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VELICA - FACU LTA N CA D FACULTAD DE CIENCIAS DE INGENIERÍA ER I A IV E UN S DE IN G E NI (Creada por ley Nº 25265) D N C IA R S IDAD NA C ION AL DE UA H IE EC UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA E. A .P A . DE ZOOTE CN I ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE ZOOTECNIA LÍNEA DE INVESTIGACIÓN: Identificación y desarrollo de las potencialidades económicas de la zona de impacto del Proyecto Camisea PROYECTO DE INVESTIGACIÓN EFICACIA DEL BACTERICIDA DE EXTRACTO ETANOLICO DE Passiflora edulis Y Pìper agustifolium SOBRE BACTERIAS CAUSALES DE DIARREAS EN ALPACAS, EN LA ZONA DE INFLUENCIA DEL PROYECTO DE CAMISEA - PROVINCIA DE HUANCAVELICA TESISTA: RESPONSABLE: CARHUAPOMA DELA CRUZ, Víctor. Asesor: Dr. VALENCIA MAMANI, Nicasio. UNH Co Asesor: Dr. CHAVEZ ARAUJO, Elmer. UNH Co Asesor: Dr. HUNG CHAPARRO, Armando. UPCH FECHA DE REGISTRO: FECHA DE INICIO : AGOSTO DEL 2014 FECHA DE CULMINACIÓN : AGOSTO HUANCAVELICA, JULIO DEL 2014 DEL 2015 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN Pag. Indice CAPÍTULO I………………………………………….…………………………….….…… 1.1. Planteamiento del problema…………...…...…………………….….….. 1.2. Formulación del problema…………...….………...…………….……....... 1.3. Objetivo……………………………………………………...…….…….………... 1.3.1. Objetivo general…………………………………….……….……….……... 1.3.2. Objetivo especificos…………………………………….…….…….……... 1.4. Justificación………………………...…………..……….……….……….…….. CAPÍTULO II……………………………………………………………………………….. 2. Marco teorico……………………………………………………………………... 2.1. Antecedentes………………………………………………………..…………... 2.2. Bases teóricas…………………………………………………………………... 2.3. Hipotesis……………………………..…………………………………………….. 2.4. Definición de terminos………………….……………………………………. 2.5. Identificación de variables………………………………………………… 2.5.1. Variables independientes………………………………………………………….. 2.5.1. Variables dependientes………………………...………………………………….. 2.6. Operacionalidad de variables……………….………………...………...... CAPÍTULO III…………………………………………...………………………………….. 3.1. Tipo de investigación………………………...…………….………………….. 3.2. Nivel de investigación……………………...…………………………………. 3.3. Método de investigación………………...…………………….…………….. 3.4. Diseño de investigación…………………...…………………………………. 3.5. Población, muestra………………………...………………………….……….. 3.6. Técnicas e instrumentos de recolección de datos……………… 3.7. Procedimiento de recolección de datos……………………………... 3.8. Técnicas de procesamiento y análisis de datos……...……………. 3.9. Ámbito de estudio……………………………………………………………….. CAPÍTULO IV……………………………………………………………………………….. 4. 0.Aspecto administrativo……………………………………………………………. 4.1. Recursos humanos…………………………………………………………….. 4.2. Recursos materiales…………………………………………………………. 4.3. Presupuesto…………………………………………………………….………… 4.3.1. Cuadro de presupuesto de materiales de laboratorio………………………….. 4.3.2. Cuadro de presupuesto de reactivos e insumos de laboratorio……..………… 4.3.3. Cuadro de presupuesto de capacitación del investigador…………………….. 4.3.4. Cuadro de presupuesto de alquiler de equipos e instrumentos……………….. 4.3.5. Cuadro análisis, ensayos, pruebas y traducciones…………………………........ 4.3.6. Movilidad y transporte………………………………………………………………. 4.3.7. Cuadro de asesoramiento…………………………….……………………………. FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 4 5 5 6 6 6 5 9 9 9 12 82 83 84 84 84 85 86 86 86 86 87 87 88 94 94 94 96 96 96 96 96 96 98 99 100 100 100 101 2 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN 4.3.8. Cuadro de publicación en revistas científicas………………………………….. 4.3.9. Cuadro de evaluación por Jurados………………………………………………. 4.3.10. Cuadro alimentos y hospedaje del investigador………………………………. 4.3.11. Cuadro de resumen de todos los gastos ……………………………………… 4.4. Financiamiento…………………………………………………………………… 4.5. Cuadro cronograma de actividades…………………………………… 4.6. cadena de gastos por partidas………………………………………….. Referencias Bibliograficas…………………………………………………….. Nombre y firma de tesista y asesor (S)………………………………… Anexos……………………………………………………………………………………. 101 101 101 102 102 103 104 105 114 115 Matriz de consistencia Esquema de proceso de los extractos de Matico y Maracuyá Cuadros de registro de recolección de datos FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 3 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN CAPÍTULO I 1. PROBLEMA 1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA En las últimas tres décadas se han desarrollado investigaciones científicas sobre la sanidad en camélidos sudamericanos pero no se ha logrado controlar la proliferación de microorganismos patógenos causales de mortalidad y morbilidad de las crías de alpacas, varias razones exigen que este conocimiento sea colectado e integrado en su sentido más amplio, en la tarea de contribuir al bienestar de miles de campesinos de los andes para quienes los camélidos son recursos indispensables. Existe la necesidad urgente de mejorar los sistemas de manejo sanitario, preservando los recursos y la cultura nativa para las generaciones venideras (Carbajal, 2013). En la actualidad la explotación de camélidos sudamericanos se lleva a cabo bajo sistemas tradicionales, no siempre eficaces agudizando los problemas de morbilidad, mortalidad (Oha,2012); donde los porcentajes de mortalidad de las crías de alpacas anual en la mayoría de explotaciones alpaqueras es del orden del 50% (Palacios et. al., 2010), causa por microorganismos patógenos de clostridium, salmonella y Escherichia Coli que afectan el sistema tracto digestivo, generando enfermedades infecciosas principalmente la enterotoxemia y colibacilosis.( Carbajal, 2013), estos problemas sanitarios afectan principalmente a animales menores de 3 meses de edad y esta situación no sólo tiene impacto económico sino que impide el crecimiento sostenido de la actividad alpaquera al disminuir la producción neta de animales hasta el 65 % ,además a conllevado menor cantidad de animales que contribuyan con la variabilidad genética(Palacios et. al., 2010). FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 4 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN La práctica de la medicina moderna es alarmante debido a la generación de resistencia de los microorganismos a distintos antibióticos en los tratamientos de las enfermedades tracto digestivos en camélidos sudamericanos (Quinn, 2009), esto a generado una desconfianza del uso de antibióticos por parte de los productores alpaqueras, Palacios, et. al., (2010) sostiene de que los antibióticos ha generado resistencia a antimicrobianos debido a que la gran mayoría de bacterias hay modificado su pared celular o su membrana y han acumulado genes de resistencia haciéndola impermeable a la entrada del antibiótico. la OMS (2012) estableció la lucha contra la resistencia a los antimicrobianos como el tema del Día Mundial de la Salud tanto en medicina humana como en veterinaria y destacó la necesidad de establecer una estrategia común y coordinada y de buscar las causas relacionadas con la emergencia y extraordinaria diseminación de bacterias multirresistentes; por ello crea la necesidad de encontrar nuevos compuestos que puedan actuar de forma directa sobre la actividad antimicrobiana o inhibiendo los mecanismos de resistencia de los microorganismos patógenos, a través del uso de plantas medicinales (Palacios et. al., 2010). La practica medicinal con plantas naturales, ha sido utilizada desde tiempos muy antiguos dándole a ella una propiedad importante para su uso hasta en un 85 %, la cual está incluida la población andina y amazónica de nuestro país. El Passiflora edulis (Maracuyá) y Piper angustifolium (Matico) tiene propiedades antimicrobianas demostrada contra Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa y Enterococcus faecalis (Abad, 2009). Orientados en salud publica pero no existen estudios en tratamientos clínicos en salud animal como en el control de Clostridium sp, Salmonella sp y Escherichia coli que son bacterias causales de diarreas en neonatos de alpacas. Por lo que se planteó estudiar la acción antimicrobiano o como bactericidas de extractos de Passiflora edulis y Piper angustifolium sobre bacterias causales diarreicas en alpacas con la finalidad de encontrar las propiedades inhibidoras antibacterianas para ser utilizado como etnofarmacologico o bactericida. En tal sentido el problema de investigación queda enunciado de la siguiente manera. 1.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ¿Cuál es la eficacia del bactericida de extractos etanólico de Passiflora edulis y Piper angustifolium Sobre bacterias causales de diarreas en neonatos de alpacas? OBJETIVO 1.3.1. OBJETIVO GENERAL Determinar la eficacia del bactericida de extracto etanólico de Passiflora edulis y Piper angustifolium sobre bacterias causales de diarreas en neonatos de alpacas. FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 5 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN 1.3.2. OBJETIVO ESPECIFICOS Obtener la bactericida del extracto etanólico a partir de Passiflora edulis y Piper angustifolium. Determinar la concentración y dosis óptima del bactericida de extracto etanólico de Passiflora edulis y Piper angustifolium para la acción inhibitoria antimicrobiana de Clostridium sp, Salmonella sp y Escherichia coli en vitro. Comparar la capacidad inhibitoria antimicrobiana in vitro del bactericida de extracto etanólico de Passiflora edulis y Piper angustifolium sobre Clostridium sp, Salmonella sp y Escherichia coli. 1.3.JUSTIFICACIÓN El Perú cuenta con mucha variedad de plantas medicinales que nuestros pueblos aborígenes utilizan con fines medicinales. Durante siglos la fitoterapia han sido empleadas en forma empírica y en la actualidad han llamado la atención de los investigadores a fin de descubrir los principios activos que justifican sus usos terapéuticos (Abad, 2009). Los remedios a base de plantas medicinales presentan una inmensa ventaja con respecto a los fármacos químicos, debido que sus principios activos se hallan siempre biológicamente equilibrados, de forma que en general no se acumulan en el organismo y sus efectos indeseables están limitados como indica Ocares (2012). Los estudios fitoquímicos de Passiflora edulis y Piper angustifolium nos demuestran componentes de gran importancia en la Fito terapéutico como: aceites esenciales, ácido artánico, resinas, taninos, quinolonas, alcaloides, saponinas, flavonoides rutina, triterpenoides, entre otros componentes y es usada en medicina tradicional como antisépticos, antimicóticos, desinflamantes, antibacterianos, cicatrizantes, relajante muscular, dolores estomacales, tumores intestinales, fiebre, hipertensión y diuresisI (Herrera et. al., 2008), y no existiendo a la fecha ninguna comunicación en la literatura científica sobre ensayos clínicos en el uso de medicina veterinaria sobre estos componentes terapéutico, esencialmente orientados a animales de producción como los camélidos sudamericanos (alpacas) que es el sustento de la población alto andina. FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 6 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN El proyecto se vuelve necesario de la búsqueda de alternativas de solución en reducir taza de mortalidad de neonatos de alpacas en vista de que hasta la actualidad no se ha controlado la proliferación de Clostridium sp, Salmonela sp y Escherichia coli que son bacterias causales de diarreas en neonatos de alpacas a través del uso de productos veterinarios; por ello nace la necesidad del uso de especialidades etnofarmacologico de extractos de Passiflora edulis y Piper angustifolium como bactericidas sobre Clostridium sp, Salmonela sp y Escherichia coli que son causales directos de diarreas en alpacas , es decir validar científicamente la eficacia terapéutico de extracto de Passiflora edulis y Piper angustifolium en vitro sobre Clostridium sp, Salmonella sp y Escherichia coli con la finalidad de generar el uso popular a bajo costo debido a que el tratamiento con especialidades farmacéuticas ha llegado a tan altos costos que se vuelve inaccesible para los productores alpaqueras de nuestro país y la región de Huancavelica, esencialmente en la comunidad campesina de Santa Bárbara provincia de Huancavelica zona de intervención del proyecto. Por ello la investigación proyecto será un importante aporte para los productores alpaqueras de nuestra región andina y de la Comunidad Campesina de Santa Bárbara – Huancavelica, debido a que utilizaran como terapéutico natural los extracto de Passiflora edulis y Piper angustifolium para combatir y controlar las enfermedades diarreicas bacterianas en neonatos de alpacas y por ende contribuirá a incrementar su producción y sostenibilidad de crianza alpaquera y sus condiciones socio económicos, y nuestros resultados servirán como un aporte a la ciencia y como una información de base para futuras