Enfermedades bacterianas. La guerra biológica

I.E.S. Alonso Quesada

EL CARBUNCO O ÁNTRAX El carbunco es una enfermedad contagiosa de animales de sangre caliente, incluyendo al hombre, producida por la bacteria Bacillus anthracis. También se conoce como ántrax maligno, carbunclo, pústula maligna. Es una de las enfermedades más antiguas que se conocen, fue epidémica y aún existe en muchas regiones del mundo. Fue la primera enfermedad de la que se aisló el agente causal en 1863 por C. J. Davaine, y para la que Robert Koch obtuvo un cultivo puro en 1876, describiendo entonces el ciclo vital del bacilo del ántrax. Louis Pasteur desarrolló en 1881 una vacuna eficaz para el carbunco. Pasteur descubrió que el Bacillus anthracis cultivado a una temperatura entre 42 y 43 °C pierde toda su virulencia tras varias generaciones, y más tarde se descubrió que los animales inoculados con estas bacterias debilitadas eran resistentes a la infección. Desde esa fecha se puede decir que nació la prevención, modificación y tratamiento de las enfermedades mediante la inmunización, uno de los avances más importantes de la medicina actual.

En las personas, la enfermedad se presenta en su forma externa e interna, con una tasa de mortalidad de alrededor del 20%. La forma externa o cutánea se contrae a través de los cortes o abrasiones de la piel de aquellos sujetos que manipulan cadáveres o pieles de animales infectados, y puede ser una infección local, aunque con frecuencia se extiende al torrente sanguíneo y provoca fiebre y postración. Se caracteriza por la aparición de pústulas malignas sobre las zonas expuestas. La forma interna se adquiere mediante inhalación de esporas, como las procedentes del pelo de los animales y de la lana, que invaden los pulmones y, en ocasiones el tracto intestinal, provocando hemorragias. Se cree que una variedad que afecta al intestino puede estar causada por el consumo de carne o leche contaminadas. Los trabajadores expuestos a productos animales, en especial la lana, deben protegerse mediante vacunas. La penicilina descubierta por Alexander Fleming en 1928 y las tetraciclinas son eficaces en el tratamiento de la enfermedad, excepto en los casos que evolucionan con mucha rapidez. Los animales adquieren la enfermedad a través de la ingestión de agua de zanjas de drenaje contaminadas en las que los organismos patógenos pueden sobrevivir durante años; de la ingestión de alimento para ganado y cadáveres de animales infectados; o por la picadura de insectos chupadores de sangre. La enfermedad, que algunas veces se manifiesta a través de inestabilidad, hemorragias, convulsiones, y asfixia, puede ser mortal casi de forma inmediata en los casos agudos, y en un periodo de tres a cinco días en los subagudos. La muerte se produce por toxemia. Las vacunaciones preestacionales y los antibióticos son eficaces para la prevención de la enfermedad.

ACTIVIDADES DUCTORAS. Guía de lectura A.1 Realiza un resumen del texto señalando las ideas principales. A.2 ¿Qué es el carbunco? A.3 ¿Cuál es el agente causante de la enfermedad? ¿Cuándo y quién la aisló por primera vez? A.4 ¿Quién obtuvo el primer cultivo puro de la bacteria causante de la enfermedad? A.5 ¿Cuándo y quien desarrollo la primera vacuna contra el carbunco? A.6 ¿Cómo se adquiere habitualmente la enfermedad en los animales y en los humanos? A.7 ¿Cuáles son las diferentes formas de presentarse la enfermedad? A.8 ¿Cuál es la tasa de mortalidad de la enfermedad? A.9 ¿Qué sustancias son útiles para el tratamiento de la enfermedad? A.10 Busca información que te permita desarrollar los aspectos biográficos y las principales aportaciones de los científicos que parecen en el texto.

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BIOGRAFIAS DE CIENTÍFICOS VINCULADOS AL CARBUNCO Casimir Davaine (1812- 1882)

Médico y zoologo francés. Su principal aportación científica fue el descubrimiento, en 1850, del Bacillus anthracis, agente etiológico del carbunco. La existencia de casos de carbunco en la región le orientó hacia el estudio del bacilo del ántrax, demostrando su presencia en la sangre de los animales muertos por la enfermedad y estableciéndolo como su causa.

Robert Koch (1843-1910)

Bacteriólogo y médico alemán. Llevó a cabo fundamentales investigaciones sobre el carbunco y sobre las enfermedades infecciosas. En 1876, obtuvo un

cultivo puro del bacilo del ántrax describiendo entonces su ciclo vital.

