad de La Habana, 1999), y así en algunos trabajos revisados se reporta que la E. coli enteropatogénica se asocia con brotes de diarreas en recién nacidos. ]]>
Ante un cuadro de diarrea tipo coleriforme pero más atenuado, que sucede a continuación de un viaje, debemos pensar en la posibilidad de una E. coli enterotoxigénica.29

Los estudios habituales de laboratorio (cultivo de heces fecales) tienen un valor muy limitado y dependen en la actualidad, en gran medida, de métodos que no son fácilmente accesibles al médico. Los criterios bioquímicos tienen un valor mínimo.

El cultivo del jugo duodenal puede ser útil en pacientes con diarrea persistente, cuando se sospeche que la causa sea por E. coli enteropatogénica.

En la infección por E. coli enteroinvasiva puede observarse un aumento de leucocitos con las heces fecales, al igual que como ocurre en la infección por otras bacterias invasivas.30

El procedimiento diagnóstico más prometedor para el futuro son las sondas ADN de detección de genes que codifican diversos rasgos de virulencia.

Complicaciones

]]> En la infección por cualquiera de los grupos de E. coli puede observarse deshidratación y acidosis metabólica, por la pérdida de agua y electrólitos.

• La E. coli enteropatogénica y la E. coli con adherencia difusa producen frecuentemente diarrea persistente.
  
• La E. coli enterohemorrágica se complica hasta en el 10 % de los casos infectados con síndrome hemolítico urémico.

Tratamiento

Preventivo

La estrategia de prevención más exitosa debe enfocarse más hacia la reducción o eliminación de los microorganismos que a la prevención de su proliferación, como hacen los enfoques más tradicionales.31

La irradiación ionizante es una prometedora tecnología que permite eliminar la bacteria y mantener crudos los alimentos. Aunque su uso está aprobado en EE.UU. en la carne de cerdo y vegetales, esta tecnología aún está subutilizada. La aprobación para utilizarse en la carne de res y los mariscos está pendiente.31
]]> El uso de la pasteurización a vapor (rociadura rápida de vapor en los cadáveres de ganado vacuno), es otro método que parece efectivo para la eliminación de la E. coli.

Se ha reportado que este método logra reducir la bacteria en una proporción de 1 000 veces.31

Investigaciones actuales muestran que la exclusión competitiva tiene el potencial de eliminar la E. coli del ganado antes del sacrificio. Este método incluye el uso de microorganismos no patógenos, que desplacen a la bacteria del tracto gastrointestinal de los animales.32

Las medidas preventivas generales comprenden:

1. Atención cuidadosa a la higiene personal, ambiental y de los alimentos.
   
2. Fomentar la lactancia materna. Se ha probado que tanto el calostro como la leche contienen anticuerpos que protegen contra los diferentes agentes y entre ellos la E. coli.32-36 ]]>
3. Matanza adecuada del ganado vacuno para evitar que la carne se infecte. Cocción adecuada de la carne y la leche.
   
4. Vacunas encaminadas a prevenir la colonización. Vacunas orales: toxoide LT-ST (toxina lábil - toxina estable); cepas atenuadas; CFA fimbrial.

Curativo

La E. coli productora de diarrea es generalmente sensible a los antimicrobianos específicos contra los gérmenes gramnegativos, pero no es necesario su uso para la curación pues este agente es habitualmente autolimitado.37 Por otra parte se ha probado que la resistencia a los antibióticos frecuentemente va codificada en los mismos plásmidos que transmiten las propiedades virulentas.

La E. coli enterotoxigénica está aumentando la resistencia a los agentes antimicrobianos disponibles, y es probable que este fenómeno se presente también para el resto de los grupos.38

En el caso de la E. coli enterohemorrágica, se ha demostrado que el uso de sulfamidas puede aumentar el riesgo de síndrome hemolítico urémico. La Organización Mundial de la Salud recomienda no usar antibióticos en forma rutinaria en el manejo de la diarrea.39 ]]>
Se recomienda que una vez establecido el cuadro diarreico la estrategia que se debe seguir consistirá en:

• Reposición adecuada de la pérdida de agua y electrólitos: sales de rehidratación oral o hidratación parenteral en los casos que lo requieran.
  
• Mantener la alimentación del paciente.
  
• Vigilancia estrecha del paciente con el fin de detectar precozmente las complicaciones más graves.

En conclusión podemos decir:

1. Ante una diarrea acuosa, además de la causa viral, pensar en la posibilidad de E. coli enteropatogénica, con adherencia difusa o enterotoxigénica, sobre todo en niños menores de 2 años. ]]>
2. Una diarrea acuosa de tipo secretoria que aparece después de un viaje puede deberse a E. coli enterotoxigénica.
   
3. Una diarrea acuosa que se prolongue puede deberse a una E. coli enteropatogénica o con adherencia difusa. El cultivo del contenido duodenal es útil en estos casos para descartar la E. coli enteropatogénica.
   
4. La diarrea con sangre, sin fiebre y sin aumento de leucocitos puede ser por una E. coli enterohemorrágica. Pensar en esta posibilidad puede salvar la vida del paciente.
   
5. Pensar en E. coli enteroinvasiva ante una disentería atenuada, con poca fiebre y sin toma del estado general.

Summary

A medical literature review was made about Escherichia coli as a cause of diarrhea. The different groups of E.coli are presented, also the pathogenic mechanisms, the clinical picture associated and its incidence on the infantile diarrhea are stated, according to studies performed in different parts of the world. The elements related to the diagnosis and the recommended therapeutical orientations are pointed out in this paper.

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Recibido: 12 de marzo de 2002. Aprobado: 27 de abril de 2002.
Dra. Raquel Fernández Ferrán. Hospital Pediátrico Docente del Cerro, Calzada del Cerro No. 2002, municipio Cerro, Ciudad de La Habana, Cuba.

1 Especialista de I Grado en Pediatría. Asistente de la Facultad "Doctor Salvador Allende".
2 Especialista de I Grado en Microbiología. Asistente de la Facultad de 10 de Octubre.
3 Especialista de I Grado en Pediatría.
4 Especialista de I Grado en Higiene y Epidemiología.