investigaciones. FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 7 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN CAPITULO II 2. MARCO TEÓRICO 2.1. ANTECEDENTES Estrada (2012). Actividad Antibacteriana In Vitro de los Extractos de Romero (Rosmarinus officinalis) y Tomillo (Thymus vulgaris). Determinaron la actividad antibacteriana In Vitro de los extractos de Romero (Rosmarinus officinalis) y Tomillo (Thymus vulgaris) para ello utilizaron tres concentraciones diferentes y la mezcla de los extractos blandos frente a las distintas bacterias y comprobaron antimicrobianas utilizando el método de Mitscher que consistió sus propiedades en determinar el crecimiento de microorganismos en presencia de concentraciones crecientes de extractos, que se encuentran diluidos en el medio de cultivo. Encontrando que los extractos de ambas plantas presentan actividad antibacteriana destacándose la mezcla de los extractos hexánicos a concentraciones de 10000 y 1000 μg / mL frente a Staphylococcus aureus, Candida albicans y Pseudomonas aeruginosa debido a los compuestos fenólicos como el timol, carvacrol y cineol presentes en el aceite esencial. Por lo que recomiendan la utilización de la mezcla de los extractos de Romero y Tomillo en infecciones causadas por bacterias y hongos. Sulca (2012). Actividad antimicrobiana de los extractos de. Acmella repens (Botoncillo), Urtica dioca (Ortiga negra) y Sonchus oleraceus (Kana yuyo) sobre Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa y Candida albicans, causantes de enfermedades bucofaríngeas. Estudio la actividad antimicrobiana de las especies vegetales: Acmella repens (Botoncillo), Urtica dioica var. leptophylla (Ortiga negra) y Sonchus oleraceus (Kana yuyo) sobre Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa y Candida albicans, para ello utilizaron extractos acuosos, etanólicos y hexánicos y fueron empleados en antibiogramas utilizando sensidiscos húmedos y secos con soluciones al 0%, FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 8 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN 25%, 50%, 80% y 100% de los extractos. Los periodos de incubación fueron de 24h -48h para las bacterias y de 48h – 72h para la levadura. Sus resultados demostraron que en Candida albicans el extracto etanólico de Acmella repens al 50% de concentración con sensidisco húmedo y 48h de incubación fue es más efectivo. Para Pseudomonas aeruginosa fue el extracto etanólico de Urtica dioica var. leptophylla al 50% de concentración con sensidisco húmedo y 24h de incubación y para Staphylococcus aureus, el extracto etanólico de Sonchus oleraceus al 80% de concentración con sensidisco húmedo y 24h de incubación. Maraví (2012). Efecto Antibacteriano y Antifúngico del Aceite Esencial de: Menta piperita (Menta), Origanum vulgare (Orégano) y Cymbopogon citratus (Hierba Luisa) sobre Streptococcus mutans ATCC 25175, Lactobacillus acidophilus ATCC 10746 y Cándida albicans ATCC 90028.Estudió con la finalidad de determinar el efecto antibacteriano y anti fúngico in vitro del aceite esencial de: Menta piperita (Menta), Origanum vulgare (Orégano) y Cymbopogon citratus (Hierba Luisa) mediante el método de difusión en agar con disco, sobre Streptococcus mutans ATCC 25175, Lactobacillus acidophilus ATCC 10746 y Cándida albicans ATCC 90028. Sus resultados demostraron de los tres aceites esenciales el que tuvo mayor efecto sobre Streptococcus mutans fue el Orégano, frente a Lactobacillus acidophilus y Candida albicans fue la Hierba Luisa, además encontrando que el aceite esencial de Orégano y Hierba Luisa tienen mayor efectividad antibacteriana y anti fúngica que los controles positivos: Clorhexidina al 0,12% y Nistatina, a excepción de la Menta piperita. Borja (2012). Actividad Antibacteriana y Concentracion Minima Inhibitoria del Aceite Esencial del Cymbopogon Citratus frente al Streptococccus mutans In Vitro. Obtuvieron la actividad antibacteriana y la concentración mínima inhibitoria del aceite esencial del Cymbopogon citratus frente al Streptococcus mutans in Vitro, demostrando que la CMI del aceite esencial del Cymbopogon citratos frente al Streptococcus mutans fue de 0,4%. Al evaluar la actividad antibacteriana en 80 uL/mL y 160 uL/mL del aceite esencial del cymbopogon citratos encontraron una media de los halos de inhibición de 21.8mm y 23 mm (p<0.05). En cuanto al tiempo no encontró significancia estadística (p>0.05). Velásquez (2011) Actividad Antimicrobiana de Extractos Acuoso, Etanólico, Etéreo y Diclorometánico de Rumex palustris (Qentu), Baccharis latifolia (Chillka), Piper asperifolium FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 9 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN (Matico) y Cestrum parqui (Andres Huaylla), frente a Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa y Enterococcus faecalis. Estudio con la finalidad de encontrar la actividad antimicrobiana de extractos acuoso, etanólico, etéreo y diclorometánico de las partes aéreas de Rumex palustris (Qentu), la Baccharis latifolia (Chillka), la Franseria artemisioides (como altamisa), el Piper asperifolium (Matico) y Cestrum parqui (Andres Huaylla), frente a Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa y Enterococcus faecalis; Sus resultados demostraron que el extracto diclorometánico de Rumex palustris presento actividad antimicrobiana contra Staphylococcus aureus y Enterococcus faecalis a concentración mínima inhibitoria de 500 μg/ml y concentración mínima bactericida de 1000 μg/ml ,siendo inactivos frente a Escherichia coli y Pseudomonas aeruginosa y obtuvieron una concentración mínima inhibitoria de 125 μg/ml y una concentración mínima bactericida de 250 μg/ml. para Enterococcus faecalis y el extracto etéreo de Franseria artemisioides presento actividad frente a Staphylococcus aureus a una concentración mínima inhibitoria de 500μg/ml. Chávez (2011) Actividad Antimicrobiana In Vitro de seis plantas de uso Medicinal sobre las principales cepas de Bacterias y Hongos que afectan piel y oído en Perros .Estudio con la finalidad de generar información científica que respalde la fitoterapia como alternativa terapéutica en la clínica de especies menores para ello evaluó la actividad antimicrobiana in vitro de extractos de las plantas Lippia graveolens, Piper jacquemontianum, Psidium guajava, Acalypha guatemalensis, Smilax domingensis y Solanum americanum contra las bacterias Staphylococcus intermedius, Streptococcus sp., Pseudomonas aeruginosa y Proteus mirabilis y los hongos dermatofitos Microsporum canis, Microsporum gypseum y Tricophyton mentagrophytes aislados a partir de pioderma y otitis externa canina. Para ello Utilizo el método de dilución de Mitscher et al. (1972) para evaluar la actividad antibacteriana y MacRae et al. (1988) para evaluar la actividad antimicótica. Sus resultados demostraron actividad en todos los extractos, a excepción de Solanum americanum contra bacterias y de Acalypha guatemalensis y Smilax domingensis contra hongos dermatofitos, donde los valores de CIM más bajos contra Staphylococcus intermedius fue:CIM 15.6 mg/mL con el extracto diclorometánico de Piper jacquemontianum contra Streptococcus sp. Y Proteus mirabilis con el extracto etanólico de Psidium guajava (CIM 125 mg/mL y 250 mg/mL) y contra Pseudomonas aeruginosa con el extracto metanólico de P. jacquemontianum (CIM 1,000 mg/mL). El extracto etanólico de Lippia graveolens presentó los valores de CIM más bajos para la actividad antimicótica (CIM 125 mg/mL). FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 10 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN Tello (2011). Acción antimicrobiana del Anacardium occidentale sobre Candida albicans y Staphylococcus aureus. Estudio in vitro. Obtuvo la acción anti fúngica y antibacteriana del aceite de la cáscara de la nuez (Anacardium occidentale) sobre Candida albicans y Staphylococcus aureus. Demostrando que el aceite del Anacardium occidentale no tiene actividad anti fúngica, pero sí demostró tener gran actividad antibacteriana contra S. aureus, mucho mayor que la mostrada por la clorhexidina. Becerra (2010). Efecto Antibacteriano In Vitro de los Extractos Acuosos y Etanólico de Eucallyptus Globulus L (Eucalipto) en diferentes concentraciones sobre Cepa de Lactobacillus sp. Determino el efecto antimicrobiano del extracto etanólico y extracto acuoso de Eucalyptusglobulus L (Eucalipto) sobre el Crecimiento de la cepa de Lactobacillus spp. Sus resultados muestran que mediante la lectura de placas el extracto etanólico al 100%, 50%, 25%, 12.5%, 6.25% y 3.13% de concentración, presentaron inhibición en el crecimiento de Lactobacillus spp, siendo la concentración mínima inhibitoria (CMI) al 3.13% y la concentración mínima bacteriana (CMB) al 6.25%. Sin embargo el extracto acuoso no presenta efecto antibacteriano sobre la cepa de Lactobacillus spp. Rojas et. al,. (2009) Efecto coadyuvante del Extracto Liofilizado de Passiflora edulis (maracuyá) en la reducción de la presión arterial en pacientes tratados con Enalapril, para ello se plantearon el objetivo de Determinar el efecto coadyuvante antihipertensivo y la seguridad del jugo del fruto de maracuyá en pacientes hipertensos en tratamiento con enalapril .Encontrado resultados de que los grupos que recibieron enalapril más maracuyá tuvieron una mejor reducción de la presión sanguínea en comparación con el grupo que recibió enalapril más placebo. El grupo tratado con enalapril más 4 cápsulas de jugo liofilizado de maracuyá/día produjo al final del experimento una reducción de la presión sistólica de 6,73 mmHg y de la presión diastólica de 5,33 mmHg (p<0,05), en comparación con el grupo enalapril más placebo. No se observó efectos adversos por el tratamiento. Base a sus resultados llegan a la conclusión: El jugo del fruto de P. edulis fue coadyuvante efectivo del enalapril en la disminución de la presión arterial en pacientes con hipertensión estadio 1, y demostró ser seguro. Menéndez (2010) Efectividad del gel de Matico (Piper angustifolium) en la evolución de la cicatrización de heridas de la mucosa bucal post exodoncia del tercer molar inferior incluido en el Hospital Nacional Carlos Alberto Seguin Escobedo Arequipa 2010.Donde su objetivo fue determinar la efectividad del gel de matico en la evolución de la cicatrización de heridas de la mucosa bucal post exodoncia del tercer molar inferior incluido en el Hospital Nacional Carlos Alberto Seguin Escobedo FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 11 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN Arequipa 2010.Donde su resultados les demostró la efectividad frente a los indicadores: sangrado, edema y unión de los bordes de la herida operatoria frente a los grupos de control en los alvéolos de terceros molares inferiores izquierdos extraídos previamente, en el mismo acto quirúrgico y llegan a la conclusión de que el gel de matico se constituye en una herramienta útil para conseguir mejores resultados en el post operatorio de exodoncias de piezas incluidas. Rojas (2009) Estudio preclínico y clínico de la seguridad y actividad Antihipertensiva de Passiflora edulis Sims (maracuyá). Para lo cual se plantearon el objetivo de determinar la seguridad y eficacia antihipertensiva en animales y seres humanos del extracto etanólico de las hojas, jugo del fruto y fracción metanólica del jugo de Passiflora edulis. Sus resultados indican de que una dosis letal 50 (DL50) sobre 2000 mg/kg para el extracto de hojas y jugo del fruto de P. edulis por lo que son sustancias no tóxicas; y en el ensayo de toxicidad a dosis repetidas, el extracto metanólico de las hojas mostró cambios ligeramente por encima de los valores permitidos de alanina aminotransferasa, histológicamente la mayoría de órganos encontraron normales y sólo dos casos mostraron cambios en hígado y riñón relacionados con proceso inflamatorio y congestión vascular; los productos de la planta analizados disminuyeron hasta en 17% la presión arterial sistólica en ratas hipertensas, lo que se explicaría por habersedemostrado efecto diurético (p<0.02), incremento de óxido nítrico (p<0.005) y capacidad antioxidante (p<0.01); el jugo del fruto de P. edulis disminuyó en 6.73 mmHg y 5.33 mmHg la presión sistólica y la presión diastólica respectivamente en comparación al grupo placebo y sin efectos adversos. Concluyéndose que en las condiciones experimentales el jugo del fruto de P. edulisha evidenciado ser seguro y tener efecto antihipertensivo en ratas hipertensas y pacientes con hipertensión estadio 1. 