Descubrió el vibrión colérico, el agente causante de la conjuntivitis infecciosa y el micrococo tetrágeno. Asimismo son importantísimos sus estudios sobre la génesis y epidemiología de numerosas enfermedades, como el cólera, la fiebre tifoidea, la fiebre recurrente, la enfermedad del sueño, la tripanosomiasis, etc. Lo más destacado de su obra fueron sus aportaciones al conocimiento de la tuberculosis, obra científica por la que le fue concedido el premio Nobel de medicina y fisiología en 1905. Louis Pasteur Químico y biólogo francés que fundó la ciencia de la microbiología, demostró la teoría de los gérmenes como causantes de enfermedades (patógenos), inventó el proceso que lleva (1822-1895) su nombre y desarrolló vacunas contra varias enfermedades, incluida la rabia y el carbunco. Desautorizó la teoría de la generación espontánea. Estudio los procesos de fermentación así como los procesos de conservación de la leche llamado Pasteurización. Pasteur desveló también la historia natural del carbunco, una enfermedad mortal del ganado vacuno. Demostró que el carbunco está causado por un bacilo determinado y sugirió que era posible inducir una forma leve de la enfermedad en los animales vacunándoles con bacilos debilitados, lo que les inmunizaría contra ataques potencialmente letales. Con el fin de demostrar su teoría. Desarrolló en 1881 una vacuna eficaz para el carbunco. Pasteur empezó inoculando a 25 ovejas con la vacuna “atenuada”; pocos días más tarde inoculó a éstas y a otras 25 con una muestra de un cultivo especialmente fuerte de carbunco. Predijo que las segundas 25 ovejas perecerían y concluyó el experimento de forma espectacular mostrando a una multitud escéptica los cadáveres de las mismas dispuestos unos junto a otros. Pasteur dedicó el resto de su vida a investigar las causas de diversas enfermedades —como la septicemia, el cólera, la difteria, el cólera de las gallinas, la tuberculosis y la viruela— y su prevención por medio de la vacunación. Es especialmente conocido por sus investigaciones sobre la prevención de la rabia, llamada también hidrofobia en la especie humana. Fundo el Instituto Pasteur que continua en funcionamiento y es uno de los centros más importantes del mundo para el estudio de enfermedades infecciosas y otros temas relacionados con los microorganismos, incluida la genética molecular.

Alexander Fleming

Médico británico. Realizó estudios de bacteriología en la St. Mary's Medical School, donde posteriormente también efectuó labor docente. (Lochfield Farm, En 1921 descubre la lisozima y en 1928 Descubre la penicilina. En 1942 se produce el primer tratamiento con penicilina a cargo de Florey. 1881-Londres, Por su descubrimiento de la penicilina (1928), base de la conquista 1955) terapéutica de los antibióticos, mereció el premio Nobel de medicina y fisiología de 1945, compartido con H.W. Florey y E.B. Chain.

Actividad: Busca información y amplia los aspectos biográficos de los científicos vinculados al carbunco que aparecen en la anterior ficha.

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EL ÁNTRAX O CARBUNCO: RESUMEN ESQUEMATICO

Actividad: Escribe un texto en el que expliques el siguiente esquema sobre como actúa el ántrax.

Actividad: Escribe un texto en el que expliques el siguiente esquema sobre los efectos del ántrax.

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Actividad: Escribe un texto en el que expliques los siguientes esquemas sobre la utilización del ántrax como arma biológica.

Actividad: Escribe tu opinión sobre la utilización de las armas biológicas y sobre las armas de destrucción masiva.

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EL ÁNTRAX O CARBUNCO (Algunas preguntas clave) Actividad: Contesta a las siguientes preguntas breve y claramente. Compara después

tus respuestas con las que aparecen en le Documento de apoyo o en el documento de respuestas proporcionado por el profesor 1. ¿Qué es el ántrax o carbunco?

2. ¿Quién puede adquirir el ántrax?

3. ¿Cómo se transmite el ántrax?

4. ¿Cuáles son los síntomas del ántrax?

5. ¿Cuánto tardan después de la exposición en aparecer los síntomas?

6. ¿La infección previa con ántrax hace a una persona inmune? ¿Existe vacuna?

7. ¿Cuál es el tratamiento para el ántrax?

8. ¿Cual puede ser el efecto de no tratar el ántrax?

9. ¿Qué se puede hacer para prevenir la trasmisión del ántrax?

10. ¿Que es una guerra biológica o Bacteriológica?

11. ¿Qué causa el ántrax?

12. ¿Cuáles son los síntomas de la enfermedad?

13. ¿Cómo puede ser tratado?

14. ¿Cómo actúa? ¿Cuáles son sus efectos?

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EL ÁNTRAX O CARBUNCO (Documento de apoyo) El antrax es una enfermedad contagiosa, sumamente drástica, que provoca la muerte de los animales de forma súbita, por lo que se le ha llamado la ‘enfermedad del rayo’. Existen otros síntomas para este problema: llamada también carbunco, fiebre carbonosa y algunos otros nombres según diferentes países. En España se denomina carbunco. El agente causal es una bacteria denominada Bacillus anthracis, que a diferencia de los clostridios es aerobia. También produce esporas, las cuales pueden sobrevivir en el medio ambiente hasta varias décadas. La forma vegetativa (no la espora) es la responsable de la enfermedad, ya que esta forma es la que invade y produce las toxinas que afectan el tejido. El Bacillus anthracis produce tres factores de virulencia sumamente potentes: • Cápsula. • Toxina letal (compuesta por el factor letal y factor protector del Ag). • Toxina productora del edema (compuesta por el factor productor del edema y factor protector del Ag). Tanto la toxina letal como la productora del edema contienen una proteína común que se ha denominado factor protector del antígeno, el cual potencia la acción de los demás factores, de forma que si falta éste, los otros factores se inactivan y la patogenicidad del germen disminuye drásticamente. Se considera a este factor como un determinante para que los otros entren en las células y puedan ocasionar daño. Por otra parte, se ha observado una hiperglucemia durante la enfermedad, termina con una drástica hipoglucemia y aparentemente este factor es el responsable en gran medida de la gravedad de la enfermedad. La toxina productora del edema se considera la causa de la salida de líquidos que se presentó en el sitio de infección, por alteración de la enzima adenil ciclasa. La toxina letal se ha asociado a la inhibición de la función de los macrófagos, ya que evita que estos destruyan al germen. Patogenia El Bacillus anthracis se encuentra como espora en el medio ambiente, ya que aunque es aerobio, ciertas condiciones ambientales de temperatura y humedad son dañinas para el bacilo, por lo que esporula, manteniéndose de esta manera durante décadas. Una vez que un animal al consumir pasto contaminado ingiere las esporas, estas se localizan en diferentes porciones del tracto digestivo, empezando por las tonsilas, a donde son llevadas por los macrófagos y otras pasan al tracto digestivo, en donde son capturadas por el tejido linfoide. Una vez dentro del organismo, la espora da origen al bacilo, el cual, por su cápsula se protege de la fagocitosis, ya que esta impide la opsonización. Produce sus toxinas y en el sitio de infección se provoca edema, muerte celular y el germen pasa a la sangre, provocando una septicemia. El germen y sus toxinas destruyen los tejidos por donde van pasando, afectando diferentes órganos. El principal órgano de choque es el bazo, el cual sufre una esplecnomegalia severa. 6

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El curso de la enfermedad es de 1 a 14 días y es más aguda en herbívoros que en carnívoros, las aves se consideran resistentes (aparentemente por su elevada temperatura). El animal presenta fiebre, hemorragias por orificios naturales, severa depresión, hipoglucemia severa, shock séptico y muerte. El tratamiento sintomático (cuando se detectan los signos) es a base de penicilinas, hidratación del animal y antihistamínicos, en la mayoría de los casos los signos pasan desapercibidos y entonces los animales se encuentran muertos, sin haber podido detectar y curar la enfermedad. Diagnóstico En la mayoría de los casos el encontrar animales con muerte súbita y con hemorragias por orificios naturales es el único diagnóstico clínico. El diagnóstico de laboratorio se dificulta debido a que ésta es una enfermedad contagiosa y es además una zoonosis. El hacer una necropsia en el campo no es recomendable debido a lo anterior, además de que se esparcen esporas al medio ambiente, esparciéndose el contagio de la enfermedad. La mejor muestra que debe tomarse es la sangre que sale por los orificios naturales, del animal enfermo, con una jeringa desechable estéril y enviarla al laboratorio. Aquí se pueden hacer frotis directos, en los que se observan los bacilos Gram (+), algunos con esporas y con la cápsula, formando cadenas. Pueden realizarse además cultivos e identificación mediante pruebas bioquímicas. Al mismo tiempo se recomienda inocular ratones, los cuales mueren dentro de las siguientes 24-48 hrs. Si los animales no presentan sangrado, deben tomarse muestras de sangre de cualquier vena periférica, con jeringas desechables estériles. Prevención Esta enfermedad en los animales se suele presentar después de la temporada de lluvias, por lo que se recomienda vacunar a los animales antes de que termine la temporada. La vacuna se hace anualmente, aunque en zonas problematicas se realiza cada 6 meses. Es posible como prevención utilizar una vacuna, es decir bacterias vivas atenuadas. Actualmente se utiliza una vacuna a base de Bacillos anthracis al que se le ha quitado la cápsula y por lo tanto ha perdido su patogenicidad, a esta se le conoce como la cepa Sterne y es la cepa que contiene nuestro Thraxol. Con esto se asegura la inmunogenicidad y la protección no sólo contra el bacilo, sino contra sus toxinas.