2.2. BASES TEÓRICAS 2.2.1. Passiflora edulis Sims (maracuyá) El uso de Passiflora como una medicina natural fue elogiado por primera vez por un investigador español en el Perú en 1569 debido a que contiene glucósidos; entre ellos passiflorina. Glucósidos flavonoides: luteolina-6-C-chinovóside, glucósidos cianogénicos, alcaloides: harman triterpenos y saponinas; antocianinas, eugenol, γ lactonas, fenoles, caroteno, ácido L-ascórbico, ésteres, aceites volátiles, aminoácidos, carbohidratos, tiamina, riboflavina, ácido nicotínico, calcio, hierro y fósforo (Espinosa, 2010). FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 12 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN El género Passiflora, comprende cerca de 500 especies, siendo el más grande en la familia Passifloraceae, las cuales están distribuidas en regiones cálidas y tropicales del Nuevo Mundo; son mucho más raras en Asia, Australia y África tropical. Varias especies son cultivadas en los trópicos por sus frutos comestibles, los más ampliamente cultivados son Passiflora edulis Sims (Lozano, 2012) Passiflora edulis Sims es una planta originaria de la amazonía peruana, conocida con el nombre común de maracuyá, parchita, calala, maracujá, yellow passion-fruit (Rojas, 2009). La palabra maracuyá proviene del portugués-brasileño maracuya, de origen indígena que significa “Comida preparada en Totuma” (Rojas, 2009). Es una especie cultivada ampliamente en países tropicales y subtropicales y existen dos variedades: Passiflora edulis Sims var. flavicarpa, cuyos frutos son amarillos, crece desde el nivel del mar hasta 1000 msnm; y, Passiflora Edulis Sims var. Purpurea, con frutos color púrpura y que se adapta a zonas altas por encima de 1200 msnm. (Ferreres, Sousa, Valentão, eta al., 2009). Se caracteriza por ser una planta leñosa perenne de hábito trepador y de rápido desarrollo que puede alcanzar hasta 10 m de largo; las hojas son simples, alternas, con estipulas y un zarcillo en la axila, con márgenes aserrados; las flores son solitarias y axilares, fragantes y vistosas; el fruto es una baya esférica, globosa o elipsoide que mide hasta 10 cm de diámetro y pesa hasta 190 g, de color amarillo o purpúreo, con una pulpa muy aromática (Seabra, 2009). Origen y taxonomía de maracuyá Se considera que el centro de origen es Brasil, específicamente la región del Amazonas. Este país es considerado el origen de unas 150-200 especies de las 465 existentes de Passiflora. La especie Passiflora edulis (maracuyá morado), dio origen, a través de una mutación, a Passiflora edulis forma flavicarpa (maracuyá amarillo). Clasificación taxonómica Nombre común: maracuyá amarillo, parchita, calala, maracujá, yellow passion-fruit. Orden: Passiflorales Familia: Passifloraceae Género: Pasiflora Especie: Passiflora edulis forma flavicarpa Otras especies de importancia económica son: Passiflora edulis: maracuyá morado. P. alata: maracuyá grande, maracuyá dulce. P. cuadrangulares: granadilla grande FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 13 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN P. laurifolia: maracuyá naranja P. caeruleo: ornamental P. ligularis P. maliformis (Dhawan, Kumar y Sharma, 2011) Uso farmacológico de maracuyá Las investigaciones farmacológicas realizadas con P. edulis han demostrado que posee diversas propiedades. El extracto del fruto inhibió las enzimas que tienen actividad de endopeptidasas dependientes de zinc, las metaloproteinasas de matriz extracelular MMP-2 y MMP-9 involucradas en la invasión tumoral, metástasis y angiogénesis (Dhawan, 2011), así como también inhibió la transformación neoplásica de células murinas 3T3 BALB/c tratadas con benzopireno (Seabra,2009); el extracto de las hojas disminuyó la inflamación aguda y aumentó la proliferación fibroblástica, la colagenización y la neoformación capilar en la cicatrización de la vejiga de ratas (Sharma, 2011); también mostró una significativa actividad antiinflamatoria sobre pleuresía inducida por carragenina en ratones (Ferreres F, Sousa C, Valentão P, Andrade P, Seabra R. 2009); además aumentó significativamente el número de ratones protegidos contra convulsiones inducidas por estricnina, de manera semejante al clonazepam (Sharma, 2011); y tuvo actividad antiviral contra herpes virus simple tipo 1, HSV-1 (36). Por otra parte, se ha aislado un péptido antifúngico en las semillas de P. Edulis (Seabra, 2009). Respecto a la actividad de los extractos de P. Edulis sobre el SNC existe información controversial. Algunos estudios demostraron efecto sedante (Barbosa, Valvassori, Bordignon, eta al., 2008), ansiolítico (Seabra, 2009), tipo ansiolítico sin alterar la actividad motora, tipo ansiolítico sin alterar el proceso de memoria y calmante tipo tranquilizante mayor (Sharma, 2011); sin embargo, otros investigadores afirmaron que no posee efecto ansiolítico ni efecto hipnótico-sedante, más bien mostró efecto depresor no específico del SNC (Barbosa, 2008). Pizzeti (2008) menciona que La principal actividad en la P. Edulis (maracuyá), de acuerdo a las dos fracciones que analizaron analizadas, presenta actividad anti- inflamatoria en extracto acuoso, inhibiendo la migración de la célula, citoquina pro inflamatoria, enzimas y mediadores Por otra parte Gagliotti, y Santos(2009) examinaron el efecto de tacrolimus administrado por vía oral de P. Edulis (maracuyá) forma flavicarpa, sobre la inflamación provocada por carragenina; donde sus estudios confirman que el tratamiento previo en animales con tacrolimus inhibe la producción de citoquinas proinflamatorias TNF-α y IL-1β que causan lesiones en las articulaciones, además el efecto depende de la migración de los leucocitos a esto Sousa( 2008) coboran de que los especies con alto contenido FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 14 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN de flavonoides demuestran eficacia en el tratamiento de los síntomas de la diarrea, efecto relacionado con el flavoide quercitina. Valor nutritivo de maracuyá El fruto es una baya, de forma globosa u ovoide, con un diámetro de 0.04 0.08 m y de 0.06 0.08 m de largo, la base y el ápice son redondeados, la corteza es de color amarillo, de consistencia dura, lisa y cerosa, de unos 0.003 m de espesor; el pericarpio es grueso, contiene de 200-300 semillas, cada una rodeada de un arilo (membrana mucilaginosa) que contiene un jugo aromático en el cual se encuentran las vitaminas y otros nutrientes mostrados en el siguiente cuadro.( Sharma, 2011) Tabla Nº1. Valor nutritivo de 0.01 kg de jugo de maracuyá amarillo. Componente Valor energético Humedad Proteínas Grasas Hidratos de carbono Fibra Cenizas Calcio Hierro Fósforo Vitamina A activa Tiamina Riboflavina Niacina Ácido ascórbico Cantidad 78 calorías 85% 0.8% 0.6 g 2.4 g 0.2 g Trazas 5.0 mg 0.3 mg 18.0 mg 684 mg trazas 0.1 mg 2.24 mg 20 mg Fuente: Servicio de Información y Estadística Agroalimentaria y Pesquera SIAP (2012) Composición fotoquímica de maracuyá Es rica en glicósidos, flavonósidos, passicapsina y passibiflorina, glucósidos cianogénicos, vixentina, isovitexina, kampferol, crisina, quercetina, neohisperidina y otros, su concentración en hojas y flores alcanza entre 1.5-2.1% dependiendo de la época de recolección. También contiene varios derivados de fenol como 4-hidroxi-β-ionol, vomifoliol y dehidrovomifoliol, linalol y α-terpenol y otros. Los alcaloides reportados son harmano, harmina, harmalina, y harmalol presentándose la mayor concentración en las hojas (Sharma, 2011) FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 15 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN Tabla Nº 02 .composición fotoquímico de maracuyá METABOLITO SECUNDARIOS HOJAS FRUTO PULPA Compuestos fenólicos Cumarinas ++ - + - - Leucoantocianidinas - - - Saponinas - - - ++ + - +++ ++ + ++ ++ + Quinonas - - - Alcaloides - + - Compuestos lactónicos - - - Taninos Flavonoides Triterpenos y/o esteroides Fuente: Carvajal (2012). Usos etnomédicos Oralmente se usa en tratamiento de bronquitis, asma. Externamente se aplica en inflamaciones hemorroidales. La hoja fresca se usa para el ratamiento de la hipertensión anterior o para inducir diuresis. Las hojas en decocción son útiles como febrífugo. Las hojas se preparan en infusión como relajante y sedante. (Barbosa et al., 2008) El extracto acuoso de las partes aéreas se toma para tratamiento de tétanos, epilepsia, en casos de insomnio, neurosis cardiaca, para regular la presión sanguínea. La planta entera se toma en decocción para anemia. También es útil como antitusivo, antidiarreico, emético, antipalúdico. El fruto se usa para problemas estomacales y tumores intestinales por vía oral y en homeopatía como remedio aplicado sobre el oído. El jugo del fruto se toma como bebida refrescante y el fruto es comestible (Lozano, 2012) Toxicología Por lo general la pasiflora es muy bien tolerada, pero a dosis muy altas pueden provocar náuseas y vómitos (por su sabor amargo), cefaleas, aquicardia, disminución del tiempo de reacción frente a estímulos externos, pudiendo dar convulsiones y paro respiratorio. No se observa toxicidad guda después de una administración intraperitoneal en ratones de extractos de pasiflora en dosis mayores de 500mg/Kg. y 900mg/Kg. de peso, temperatura rectal, coordinación motora, comparado con los patrones. Así también un estudio realizado con ratas blancas a las que se administró un extracto en dosis equivalentes el consumo diario de un adulto humano durante 15, 30, 90 días mostró ausencia de FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 16 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN cambios significativos en cuando a peso, peso hepático y cerebral, volumen de líquido corporal y comida ingerida.(Lozano, 2012) Actividad antimicrobiana de maracuyá Aún cuando no se conocían los antibióticos, la maracuyá era considerada como un eficaz desinfectante, anti inflamatorios de forma empírica. Actualmente, está comprobado que sus componentes fenólicos, Taninos Flavonoides y Triterpenos y/o esteroides, tienen actividad antibacteriana frente a gérmenes gran positivos y gran negativos. Este efecto se debe a su acción sobre la membrana bacteriana (Lozano, 2012). Los Flavonoides es un producto extraído por la industria farmacéutica y ha sido extensamente documentado por su acción antibacterial y fungicida sobre diferentes tipos de microorganismos aún aquellos que ya son resistentes a la medicina tradicional (Lozano, 2012). Flavonoides, taninos y Triterpenos componentes del aceite esencial presente en el maracuyá, se emplean en la industria alimenticia como antibacterianos; estos aceites han mostrado un efecto frente a bacterias Gram negativas y Gram positivas, con resultados similares a los dados por los antibióticos y al compararlos con el efecto del ácido láctico sobre L. monocytogenes se ha encontrado una inhibición superior al 50% por parte de ambos aceites (Rojas, 2009). Dentro de la actividad antimicrobiana, los Flavonoides, taninos y Triterpenos han demostrado exhibir el mayor espectro terapéutico comparativamente con el resto de los componentes del aceite esencial. Investigadores de la Universidad de Montpellier (Francia) han identificado entre seis y siete quimiotipos diferentes en ejemplares de tomillo europeos. En estudios de actividad antibacteriana se ha visto, por ejemplo, que el quimiotipo 5 es el menos activo en función de la concentración inhibitoria mínima de las cepas bacterianas, mientras que el quimiotipo 1 presenta la mayor actividad antifúngica (Rojas, 2009). Frente a S aureus y Helicobacter pylori resultó activo in vitro el extracto acuoso de las hojas de maracuyá. Así como la propiedad inhibitoria del aceite esencia pero estos resultados solo fueron promisorios (Rojas, 2009). 