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EL ÁNTRAX O CARBUNCO (Algunas preguntas clave) RESPUESTAS A LAS PREGUNTAS 1. ¿Qué es el ántrax o carbunco? El ántrax es una enfermedad bacteriana que puede infectar a todos los animales de sangre caliente incluyendo el hombre. También conocido como carbunco. Es una enfermedad muy virulenta, especialmente del ganado vacuno, lanar, cabrío y, a veces, caballar, producida por Bacillus anthracis, bacilo que también se transmite al hombre. Existe una forma cutánea, en la que se produce una pústula maligna local, de carácter gangrenoso, que puede extenderse en profundidad y desencadenan una infección general seria; otra forma pulmonar, que se adquiere por inhalación de esporas, y desencadena bronconeumonía; y una forma intestinal, que desencadena gastroenteritis grave, y se adquiere por consumo de carne contaminada.

2. ¿Quién puede adquirir el ántrax? El ántrax es principalmente una enfermedad ocupacional. Se identifica de vez en cuando en individuos que han sido expuestos a animales muertos ó productos de animales tales como lanas y pelo importados de otros países. La infección es muy rara en animales en los Estados Unidos y En Europa. 3. ¿Cómo se transmite el ántrax? Las bacterias del ántrax pueden vivir en el suelo por muchos años. El hombre puede infectarse con el ántrax inhalando partículas contaminadas del suelo o manejando las lanas o el pelo de animales enfermos. La infección en los intestinos puede ocurrir comiendo la carne poco cocinada de animales enfermos. 4. ¿Cuáles son los síntomas del ántrax? Los síntomas varían dependiendo del tipo de exposición. Con la exposición de la piel, aparece una lesión como una quemadura, la cual eventualmente forma un centro negro. Puede ocurrir una hinchazón de las glándulas linfáticas cerca de la lesión. Con la exposición respiratoria, los síntomas pueden semejarse a la gripe común y pueden progresar a problemas de respiración severos e incluso a la muerte . 5. ¿Cuánto tardan después de la exposición en aparecer los síntomas? Los síntomas aparecen generalmente en un plazo de unos 7 días. 6. ¿La infección previa con ántrax hace a una persona inmune? ¿Existe vacuna? Si prácticamente la hace inmune. Un segundo ataque con esta enfermedad es muy raro. Existe una vacuna ya desarrollada por Pasteur en 1881. Es posible como prevención utilizar una vacuna, es decir bacterias vivas atenuadas. Actualmente se utiliza una vacuna a base de Bacillos anthracis al que se le ha quitado la cápsula y por lo tanto ha perdido su patogenicidad, a esta se le conoce como la cepa Sterne y es la cepa que contiene el Thraxol. Con esto se asegura la inmunogenicidad y la protección no sólo contra el bacilo, sino contra sus toxinas. 7. ¿Cual es el tratamiento para el ántrax? Ciertos antibióticos pueden utilizarse para tratar el ántrax, como las penicilinas y sus derivados. 8. ¿Cual puede ser el efecto de no tratar el ántrax? La enfermedad puede ser fatal, llegando a producir la muerte si no se trata adecuadamente. 9. ¿Qué se puede hacer para prevenir la trasmisión del ántrax? La vacuna del ántrax está disponible para la gente en lo militar ó en ocupaciones de riesgo elevado. 10. ¿Que es una guerra biológica o Bacteriológica? Aquella en la que se hace uso de organismos vivientes, especialmente de gérmenes que ocasionan enfermedades que dañan a los hombres, animales o plantas.

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¿Qué es el ántrax? BBC Martes, 09 de octubre de 2001 - 14:09 GMT El ántrax es causado por una bacteria que forma esporas que pueden ser aspiradas o consumidas. El ántrax es una rara infección que, en su forma más severa, puede llegar a ser mortal. El más reciente caso de enfermedad en los Estados Unidos es el primero que ha tenido lugar desde 1978. 11. ¿Qué causa el ántrax? El ántrax es causado por una bacteria, el bacilo Anthracis. Esta bacteria forma esporas que pueden ser aspiradas, consumidas en alimentos contaminados, o transmitidas por el contacto con la piel. Las esporas se pueden alojar en el pasto y se suelen transmitir al ganado 12. ¿Cuáles son los síntomas? Los síntomas del ántrax son difíciles de diagnosticar porque se pueden confundir con otros de infecciones comunes. Generalmente aparecen dos días después de exponerse a las esporas. Dependiendo del lugar del cuerpo donde se aloje la espora, hay tres tipos de síntoma. •

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El ántrax cutáneo, que produce una lesión en la piel que no es seria y no causa dolor; si no se trata, puede propagarse y causar septicemia (envenenamiento de la sangre). El ántrax intestinal, causado por el consumo de carne contaminada, se manifiesta con fiebre y septicemia y puede llegar a ser mortal. El ántrax respiratorio, que sucede cuando las esporas son aspiradas y se alojan en los pulmones. Los síntomas son similares a una gripe normal, pero la respiración se vuelve cada vez más difícil después de unos seis días. Este tipo de ántrax puede ser mortal.

13.¿Cómo puede ser tratado? Los antibióticos pueden curar la enfermedad, especialmente en la variedad cutánea del ántrax. En las variedades intestinales y respiratorias, si los antibióticos no se administran de manera rápida, las posibilidades de cura son mucho menores. Existe una vacuna contra el ántrax, pero sólo está recomendada para la población en alto riesgo de exposición. Generalmente, se le administra a los soldados que viajan hacia el Golfo Pérsico, investigadores de laboratorio y personas que trabajan en los mataderos. El ántrax puede ser curado por antibióticos, si se administran a tiempo.

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ACTIVIDAD DE SÍNTESIS Y DE REFUERZO Comentario de texto: “La confirmación de varios casos de ántrax en distintos Estados de EE UU en pocos días después de los acontecimientos del 11 de septiembre ha despertado la alarma entre la población y las autoridades, que temen que esta bacteria, de fácil producción y bajo coste, se esté utilizando como arma biológica. El ántrax es una infección bacteriana aguda, causada por el bacillus anthracis que normalmente afecta a vertebrados salvajes y domésticos (ganado, ovejas, cabras, camellos, antílopes, y otros herbívoros), pero también puede afectar a humanos cuando se exponen a animales infectados o tejidos de animales infectados. El ántrax cutáneo se transmite por contacto con tejidos de animales (ganado, oveja, cabras, caballos, cerdos y otros) infectados, pelo contaminado, lana, productos fabricados con material animal o tierra asociada con animales infectados. Los objetos y tierra contaminados con esporas pueden seguir infectando durante décadas. El ántrax pulmonar es el resultado de la inhalación de esporas en procesos industriales arriesgados, como curtir pieles y procesar lana. El ántrax intestinal se debe a la ingestión de carne cruda contaminada. La transmisión de persona a persona es muy rara. Los síntomas del ántrax, que en ocasiones son difíciles de diferenciar de los característicos de otras infecciones menos graves, dependen de la variedad de infección. La variedad menos grave, el ántrax cutáneo, produce en primer lugar picor superficial en la zona donde se produce la penetración y en un periodo de dos a seis días desarrolla una úlcera. El ántrax cutáneo no tratado tiene una proporción de muertes entre el 5% y el 20%, pero con terapia antibiótica eficaz se registran pocos casos mortales. El ántrax intestinal tiene los síntomas característicos de una intoxicación, que puede llegar a fiebre y envenenamiento de la sangre. Es normalmente mortal. El tercer tipo, el pulmonar, se produce cuando el paciente inhala partículas contaminadas y comienza como una gripe común, aunque los síntomas derivan en problemas de respiración graves y la muerte. Ciertos antibióticos pueden utilizarse para tratar el ántrax, particularmente la variedad epidérmica. Las vacunas que existen, basadas en fragmentos de la bacteria o en bacilos debilitados, son eficaces si se suministran un mes antes de entrar en contacto con el microorganismo y en estos momentos sólo se administran en EE UU a los militares”.

ACTIVIDADES: GUÍA DE LECTURA

1. Después de leer atentamente el texto, define o explica con tus propias palabras el significado de los términos subrayados en el texto: bacteria, arma biológica, cutáneo, inhalación, terapia, antibióticos, epidérmica, vacunas. 2. Resume el texto, con tus palabras, señalando las ideas principales del mismo. (Una frase o dos para cada parrafo) 3. Realiza un comentario personal sobre el texto, valorando y expresando tu opinión sobre el mismo.

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