2.2.2. Piper angustifolium (matico) Características del matico. Es una planta dicotiledónea semiarbustiva arbórea que presenta un tallo cilíndrico, ramificado leñoso que a su vez presenta nudos prominentes y abultados, también presenta hojas simples sésiles, estipuladas enteras alternas, penninervias de apariencia muy FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 17 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN rugosa por el haz y con las nervaduras sobresalientes en forma de malla por el lado del envés. Presenta inflorescencia en espiga simple densa o compuesta con flores pequeñas hermafroditas aclamídeas desnudas acompañadas de una bráctea que va a tener un ovario supero con dos estambres. Su fruto va a ser una drupa y su semilla va a ser una semilla inseminal .no presenta cáliz y corola (Matute, 2009). El Piper angustifolium R & P o Piper aduncum, o Piper elongatum, es una planta conocida como: matico, cordoncillo, moho-moho, hierba de soldado. Sus hojas y ramas contienen aceites esenciales, ácido artánico, resinas, sustancias amargas (maticina), taninos, alcaloides, saponinas, flavonoides triterpenoides. Los taninos contribuyen a su actividad cicatrizante, los flavonoides tienen propiedades antioxidantes y protectoras de la membrana celular. Los estudios de Orjala y col (2008) comprobaron la actividad antibacteriana de las dihidrochalconas que se hallan en el Piper aduncum encontrando resultados muy eficientes como antibacterianas. En Haití las hojas de Piper aduncum, en forma de cocimiento, son utilizadas para los golpes, así como también para dolores abdominales; en el Perú es utilizada para infecciones e inflamaciones (Espinosa, 2010). Habitad. Esta planta va a tener una habitad bastante amplio pero principalmente se les encuentra en lugares donde el clima es templado tropical pero se ha encontrado ejemplares hasta a 3500 m.s.n.m. Abunda de manera especial en el Perú, Ecuador, Bolivia, Paraguay, Brasil y norte de Argentina, prefiere los lugares húmedos en las orillas de los riachuelos, en los fangos, etc. Se adapta fácilmente a cualquier clima (Matute, 2009). Descripción química. El componente más importante, desde el punto de vista cuantitativo, y al que se atribuye en parte sus virtudes cicatrizantes, es el tanino. Esta sustancia se encuentra en una concentración de 5,7%.Otros constituyentes importantes son varios tipos de alcaloides, a los que se les atribuye un efecto relajador de la musculatura lisa. Por último, se señala la presencia de numerosos glucósidos, especialmente de tipo flavonoides (Matute, 2009). En Piper angustiflium el compuesto principal es la Canfora (22,68%), el Canfene (21,18%), Isoborneol (11,53%). Tan bien presenta alfa pineno, mirceno, limoneno, borneol y terpinol acetato. El aceite esencial contiene 5-metoxi-6 (2′-propen) benzodioxole, dillapiol, etoxidillapiol, mirisicina y piperitona. Sin duda, la principal propiedad medicinal de esta planta es la de ayudar en la cicatrización de todo tipo de heridas, ya sea externas o internas. De aquí deriva su utilidad en el tratamiento de la úlcera digestiva. Externamente, su efecto benéfico sobre heridas de lenta cicatrización es muy sorprendente, lo que ha contribuido en mayor medida a su gran reputación. El Padre Zinn (1929) le reconoce, además, bondades hemostáticas y un efecto benéfico en algunos trastornos de las vías FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 18 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN urinarias. Sin embargo, la principal que parece útil mantener en primer lugar es su propiedad vulneraria, vale decir, cicatrizante de heridas (Matute, 2009) DIVISIÓN TAXONÓMICA DEL MATICO. División: Antophyta Clase: Dicotiledónea Orden: Piperales Familia: Piperaceae Genero: Piper Especie: Piper angustifolium N.V.: “matico” ó “mocco mocco” Especie: Piper elongatum N.V.: “matico” ó “mocco mocco” Usos tradicionales de Piper angustifolium a) Cocimiento.- El cocimiento de las hojas en lavajes es desinfectante y cicatrizante. Como remedio para la inflamación de matriz y de próstata; así como las almorranas, se toman baños de asiento con el cocimiento de las hojas de matico, se usa también el cocimiento en lavados para detener las hemorragias y aceleración de cicatrización de heridas. b) Infusión.- La infusión de un pedazo de la hoja de matico para un jarro de agua hirviendo, es remedio probado para las úlceras del estómago, los desarreglos en el flujo menstrual, la hematuria y la blenorragia o gonorrea, es incomparable contra las infecciones del estómago, riñones y matriz. La infusión de las hojas mas un pedazo de la raíz de Khari khari es un poderoso remedio contra la leucorrea o flujos vaginales. Para combatir a los parásitos se toma en ayunas mas tres dientes de ajo. c) Cataplasma.-El cataplasma de las hojas cocidas y aplicadas a los lugares dañados, son un eficaz remedio para heridas que no cicatrizan, las hojas molidas se aplican sobre heridas para contener las hemorragias y acelerar la cicatrización. Las hojas soasadas se aplican sobre las carachas o sarna. También se espolvorea el polvo que resulta de moles las hojas secas mezcladas con una cucharilla de azufre y azúcar en polvo en llagas y heridas que no cicatrizan Para la hinchazón de los pies o cualquier otra parte del cuerpo se hace fricciones a las partes afectadas con el alcohol en que se han macerado semillas del matico. (Menéndez, 2010). FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 19 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN Antecedentes químicos y biológicos de Piper angustifolium Se realizaron trabajos de investigación que nos muestran una actividad de extractos acuosos del matico frente a Pseudomonas aeruginosa y de extractos orgánicos frente a Staphylococcus aureus. (Menéndez, 2010) Unos de los componente más importante, desde el punto de vista cuantitativo, y al que se atribuye en parte sus virtudes cicatrizantes, es el tanino. Esta sustancia se encuentra en una concentración de 5,7%. Otros constituyentes importantes son varios tipos de alcaloides, a los que se les atribuye un efecto relajador de la musculatura lisa. Por último, se señala la presencia de numerosos glucósidos, especialmente de tipo flavonoides. Sin duda, la principal propiedad medicinal de esta planta es la de ayudar en la cicatrización de todo tipo de heridas, ya sea externas o internas. De aquí deriva su utilidad en el tratamiento de la úlcera digestiva. Externamente, su efecto benéfico sobre heridas de lenta cicatrización es muy sorprendente, lo que ha contribuido en mayor medida a su gran reputación (Menéndez, 2010). Fito constituyentes del matico Aminas: Presentes en gran cantidad de compuestos orgánicos, muchas veces les confieren su actividad fisiológica Alcaloides Medicinal: Por su actividad fisiológica diversa constituyen materias primas para la fabricación de medicamentos Esteroles y Forman parte de hormonas animales y vitaminas Triterpenos Medicinal e industrial: Constituyen los llamados aceites esenciales, útiles en perfumería, farmacia y en la preparación de determinados alimentos Glicósidos cardiotónicos, estimulan la función cardíaca, son los llamados venenos del corazón Saponinas de igual forma precursores de hormonas esteroidales y corticosteroides. Por su actividad tensoactiva son útiles como emulgentes y hemolizantes. Fenoles simples: Poseen actividad antifúngica, desinfectante y aromatizante Flavonoides de igual forma reducen fragilidad capilar, protegen frente a estados tóxicos, antiinflamatorios y colorantes Taninos. Presenta propiedades astringentes y antisépticas. Útiles en la fabricación de tintas y otros colorantes, para curtir pieles. Cumarinas. Medicinal e industrial: Anticoagulante y aromatizante (Menéndez, 2010) Acciones farmacológicas de los flavonoides del matico. En su relación con el hombre, estas sustancias presentan una serie de actividades farmacológicas, dependiendo de ciertas características de su molécula, entre las que se destaca su actividad sobre el sistema circulatorio, que conduce a una disminución de la fragilidad capilar y previene la formación de varicosidades mejorando la circulación periférica, lo cual es la primera manifestación en los procesos FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 20 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN inflamatorios. La inflamación se conoce que está acompañada por la liberación de prostaglandinas, las cuales atraen a los leucocitos al punto de invasión por quimiotaxis, provocando dolor local y después los transporta en la sangre hacia el cerebro, por lo que se eleva la temperatura corporal por desplazamiento del balance del centro de regulación térmica. La causa del dolor puede ser por inflamación o por una tensión nerviosa: en el primero de los casos la explicación es la misma que la anterior y en el último una razón lógica puede ser la relajación por los flavonoides de los músculos lisos, los cuales han sido encogidos por calambres a través de la acción de las prostaglandinas, que son compuestos que estimulan la concentración de los músculos de fibra lisa (Matute, 2009). Existen otras enfermedades relacionadas con los procesos inflamatorios que han sido tratadas con flavonoides, entre los que se pueden mencionar la parodentosis en la que se produce inflamación y destrucción del tejido conectivo y las inflamaciones de las articulaciones, que normalmente suelen ser tratadas con corticoides para disminuir el dolor, pero frecuentemente provocan sangramientos. El mecanismo de acción de los flavonoides en ambos casos puede ser una combinación de la inhibición de la síntesis de prostaglandinas y la estimulación de la lisina y la prolina, que son dos sustancias que intervienen en la síntesis del colágeno, donde se ha comprobado que los flavonoides favorecen su solubilidad y estabilidad así como la formación de muchos precursores de enlaces entre las fibrillas, lo que pudiera explicar la fortificación del tejido conectivo. Las flavonas presentan acción antimicrobiana, aunque a concentraciones muy elevadas en comparación con los antibióticos. No obstante, se han encontrado que algunas flavanonas de cítricos y de matico presentan actividad frente al Staphylocus aureus, Escherichia coli y Bacillus typhosus (Matute, 2009). Mecanismo de acción de matico y maracuyá. Los mecanismos por los cuales los principios activos de las plantas medicinal de matico y maracuyá pueden causar la destrucción o inhibición de los microorganismos se han atribuido a los metabolitos antimicrobianos que actuarían en los siguientes puntos: degradación de la pared celular, daño a la membrana citoplasmática, daño a las proteínas de membrana, filtración del contenido celular, coagulación del citoplasma y el agotamiento de la fuerza motriz de protones (Matute, 2009). Los taninos precipitan las proteínas, fenómeno que, al ocurrir en la membrana citoplasmática bacteriana, altera la permeabilidad de la misma provocando, el intercambio de sustancias nutritivas y de desecho llevando finalmente a la muerte celular (Menéndez, 2010). Los compuestos esteroidales pueden interferir en determinados procesos de síntesis vitales en la célula bacteriana y los triterpenos, por su parte, pueden actuar siguiendo diversos mecanismos, dependiendo de su naturaleza química, los de naturaleza hidrocarburica, por ejemplo, tienen generalmente acción depresora sobre la tensión FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 21 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN superficial lo cual, cuando tiene lugar en el entorno de la célula bacteriana, altera la selectividad de la membrana citoplasmática para el intercambio de sustancias. Los triterpenos de naturaleza alcohólica alterarían la naturaleza coloidal del protoplasma de la célula provocando su muerte (Menéndez, 2010). La información disponible actualmente respecto al mecanismo de acción de los aceites esenciales es escasa, sin embargo en lo reportado se coincide que el carácter hidrofóbico de los aceites esenciales les permite incorporarse en los lípidos de las membranas bacterianas perturbando su estructura y consecuentemente su permeabilidad, dando lugar a las fugas de iones y otros contenidos celulares vitales, conduciendo finalmente a la muerte de la célula. Los aceites esenciales también podrían actuar sobre las proteínas de la membrana citoplasmática alterando la interacción lipido-proteina y afectando la actividad de enzimas como la ATPasa, disminuyendo la producción de energía requerida para el funcionamiento celular, otra posible acción seria la interacción directa de los componentes lipofílicos con las partes hidrofóbicas de la molécula de proteína (Menéndez, 2010). Sin embargo, según Burt (2009), se requiere de más investigación para elucidar los mecanismos de acción e interacciones que pueden ocurrir tanto en el microorganismo, como en el alimento que se pretende conservar con extractos como aceites esenciales individuales o en mezclas, lo que conllevará a establecer su inocuidad como bioconservadores, su potencial uso y la mejor forma de aplicación. Efecto sobre bacterias Gram negativas y Gram positivas. La mayoría de los estudios que investigan la acción de extractos vegetales contra los microorganismos patógenos causantes de las ETA y del deterioro de productos alimenticios han concordado, en general, que dichos extractos presentan una mayor actividad antimicrobiana frente a bacterias Gram positivas que a bacterias Gram negativas (Mayrhofer, Paulsen, Smulders, et al., 2008). El hecho que los microorganismos Gram negativos sean menos susceptibles a la acción de antibacterianos, se debe a que estos poseen una membrana externa que rodean la pared celular que restringe la difusión de compuestos hidrofóbicos a través de los lipopolisacárido que la cubren (Mayrhofer, 2008). Como se puede observar en la Figura 1 en bacterias Gram positivas de los géneros Staphylococus, Streptococus, Bacillus y Lactobacillus, la pared se encuentra inmediatamente accesible y constituye un blanco ideal, sin embargo, en bacterias Gram negativas (Enterobacterias, Pseudomonas, Salmonella, Serratia etc.), el grosor de la pared es mucho menor y se encuentra entre 2 membranas, lo que dificulta e impide el acceso directo de la sustancia antimicrobiana hacia el interior de la célula ((Mayrhofer,2008). FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 22 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN Figura. 2. Pared celular de bacterias Gram negativas y Gram positivas. Fuente: Sánchez (2010). 2.3.BACTERIOLOGIA EN CAMÉLIDOS SUDAMERICANOS Lopardo (2008) sostiene que los camélidos sudamericanos especialmente las alpacas y llamas son animales susceptibles a sufrir enfermedades infecciosas, pudiendo ser de diversa naturaleza. El riesgo es alto, pero factible de ser prevenida con adecuada tecnología, cualquier enfermedad, disminuye la producción, y reproducción, afecta la confianza del criador y produce grandes pérdidas de dinero, la crianza de alpacas se orienta a consolidarse como una producción en base a aspectos técnicos de manejo, alimentación y mejoramiento genético; por lo tanto urge la necesidad de poseer un adecuado programa sanitario estricto y riguroso que dé seguridad a las otras actividades. 2.3.1.LAS ENTERAS BACTERIAS Características generales de las enterobacterias.- La familia Enterobacteriaceae (bacterias entéricas), se encuentra dentro de las “Gamma-proteobacterias” (Lopardo et al., 2008), y pertenece al orden XIII de Enterobacteriales. Según la segunda edición 2001 del Manual Bergey de Bacteriología Sistemática, está conformada por 41 géneros y más de 100 especies (Hernández, 2002) está formada por bacilos gramnegativos de 0.3-3 μm, no esporulados, anaerobios facultativos y quimiorganotróficos. Todas las especies fermentan la glucosa, son oxidasa negativa y reducen los nitritos a nitratos. FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 23 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN Pueden ser móviles por flagelos perítricos o inmóviles como Klebsiella o Shigella. Distribuidos en todo el mundo, las enterobacterias se encuentran en suelo, agua, frutas, vegetales, granos, plantas florales y árboles, en gusanos, insectos y humanos y pueden ser patógenos potenciales para humanos, animales, insectos y plantas. Algunas especies causan enfermedades diarreicas incluyendo fiebre tifoidea y disenteria bacilar. Muchas especies no asociadas con enfermedades diarreicas son referidas como patógenos oportunistas (Silvera ,2012). El 99% de los aislamientos clínicos pertenecen únicamente a 23 especies. De acuerdo a su poder patógeno se dividen en dos grupos: Entero bacterias patógenas: Escherichia coli, productora de diarrea, Salmonella, Shigella, Yersinia y clostridium son microorganismos que por lo general no forman parte de la microbiota intestinal, pero que pueden dar lugar a procesos diversos en hospederos normales, en su mayoría en el tubo digestivo (enteritis). Entero bacterias Oportunistas: E. coli, Klebsiella, Enterobacter, Serratia, Hafnia, Citrobacter, Edwarsiella, Proteus, Morganella, Providencia. Son microorganismos que forman parte de la microbiota comensal del tubo digestivo o que se encuentran como saprofitos en el medio externo que normalmente no se comportan como patógenos, pero cuando se presentan factores predisponentes, pueden dar lugar a cuadros clínicos diversos por lo general fuera del aparato digestivo (infecciones urinarias, supuraciones de diversa localización y sepsis). En su mayoría son cepas resistentes o multirresistentes a los antibióticos, que generalmente son necesarios para la curación del proceso (Salazar, 2009). Volqué (2012), manifiesta que el descubrimiento de la transferencia de genes por conjugación y transducción en el grupo entérico ha permitido estudiar en detalle a alguno de sus integrantes. Se puede conseguir genóforos híbridos de Y. pseudotuberculosis con especies de salmonella y de shigella, los cual es indicativo de que estas bacteria comparten un grado notable de homología a nivel genético. Subdivisión taxonómica del grupo entérico Prado (2012), indican que la composición de base del DNA, junto con algunos caracteres bioquímicos y fisiológicos, permiten el reconocimiento de cuatro sub grupos principales: Grupo I: Escherichia-salmonella-Shigella y los clostridium, los miembros de este grupo son habitantes del tracto intestinal del hombre y otros vertebrados. Grupo II: Enterobacter-Serratia-Erwinia, Enterobacter aerogenes, el prototipo de este grupo es común en suelo y agua, y algunas veces aparece en el tracto intestinal. Bacteria similares, distinguibles de Ecoli aerogenes por su inmovilidad permanente y la posesión de capsulas aparece en el tracto FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 24 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN respiratorio. Una propiedad bioquímica que distingue a algunas de las cepas de Entero bacter (aunque no a todas) de otras bacterias entéricas es la capacidad de fijar nitrógeno. Esta propiedad se manifiesta en condiciones anaeróbicas de crecimiento, ya que la nitrogenasa de estas bacterias se desnaturalizan rápidamente por la presencia de oxigeno. Grupo III: Proteus; los miembros del grupo proteus son probablemente habitantes del suelo, aunque se les encuentra con particular abundancia en materiales de animales en descomposición, contenido relativamente bajo en Guanina más cistina de su DNA, diferencia a la mayor parte de sus especies de los grupos estudiados hasta ahora, al igual que ocurre en las propiedades fisiológicas. Estas incluyen una intensa una intensa capacidad proteolítica (la gelatina) y de hidrolización de la urea. Grupo IV: Yersinia, este género incluye dos o tres especies patógenas de roedores. La Yersinia pestis puede transmitirse por pulgas, a partir de roedores, al hombre; es el agente causal de la peste bubónica, enfermedad que a aparecido con caracteres epidémicos y mortalidad muy elevada a lo largo de la historias de la humanidad. El contenido de guanina más cistina de su DNA es significativamente más bajo que el del grupos Escherichia – Salmonella – Shigella y clostridium. Una característica de su cultivo que las distingue del resto de las enteras bacterias es su crecimiento relativamente lento en medios complejos (Volqué et .al. 2012) 2.5. BACTERIAS CAUSALES DE DIARREAS EN ALPACAS Los agentes causales de diarreas en alpacas son las bacterias de Escherichia coli, clostridium y la salmonella que generan la enfermedad infecciosa más importante que afecta a las alpacas, ya que ocasiona elevadas tasas de mortalidad neonatal, pudiendo llegar hasta el 70% en algunos centros de crianza alpaquera del Perú (Silvera 2012); provoca, por lo tanto, una disminución de la población y por consiguiente interfiriere con programas de Mejoramiento genético, y que se encuentra ampliamente distribuido en el suelo y en la flora intestinal microbiana de animales y humanos (Perales ,2012). A esto ratifica Volqué (2012) que las diarreas pueden ser causadas por una diversidad de microorganismos, pero los principales a mencionar son coccidios (parásitos) y Escherichia coli, Clostridium y Salmonella entre las bacterias. 2.5.1. Escherichia coli. E. coli, fue descubierta en 1800 por un hombre llamado Theodor Escherich fue un científico bacteriólogo alemán que estudió las bacterias y encontró que la bacteria vivía en el colon humano, y en eventuales ocasiones E. coli podría ser responsable de diarreas causadas por FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 25 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN la ingesta de alimentos, además de otros trastornos digestivos. Hoy en día E. coli es nombrada así, en reconocimiento al Dr. Escherich (Palacios, 2010). Características Generales de E. coli Del género Escherichia, E. coli es un bacilos Gram-negativo (Bettelheim, 1994), es un microorganismo anaerobio facultativo predominante en la flora intestinal humana y representa aproximadamente el 1% de las bacterias intestinales de un individuo sano (Palacios, 2010). Este microorganismo normalmente coloniza el tracto gastrointestinal de los bebés en las primeras cuatro horas de vida, obteniendo beneficios tanto el hospedero como el microorganismo; permanece sin causar daño ya que se encuentra como saprófito en el intestino del humano. Sin embargo, en hospederos debilitados o inmunosuprimidos o cuando la barrera gastrointestinal se encuentra dañada, lo cual no es normal, cepas no patógenas pueden causar daño. E. coli se puede recuperar fácilmente a partir de muestras clínicas en los medios de rutina o selectivos a 37°C. En medios de agar MacConkey o Agar EMB crecen de forma selectiva los miembros de la familia Enterobacteriaceae y permiten la diferenciación de microorganismos entéricos con base en la morfología (Perales, 2010). E. coli se identifica por las características fenotípicas siguientes: bacilos coliformes móviles, catalasa positivos, oxidasa negativos, fermentan glucosa y lactosa con producción de gas y ácidos diversos por fermentación mixta, son anaerobios facultativos. Es un microorganismo inocuo, juega un papel vital en la digestión y ayuda al cuerpo a absorber importantes vitaminas a partir de los alimentos (Moro, 2010). Generalmente se considera que el habitat “normal” de Escherichia coli es el colon de organismos de sangre caliente (aves y mamíferos), y que aunque se pueden localizar estas bacterias en el medio externo, tradicionalmente se consideraba que su presencia representaba contaminación fecal, ya que se sospechaba que no se podía reproducir en el medio exterior. Sin embargo, resultados recientes indican que esto es falso (Palacios, 2010). Existen E. coli que viven en otras partes del tracto digestivo, como las E. coli patógenas que pueden habitar en la sangre y en el tracto urogenital. Adicionalmente, es posible encontrar poblaciones de E. coli en vertebrados de sangre fría. Por otro lado, también se han encontrado cepas particulares en ambientes acuáticos, especialmente los que son ricos en compuestos orgánicos como en el desagüe. La densidad de E. coli en intestino grueso es de uno a diez millones de células por gramo de colon. Esto hace de E. coli un componente menor de la flora predominantemente anaerobia de esta parte del intestino, donde la densidad bacteriana total es de unas 10 11 células por gramo. E. coli es una de las primeras especies que coloniza al mamífero recién nacido, adquiriendo las primeras cepas del canal de parto y de las heces de su madre. Las colonizaciones posteriores se deben por lo general a la ingestión FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 26 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN de alimentos contaminados. Usualmente hay una cepa dominante de E. coli por hospedero, sin embargo la aparición de nuevos genotipos, ya sea por mutación o por ingestión, hace que esta dominancia sea sólo temporal y que la dinámica este dictada por procesos tanto aleatorios (deriva génica) como adaptativos (Palacios, 2010). Se distinguen varios tipos: E. coli enteropatogénica (EPEC) E. coli enterotoxigénica (ETEC) E. coli enteroinvasora (EIEC) E. coli enterohemorrágica (EHEC) E. coli enteroagregativa (EAEC) E. coli difusamente adherente (DAEC) Etiología. Especies de importancia: E. coli: Se distinguen varios serotipos en base a la presencia de antígenos somáticos (0), capsulares (K) y flagelares (F), el Hábitat: Tracto intestinal de animales y hombre, los factores de virulencia son Síndrome enterotoxigénico y pili o fimbria que produce entero toxinas: ST, LT. Con respecto a los patógenos, la virulencia de estos es el grado de poder de una cepa determinada de una especie bacteriana causante de la enfermedad. Esta será más o menos virulenta dependiendo de dos factores, como la capacidad de generar toxinas, y La capacidad de invasibilidad, las toxinas bacterianas se dividen en dos: Exotoxinas: son toxinas excretadas por las bacterias durante el transcurso de su reproducción y aparecen en el medio circundante, desplazándose a menudo hasta los órganos que afectan como hígado, riñón, cerebro, etc., situados a menudo a distancia de las bacterias. Endotoxinas: forman parte de la bacteria y no se liberan hasta destrucción de la célula Patogénesis-. Dentro de las bacterias causantes de enfermedades gástricas importantes, se encuentra Escherichia coli, la cual puede ser responsable de diarreas y de enfermedades que llegan a ser muy graves, como la colitis hemorrágica y síndrome urémico. Sin embargo, existen varias maneras de interaccionar con el epitelio intestinal y de causar diarrea por E. coli. (Palacios, Perales y López, 2010) Las cepas enterotoxigénicas (ETEC). Son consideradas el prototipo de la cepa diarréica. El mecanismo principal de la ECET es la liberación de las enterotoxinas termolábil y termoestable, que produce una diarrea acuosa Se parece mucho a V. cholerae no hay cambios histológicos en las células de la mucosa y muy poca inflamación. Estos organismos colonizan la superficie de la mucosa del intestino delgado por medio de fimbrias. Estas fimbrias tienen una regulación compleja, una vez adheridas, las cepas ETEC elaboran las toxinas LT y/o ST, las cuales son transportadas al interior de la FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 27 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN célula del hospedero causando una diarrea osmótica. Es una causa frecuente de diarrea del viajero. Las cepas de E. coli tipo enteropatogénicas (EPEC) causan un patrón característico de lesión localizada, donde las bacterias interaccionan con las células epiteliales produciendo una lesión histopatológica característica conocida como “adherencia / destrucción” o lesión A/E (attaching and effacing). La adherencia inicial está relacionada a la producción de la fimbria BFP (Bundle Forming Pilus), el cual se requiere para la producción de diarrea por EPEC. La expresión de la fimbria BFP de Escherichia coli Enteropatógena (EPEC), responde positiva o negativamente a señales ambientales que pudieran encontrarse en el hospedero y determinar la adherencia bacteriana a la superficie de las células del epitelio intestinal. La regulación coordinada de estos genes involucrados en la patogénesis es una necesidad importante para la adaptación de las bacterias patógenas a los diferentes ambientes encontrados dentro del hospedero durante la infección (Palacios, Perales y López, 2010). E.coli enterohemorrágicas (EHEC). Es considerado como una enfermedad emergente, ya que hasta 1993 no se había reconocido como un peligro para la salud pública. En su patogenia intervienen citotoxinas codificadas por fagos que recibieron inicialmente el nombre de verotoxinas, porque actuaban a nivel de las células vero; actualmente se denominan toxinas Shiga símil I o II (shiga-like) porque se parecen a las toxinas de la Shigella. Como estas toxinas están codificadas por fagos, basta que este fago pueda lisogenizar, es decir, adherirse al cromosoma de algún otro tipo de coli, para conferirle la capacidad de producir esta toxina, de modo que ella no es exclusiva del O157/H7. La enfermedad causada por esta cepa es especialmente virulenta, ya que induce una toxemia generalizada con diarrea hemorrágica y en los casos más graves, la muerte, la cual se debe a un síndrome urémico hemolítico y el púrpura trombocitopénico trombótico. Las cepas EHEC tienen el mismo mecanismo de adhesión y la misma "isla de patogenicidad" que las EPEC, sin embargo, debido a la presencia de un plásmido de 60M daltones, estas cepas producen una toxina hemolítica. Las EHEC son capaces de invadir la célula eucarionte, entrar en la corriente sanguínea y secretar toxinas similares a las de Shigella (Prehn, 2007). Las cepas de E. coli enteroagregativas (EAEC). Causan diarrea persistente en niños. Al igual que las cepas ETEC, estas células producen toxinas ST y hemolisinas y se adhieren al intestino delgado y no son invasivas. Sin embargo a diferencia de las ETEC, estas cepas están típicamente cubiertas por estructuras fibrilares delgadas que se suponen son estructuras adhesivas que les permiten agregarse en cúmulos. Estos filamentos delgados son muy similares a los observados en Salmonella. Sin embargo, varios estudios sugieren que las cepas EAEC son genética y fenotípicamente heterogéneas. Los estudios realizados sobre la capacidad adherente de la E. coli a células heteroaploides (HEp-2) FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 28 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN muestran que, además de la adherencia localizada, existen otros 2 mecanismos: uno llamado difuso, que se produce cuando las bacterias se unen al citoplasma celular, y otro agregativo, que se forma cuando las bacterias se acumulan en forma de empalizada tanto en la superficie celular como en el vidrio de la preparación (Sáez, 2007) Estudios recientes han definido algunas características de estas cepas, como es el fenómeno de la autoagregación, que está determinado por una fimbria de adherencia, un lipopolisacárido uniforme y una nueva enterotoxina termoestable (TE) denominada toxina enteroagregativa estable (TEAE). Se han detectado algunas cepas que elaboran una segunda toxina termolábil antigénicamente relacionada con la hemolisina de E. coli, la cual puede causar necrosis de las microvellosidades, acortamiento de las vellosidades intestinales e infiltración mononuclear de la submucosa. La capacidad de las cepas de E. coli enteroagregativa para sobrevivir largo tiempo en el intestino humano y la producción de una o más de las toxinas descritas, pudiera explicar la persistencia de las diarreas por ellas producidas (Prehn y Arraigada, 2007). Las cepas de E. coli patógenas más difíciles de clasificar son las difusamente adherentes (DAEC). Estas cepas causan estructuras como dedos en las células epiteliales del intestino, las cuales embeben a la bacteria Estas cepas son causantes de diarrea líquida, principalmente en neonatos (Prehn, 2007). Las cepas de E. coli enteroinvasivas (EIEC) son muy similares a Shigella Sp. En su bioquímica y patogénesis, ya que como esta especie son lactosa negativa (todas as otras cepas de E. coli son Lac+), no son móviles y son negativas en la prueba de lisina decarboxilasa. Libera el calcio en grandes cantidades impidiendo la solidificación ósea, produciendo artritis y en algunos casos arterioesclerosis. Las EIEC son capaces de causar diarrea líquida, similar a la causada por ETEC y ocasionalmente (al igual que Shigella), pueden invadir las células del intestino del hospedero y causar disentería. Las EIEC causan epidemias relacionadas a la contaminación de agua y alimentos. La versatilidad bioquímica de E. coli le permite no sólo invadir el tracto digestivo, sino también el sistema urogenital, causando infecciones. Las cepas uropatogénicas (UTI) son dispersadas en las comunidades. Las infecciones causadas por estas bacterias causan normalmente cistitis, aunque en ocasiones pueden llegar a causar pielonefritis al invadir el riñón (Prehn y Arraigada, 2007) Tratamiento.- No se dispone de terapéutica específica única. Sulfamidas, ampicilinas, cefalosporinas, fluoroquinolonas y aminoglucósidos muestran efectos antibacterianos notables. Para la prevención de la diarrea del viajero se ha propuesto la ingestión diaria de suspensión de subsalicilato de bismuto ya FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 29 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN que este puede inactivar in vitro las enterotoxinas de E. coli. El mecanismo de resistencia esta bajo el control de plásmidos transmisibles (Prehn y Arraigada, 2007). Reportes científicos sobre Escherichia Coli Escherichia coli enterohemorrágica (EHEC) es un agente zoonótico emergente de gran impacto a nivel mundial Silvera E. (2012) que causa serias enfermedades en el humano como la colitis hemorrágica (CH) y el síndrome urémico hemolítico (SUH). Dentro de esta especie se encuentra como serogrupo más importante la E. coli O157 debido a los serotipos O157:H7 y O157: H- (Silvera y Perales, 2012). E. coli O157 se transmite por vía fecaloral y tiene una dosis infectiva muy baja (menos de 100 bacterias por gramo) (Ramírez, 2008). Los vehículos más frecuentes para la infección humana son los alimentos y el agua, pero se ha demostrado la transmisión de persona a persona, la transmisión en el laboratorio y por contacto directo con animales (Ramírez, 2008). Según sus estudios Quinn, (2009) menciona que los rumiantes son el reservorio de EHEC O157, siendo el ganado bovino la principal especie implicada. Este serogrupo también ha sido aislado de varias especies de mamíferos, aves y animales silvestres. Silvera , Perales (2012) menciona de que en camélidos sudamericanos solo se ha reportado la presencia de E. coli enterohemorrágica O26:H11 en un guanaco (Lama guanicoe) de dos meses de edad, que presentaba una severa diarrea acuosa. 2.6. BACTERIAS DEL GÉNERO SALMONELLA En el Perú la salmonelosis afecta a miles de personas, y aunque puede ser causada por los casi 2500 serotipos que actualmente existen, los que se aíslan con mayor frecuencia son Salmonella enteritidis y Salmonella typhimurium. (Rivera, y Ramírez, 2007). Desde la década de los ochenta, la incidencia de salmonelosis de origen alimentario ha aumentado considerablemente en el mundo industrializado y ha alcanzado proporciones epidémicas en varios países (OMS, 2010). Las notificaciones de casos por salmonelosis registraron un incremento de 100 342 casos en el 1994 a 215 155 en 2010 (tasa de 111,21 y 223,53 por 100 000 habitantes, respectivamente), con una mayor incidencia en los grupos de 14 a 24 años, de 25 a 44 años y de 45 a 64 años, siendo el segundo el grupo más afectado (OMS, 2010). La falta de higiene, sanidad, o como se le denomina actualmente; bioseguridad, es la causa que algunas casos clínicos en la salud animal, por lo que la enfermedad se transmite verticalmente a toda la descendencia, por otro lado la globalización comercial ha diseminado horizontalmente enfermedades que durante décadas se habían mantenido aisladas. FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 30 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN La falta de bioseguridad y la sobrepoblación de granjas en una sola región ha provocado que algunos patógenos muten y o se activen, provocando cepas variantes (Pérez, 2010). Así, la diseminación de enfermedades contagiosas puede ser por aves de combate, palomas, aves silvestres, mercados de aves vivas, animales de otras especies, movimientos de personas, traslado de equipo contaminado, productos y subproductos avícolas, desechos (pollinaza, gallinaza), por el agua, y alimento contaminado (Pérez, 2010). Salmonella Sp. El género Salmonella es miembro de la familia Enterobacteriaceae. Es una bacteria Gram negativa, anaerobia facultativa, no formadora de esporas, que no requiere condiciones estrictas de crecimiento. Las bacterias de Salmonella Sp. Son móviles (excepto S. Pullorum y S. Gallinarum) y desarrolla flagelos periferales. Pueden crecer en un rango de temperatura de 5-45ºC con una temperatura óptima entre 35-37ºC. Pueden crecer a pH bajos y son generalmente sensibles a altas concentraciones de sal. Son capaces de proliferar y sobrevivir en diversos ecosistemas tal como la producción de alimentos e instalaciones de procesamiento (Rivera y Ramírez, 2007). Existen más de 2.400 serotipos de la bacteria Salmonella, siendo las más comunes Salmonella entérica sero variedad Typhimurium y Salmonella entérica serovariedad enteritidis (Pérez, 2010). Mecanismos de transmisión de las enfermedades Transmisión biológica: Es cuando el agente patógeno se multiplica en un huésped, el cual lo transmite cuando se encuentra en contacto con una parvada susceptible. Transmisión mecánica: Es cuando el agente patógeno viaja en una superficie contaminada o reservorio a una parvada susceptible a través de personal contaminado, equipo, insectos, roedores y aves de vuelo libre (Pérez, 2010). Etiología.- Al igual que la mayoría de los microorganismos patógenos, la Salmonella pierde rápidamente su patogenicidad cuando es cultivada en medios artificiales, pero es capaz de recuperarla por medio de pasajes in vivo sucesivos en los animales portadores. La patogenicidad de los cultivos se conserva exitosamente mediante la congelación, o de preferencia la liofilización (Pérez, 2010). Epidemiología y Transmisión.- Los individuos infectados constituyen la forma más común y significativa de diseminación y perpetuación de la Tifoidea animal, la cual, puede ocurrir por medio de diferentes mecanismos: 1.- Trasováricamente: Este mecanismo de infección, es considerado la manera más significativa de propagación, y que se origina por la colonización e infección del estroma ovárico. Este órgano es uno de los sitios predilectos de implantación de la Salmonella. FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 31 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN 2.- Horizontalmente: De animal a animal, por el estrecho contacto entre los animales infectadas y los individuos susceptibles. Esto ocurre sobre todo en sitios de producción con edades múltiples. 3.- Fómites: Introducción de material contaminado con Salmonella, a los sitios de producción, lo cual ocurre fácilmente en granjas con sistemas de bioseguridad deficientes. Hace algunos años, se empleaban harinas de pescado y harinas de origen animal, preparadas a partir de carne de ave, vísceras, sangre, pluma, etc., para la formulación del alimento. Dichas harinas fueron un mecanismo de transmisión de Salmonella y otras salmonellas. Asimismo, las aves de libre vuelo, moscas, y algunos mamíferos como roedores y perros, pueden diseminar mecánicamente o sistémicamente a numerosas salmonellas y otros gérmenes principalmente enterobacterias (Rivera y Ramírez ,. 2007) Patogenia.- El periodo de incubación de la Salmonella varía de 4 a 5 días, aunque en la práctica, determinar el periodo de incubación resulta difícil de establecer, pues la infección puede iniciar silenciosamente y provocar sus efectos semanas o meses más tarde. En la forma aguda se produce una anemia hemolítica severa con pérdida de más del 70% de los hematíes circulantes, debido a que las endotoxinas de la Salmonella, provocan una modificación de los eritrocitos in vivo y éstos son destruidos por el sistema reticuloendotelial. A continuación ocurre una supresión de las funciones de eritrofagocitosis y eliminación de las endotoxinas, con lo que se incrementa la susceptibilidad del hospedador a ésta, produciéndose rápidamente la muerte del individuo. (Rivera y Ramírez, 2007). Infecciones causadas por Salmonella.- los principales síndromes originados por Salmonella son: (Rivera y Ramírez, 2007) 1.- Gastroenteritis: consecuencia de la ingestión de células viables de origen alimentaría. El periodo de incubación varia desde 5 horas a 5 días; los signos y síntomas empiezan 12-36 horas después de la ingestión de un alimento contaminado y son: diarrea, nauseas, dolor abdominal, fiebre ligera y escalofríos. El síndrome solo dura 2-5 días. 2.- Fiebre tifoidea: únicamente afecta a la especie humana. El agente etiológico es casi siempre Salmonella Typhi, cuando no está producida por la Salmonella Typhi, se habla de fiebre paratifoidea, provocada por Salmonella Paratyphi. El periodo de incubación varía desde 7-28 días. Los síntomas son: malestar cefalalgia, fiebre alta persistente, dolor abdominal, dolores en el cuerpo y debilidad, generalmente acompañados de una diarrea parecida al puré de guisantes o de estreñimiento. A veces, en el tronco, en el dorso y en el tórax, aparecen manchas de color rosa. Otras veces se observan con ritmo cardiaco lento, abdomen sensible y dilatado, aumento del tamaño del bazo y en ocasiones hemorragia intestinal o nasal. La convalecencia es lenta de 1- 8 semanas. FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 32 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN 3.- Bacteriemia con metástasis sépticas o sin ellas: La bacteriemia o septicemia es causada por la presencia de Salmonellas en la sangre. Esta puede aparecer por metástasis cuando el sitio inicial de la infección es el tracto intestinal u otros focos. Los síntomas son fiebre alta y persistente, dolor en el dorso, abdomen y en el tórax, escalofríos, sudoración, malestar, anorexia y perdida de peso. El estado puede ser pasajero o crónico. Las secuelas identificadas incluyen: apendicitis, artritis, colecistitis, endocarditis, abscesos locales, meningitis, osteomielitis, osteoartritis, pericarditis, peritonitis, pleuritis, neumonía e infección de las vías urinarias. 4.- Portador asintomático: Se define con la persistencia de Salmonella spp. En heces, durante mas de un año. La incidencia de portador fecal después de una enteritis por Salmonella Sp. Es del 0,2-0,6% el foco crónico de infección suele ser el árbol biliar. La dificultad de erradicarla reside en la presencia de cálculos biliares. Algunos serotipos se relacionan con mayor frecuencia con un determinado síndrome. Así, S. Newport y S. Anatum ongman predominantemente gastroenteritis; S. typhi y S. paratyphi A, 8, C son los responsables de la fiebre tifoidea; S. choleraesuis causa a menudo bacteriemia (Rivera y Ramírez, 2007). La vigilancia de Salmonella en todas las etapas de la cadena de procesamiento de los alimentos constituye un elemento importante en la investigación de la epidemiología de la salmonelosis transmitida por alimentos y en el desarrollo e implementación de estrategias eficientes de control de la misma. En programas de monitoreo y control es esencial contar con métodos de laboratorio eficientes para el aislamiento, identificación y tipificación de Salmonella (Rivera, 2007). Estudio microbiológicos de las Salmonella.- El método microbiológico utilizado para la detección de Salmonella en alimentos describe cinco fases principales que son: 1.- Pre-enriquecimiento, es el paso donde la muestra es enriquecida en un medio nutritivo no selectivo, que permite restaurar las células de Salmonella dañadas a una condición fisiológica estable. 2.- Enriquecimiento selectivo, empleado con el propósito de incrementar las poblaciones de Salmonella e inhibir otros organismos presentes en la muestra. 3.- Selección en medios sólidos, en este paso se utilizan medios selectivos que· restringen el crecimiento de otros géneros diferentes a Salmonella y permite el reconocimiento visual de colonias sospechosas 4.- Identificación bioquímica, este paso permite la identificación genérica de los cultivos Salmonella y permite el reconocimiento visual de colonias sospechosas. 5.- Serotipificación, que permite la identificación especifica de Salmonella mediante el empleo de sueros específicos (Ortiz, 2011). FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 33 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN 2.7. CLOSTRIDIUM SP La enterotoxemia es la enfermedad de mayor impacto sanitario y económico en la producción alpaquera del Perú (Ramírez, 2010, 1990; Ameghino y DeMartini, 2008). La enterotoxemia, denominada también diarrea bacilar, es una infección aguda ocasionada por los diferentes tipos de el Clostridium, afectando principalmente a crías entre la segunda y novena semana de edad (Ramírez et al., 2012). El cuadro patológico es consecuencia de un cuadro infeccioso primario a nivel intestinal (yeyuno e íleon), que deriva posteriormente en una toxemia generalizada producto de las exotoxinas del C. perfringens tipo A o tipo Aβ2 (Pérez, 2008). Estas toxinas ocasionan daños irreversibles en el endotelio vascular y sistema nervioso que se traducen en manifestaciones clínicas intestinales finalizan con la muerte súbita del animal (Ortiz , 2011). La enfermedad es endémica en el Perú, y con ocurrencia de brotes o epizootias con altas mortalidades que pueden eliminar hasta el 50% de las crías nacidas en un hato (Ramírez et al., 2012). La presentación de brotes estacionales o cíclicos, al parecer, es producto de las interacciones entre la capacidad inmunológica de la cría, dependiente de la presencia de anticuerpos maternales, y su habilidad de respuesta inmune al agente causal (Ortiz, 2008 y Ramírez , 2012); así como de las condiciones de manejo, factores climáticos (años lluviosos), y posibles interacciones patológicas con otros agentes infecciosos con capacidad de exacerbar o a la aseveración de que la presentación de la enfermedad estaba principalmente asociada a la producción de una endotoxina (enterotoxina) durante la fase de esporulación del C. perfringens (Ramírez,2012). Estudios moleculares recientes indican que la mayoría de C. perfringens aislados de casos fatales de la enfermedad poseen mayoritariamente genes codificantes de exotoxinas (α, β y β2) y escasamente el gen de la enterotoxina (Pérez, 2006 y Rosadio et al., (2008) potenciar la infección clostridial (Rosadio et al., 2010). La prevención de la enterotoxemia en el Perú, se basa en el uso de adecuadas medidas de higiene y manejo y, sobre todo, en asegurarse que el neonato ingiera el calostro dentro de las primeras 12 horas de vida (Moro, 2008); sin embargo, estos programas preventivos raramente involucran el uso de vacunas (Ameghino y DeMartini, 2008). A pesar que inicialmente se ensayó una vacuna anticlostridial convencional para la prevención de la enfermedad en alpacas (Moro, 2008), el uso masivo de biológicos en el país fue dejado de lado debido, entre otras cosas, a la aseveración de que la presentación de la enfermedad estaba FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 34 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN principalmente asociada a la producción de una endotoxina (enterotoxina) durante la fase de esporulación del C. perfringens (Ramírez, 2012). Estudios moleculares recientes indican que la mayoría de C. perfringens aislados de casos fatales de la enfermedad poseen mayoritariamente genes codificantes de exotoxinas (α, β y β2) y escasamente el gen de la enterotoxina (Pérez, 2006; Rosadio et al., 2010). Origen.- C. perfringens fue aislado y descrito adecuadamente, por primera vez, en 1892 por Welch y Nutball a partir de muestras obtenidas de un cadáver humano en descomposición, siendo llamado Bacillus aerogenes capsulatus, termino que no fue aceptado por las reglas de nomenclatura y por lo tanto, invalidado. Luego, en 1898, Veillon y Zuber lo denominan Bacillus perfringens. Pero, en 1900, Migula se refiere a este organismo como Bacillus welchii, denominación preferida por los investigadores americanos (Ramírez, 2008). Sin embargo, la denominación de Moro, (2008) tuvo más trascendencia, siendo reemplazado, en 1939, el nombre Clostridium welchii por Clostridium perfringens en la quinta edición del Manual de Bergey de Bacteriología Sistémica (Rosadio, Londoñe, Pérez, Castillo, Véliz, Llanco, Yaya y Maturrano, 2010). Hábitat.- Algunos tipos de C. perfringens (tipo A) se encuentran ampliamente distribuidos como flora normal del suelo y tracto intestinal de animales de sangre caliente; mientras que otros (tipo B, C, D y E) son menos comunes en el tracto intestinal y pueden ocasionalmente ser en el ambiente, en encontrados áreas donde enfermedades producidas por estos microorganismos son enzooticas (Gutierrez,2008). Morfología.- Microscópicamente, C. perfringens se presenta como un bacilo Gram positivo grueso, recto, solitario o en pares, rara vez en cadena (Lee, Kwon, Kang, 2009). Las dimensiones de este microorganismo son de 0.8–1.5 µm de ancho por 4–8 µm de largo (Lee, 2009). La longitud varía de acuerdo al estado de proliferación, así como la composición iónica y nutricional del medio. Así, los cultivos jóvenes que proliferan con rapidez pueden tener forma casi cocoide o cúbica, mientras en cultivos viejos se observan células más elongadas (Kang, 2009). A diferencia de los otros clostridios patógenos, C. perfringens es inmóvil y la presencia de una cápsula puede ser evidenciada en frotis directo de fluidos corporales y tejidos, pero no siempre son demostrables en cultivos (Gómez, 2010). El C. perfringens forma esporas, que pueden ser centrales o subterminales, de forma ovalada, y lo suficientemente pequeñas para no causar ensanchamiento del bacilo (Rosadio y Véliz, 2012). Además, algunas cepas de C. perfringens varían en su habilidad para esporular, necesitando generalmente de medios especiales para hacerlo (Rosadio,2012). FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 35 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN Macroscópicamente, C. Perfringens desarrolla colonias de superficie larga, redonda, lisa, irregular y ligeramente opaca. Otros tipos de colonias observadas, incluyen algunas con centro opaco, levantado y de borde plano transparente, que es radialmente estriado (Dushesnes, 2013). Fisiología.- C. perfringens es un microorganismo anaerobio tolerante, y puede sobrevivir e incluso proliferar con tensiones de oxigeno que son inhibitorios para otros clostridios, que son anaerobios estrictos (Dushesnes, 2013). Los clostridios no producen catalasa y sólo sintetizan niveles bajos de superoxido dismutasa. Se cree que una de las causas que sean anaerobios es porque no tienen otra manera de liberarse de H2O2 y O2•- que son tóxicos para ellos (Rosadio, 2012). C. perfringens carece del sistema de citocromo y de un mecanismo para la fosforilación por transporte de electrones (ciclo del ácido tricarboxílico); por tanto, obtienen ATP sólo mediante la fosforilación a nivel del substrato (constituido básicamente por azúcares) (Rosadio,2012). En las rutas de fermentación, piruvato es convertido en acetyl-CoA por la piruvato ferredoxin oxidoreductasa, produciendo CO2 y ferredoxina reducida. Los electrones de la ferredoxina reducida son transferidos a protones por hidrogenasas, resultando en la formación de moléculas de hidrogeno que son liberados de la célula junto con CO2. Esta típica producción de gases podría contribuir a la ventaja en el crecimiento y sobrevivencia en tejidos del hospedador, generando un ambiente anaeróbico preferido. El piruvato, también, es convertido a lactato por la lactato deshidrogenasa, mientras la acetyl CoA es convertida a etanol, acetato, y butirato a través de varias reacciones enzimáticas (Aguilar, 2013) . C. perfringens fermenta una variedad de azúcares tales como glucosa, lactosa, maltosa, sucrosa (Aguilar, 2013), levulosa, galactosa, manosa, xylosa, trehalosa, raffinosa, almidón, glucogeno e inositol produciendo gas y ácido (principalmente ácido acético y butírico). Algunas cepas también hidrolizan glicerol e inulina (Aguilar, 2013). C. perfringens puede proliferar en: un rango de pH de 5.5 a 8.0, una actividad acuosa para crecimiento mínimo de 0.95, y un espectro de temperatura de 20 a 50ºC, con un óptimo de 45ºC, teniendo un tiempo de germinación tan corto como ocho minutos (Aguilar, 2013). Genoma.- Los genomas clostridiales generalmente consisten de un cromosoma circular de doble hebra, con un tamaño entre 3,5 a 7,0 Mb, y frecuentemente acompañadas de bacteriófagos integrados y episomales, transposones y plásmidos de tamaños entre 3 a 200 kb (Prehn, 2007). Ramírez, (2008) secuenciaron y analizaron el ADN del genoma completo de una cepa de C. perfringens tipo A (cepa 13), el cual poseyó un cromosoma de 3,03 Mbp con un contenido G+C (28,6%) pronunciadamente bajo y un plásmido (pCP13) de 54.3 kb con un contenido G+C (25,5%) FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 36 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN ligeramente más bajo al cromosomal. El cromosoma presentó 2660 ORF que representan el 83,1% de la secuencia cromosomal completa, y el plásmido pCP13 poseyó 63 posibles ORF. El genoma contuvo secuencias para las enzimas típicas de fermentación anaeróbica y para varias enzimas sacarolíticas, pero ninguna para el ciclo de ácido tricarboxílico o cadena respiratoria. Asimismo, muchos genes codificantes de enzimas para la biosíntesis de aminoácidos estuvieron ausentes. Sin embargo, fueron detectados varios genes codificantes de proteínas importadoras ABC, potencialmente envueltos en el transporte de aminoácidos, así como nuevos posibles factores de virulencia para C. perfringens entre ellos: cinco genes que codifican hemolisinas, además de las toxinas a y 8; cuatro genes cuyos productos son similares a la enterotoxina de Bacillus cereus; dos genes que codifican posibles proteínas de unión a fibronectina con similitudes a los de Listeria monocitogenes y Bacillus subtiliis. Además, en el plásmido PCP13 se encontró el gen cpb2 (codificante de la toxina þ2) y otro gen (CpCna) asociado a virulencia, cuyo posible producto mostró similitud a una adhesina de colágeno de Sthaphylococcus aureus. El CpCna podría estar envuelto en el adosamiento de C. perfringens al colágeno del hospedero y funcionar como un factor de colonización (Prehn, 2007). La localización de los genes codificantes de toxinas es muy variable. Los genes cpa (toxina a), pfoA (toxina 8), colA (toxina n) y nagH (toxina µ) se localizan en regiones variables del cromosoma cerca al origen de replicación. Sólo los genes nanH (neuraminidasa H) y nanI (neuraminidasa I) están localizados en regiones conservadas del cromosoma. En contraste, los genes cpb (toxina þ), cpb2 (toxina þ2), etx (toxina ‹), IAP y IBP (toxina ı), lam (toxina ß) y ureA-C (ureasa) están localizados en plásmidos de varios tamaños (Palacios ,2010). Por otro lado, el gen cpe puede ser encontrado o en una región variable del cromosoma o en un plásmido de gran tamaño (Oha, 2012). Así, los cinco tipos de C. perfringens tienen una organización genómica muy similar y la habilidad para producir diferentes toxinas resulta de la perdida o adquisición de genes de toxinas específicos (Ortiz , 2011). Interesantemente, estos genes de virulencia no se encuentran agrupados, ni forman islas de patogenicidad (Oha, 2012). C. perfringens parece contar con cerca de 10 operones rRNA que contribuyen a su rápido crecimiento. Un operón rRNA, operón rrnA, es asociado a genes de ADN girasas, gyrA y gyrB, siendo estos arreglos en B. subtilis y S. aureus asociados con los orígenes cromosomales de replicación, oriC. Intercalando con los RNA operones están muchos genes tRNA, cuyas familias de genes están confinadas a un área. Este arreglo compacto es altamente benéfico para una bacteria esporulante, FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 37 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN asegurando un inmediato suministro de componentes para el aparato transcripcional seguida a la germinación de la espora (Oha, 2012). La regulación de síntesis de toxinas extracelulares esta dada básicamente por el sistema de transducción de señales de dos componentes denominado VirR/VirS, que regula la expresión de los genes cromosomales codificantes de las toxinas a, 8 y n, y de los genes extracromosomales codificantes de la toxina þ2 y la proteína de adhesión a colágeno (Brüggemann, 2005). Por otra parte, la regulación de la producción de CPE podría ser o dependiente de factores sigma esporulaciónespecifica (Rodríguez, Correa y Suárez, 2011) o por el activador transcripcional CcpA necesario para la esporulación eficiente (Rodríguez ,2011). Identificación.- C. perfringens crece bajo condiciones de anaerobiosis, teniendo un óptimo desarrollo a 45ºC (Hatheway, 1990). La morfología de la bacteria. El crecimiento en caldo carne es rápido, con producción de ácido y gas, teniendo el cultivo un olor hediondo y mostrando la carne sin digestión y enrojecida (Rodríguez ,2011). Las colonias de C. perfringens crecidas sobre medio agar sangre usualmente muestran una característica zona de doble hemólisis alrededor de la colonia: una zona interna clara (hemólisis completa o tipo þ) debido a la toxina 8; y una zona externa nublosa (hemólisis incompleta o tipo a) debido a la toxina a. En medio agar yema de huevo, las colonias son rodeadas por una ancha zona opaca circular, reconocida como la reacción de lecitinasa (Reacción de Nagler) debido a la toxina a. En los medios enriquecidos con leche, casi todas las cepas de C. perfringens producen una “Fermentación Tormentosa”, debido a la fermentación de la lactosa, producción de gas, y coagulación, pero no a la digestión de caseína (Rodríguez ,2011). Las características bioquímicas complementarias son: motilidad negativa, licuefacción de gelatina, reducción de nitrato, producción de H2S, reducción de sulfito, indol negativo, lipasa negativo, ureasa negativo, catalasa y oxidasa negativo, y fermentación de una gran cantidad de azucares (Palacios, 2010). Toxinas principales. Toxina alfa (a).- La toxina a o fosfolipasa C del C. perfringens fue la primera toxina bacteriana que mostró tener actividad enzimática. El gen codificante de la toxina a (gen cpa) está presente en todos los tipos (A-E) de C. perfringens, y está situado cromosomalmente cerca al posible origen de replicación, entre dos operones rRNA (Reyes, 2007). La toxina a es una zinc-metalofosfolipasa que hidroliza exclusivamente fosfatidilcolina y esfingomielina, responsable de su actividad citotóxica, necrótica y hemorrágica (Reyes, 2007). Posee un peso molecular de 43 kDa y un pH isoeléctrico de 5.4 (Titball et al., 1999), y para su FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 38 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN actividad requiere la presencia de iones de Zn++ y Ca++ (Lizcano y Vergara, 2008). La toxina a está conformada por dos dominios: un dominio amino-terminal (dominio N) compuesto de hélices a y otro dominio carboxi-terminal (dominio C) compuesto de hojas þ-plegadas. Estos dominios están unidos por una región común flexible (Reyes, 2007). El dominio N contiene el sitio activo de la fosfolipasa C esencial para todas las actividades; mientras, el dominio C sugiere tener un rol clave en la interacción con la membrana fosfolipídica (Pérez, 2010). La capa externa de la membrana celular eucariota es rica en fosfatidilcolina y esfingomielina, substratos preferidos de la toxina a, que al ser hidrolizadas generan diacylglicerol y ceramide, respectivamente (Pérez, 2010). El diacylglicerol es un importante segundo mensajero, activando proteinkinasa C (PKC), el cual activa fosfolipasas eucariotas, especialmente fosfolipasas A2, C y D. Los productos de fosfolipasa A2 proveen de substrato a la cascada de ácido araquidónico, resultando en la producción de tromboxanos, leucotrienos y prostaglandinas. La PKC también estimula la producción en células endoteliales del factor activador plaquetario (PAF) y prostaciclinas. Todo esto, resulta en constricción de vasos sanguíneos, incremento de la permeabilidad vascular, agregación plaquetaria y disfunción miocardial, todos los cuales contribuyen a manifestaciones locales y sistémicas caracterizadas por un profundo shock y muerte (Pérez, 2010). Toxina beta (þ).- La toxina þ es una exotoxina, presente en cepas C. perfringens del tipo A y C, que induce inflamación, necrosis de mucosa intestinal y es letal en ratones (Pérez, 2010). La toxina þ purificada posee un peso molecular entre 28 y 40 kDa (Palacios,2010) y un pH isoeléctrico de 5.6, el gen de la toxina þ (gen cpb) se encuentra localizado en un plásmido (Pérez, 2010), el cual revela un ORF codificante de un polipéptido de 336 aminoácidos que incluye una secuencia señal de 27 aminoácidos que es cortada para producir una toxina activa ,la toxina þ, secretada durante la última fase de crecimiento logarítmico (Dushesnes, 2013), es termolábil y sensible a proteasas (Mainil, 2013). El mecanismo de acción de la toxina þ es poco conocido. Sin embargo, la toxina þ muestra una significativa homología, a nivel de aminoácidos, con la toxinas a, toxina y Staphylococcus aureus, las cuales oligomerizan eucariotas, sugiriendo que la toxina þ podría y forman poros en leucocidin de membranas celulares tener una actividad similar, resultando en alteración de la permeabilidad de la membrana, y consecuente muerte celular (Dushesnes, 2013). Toxina epsilon (c).- La toxina ‹ es una exotoxina producida por cepas de C. perfringens del tipo B y D, que posee actividad letal, necrotizante y edematizante. El gen de la toxina ‹ (gen etx), encontrado en un plásmido de gran tamaño, codifica una protoxina relativamente inactiva constituida de 311 aminoácidos y un peso molecular de 35.25 kDa. La protoxina es activada por acción de proteasas FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 39 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN intestinales, tales como tripsina y quimiotripsina, y así como también, por proteasas propias (toxina ß) del C. perfringens (Gutiérrez y Acosta, 2008), mediante remoción proteolítica en los residuos 13 aminoterminal y 22 carboxiterminal formando una toxina activa de 283 aminoácidos . La toxina ‹ activada interactúa con receptores apropiados (probablemente proteínas glicosiladas) en la membrana celular (Dushesnes, 2013). La toxina ‹ no es internalizada; sino se une fuertemente a la membrana celular, formando un largo complejo (155 kDa) por interacción con una sola clase de proteínas de membrana. Este largo complejo es un heptámero que actúa como un poro no selectivo, alterando la permeabilidad de la membrana celular (Dushesnes, 2013). Toxina iota (ı).- La toxina ı es una exotoxina producida por cepas de C. perfringens del tipo E. Posee actividad dermonecrótica, causa alteración de la permeabilidad y es letal en ratones (Acosta, 2008). La toxina ı esta compuesta por dos componentes que son inmunológicamente y biológicamente distintos: un componente enzimático (IA) y un componente de unión (IB). La presencia de ambos es necesaria para la actividad citotóxica (Dushesnes, 2013). La toxina ı es codificada por dos genes ubicados en un plásmido. El componente IA, codificado por el gen IAP, con un peso molecular de 47.5 kDa posee actividad ADP-ribosiltransferasa-actina específica. El componente IB, codificado por el gen IBP (Rood, 1998; Petit et al., 1999), con un peso molecular de 100 kDa (Acosta, 2008) y un pH isoeléctrico de 4.2, reconoce un receptor de superficie celular para la internalización de ambos componentes por endocitosis mediada por receptor y translocación del componente IA dentro del citoplasma (Acosta, 2008). Los componente IA y IB (toxina ı) son sintetizados durante la fase de crecimiento exponencial y secretados como proteínas no activas, protoxinas . Ambos componentes son proteolíticamente activados por: remoción de un péptido N- terminal de 20 kDa en el componente IB (80 kDa) y remoción de 9 a 11 residuos N-terminales en el componente IA. El componente IA actúa intracelularmente catalizando ADP-ribosa, la cual unida al sitio de actina previene la nucleación y polimerización de monómeros de actina ADP- ribosilada. El resultado es la depolimerización de filamentos de actina y acumulación de actina en forma de polímeros (Dushesnes, 2013). Enterotoxina del C. perfringens.- La enterotoxina del C. perfringens (C. perfringens enterotoxin; CPE) es una endotoxina sintetizada sólo durante la fase de esporulación, la cual induce una significativa secreción de agua e iones en enterocitos, provocando descamación y acortamiento de las microvellosidades intestinales (Dushesnes, 2013). La CPE no posee actividad necrotizante. La CPE es producida por menos del 5% de la población de C. perfringens, principalmente por cepas tipo A, aunque también por cepas tipo C y D y sólo pocas cepas tipo D y E han mostrado producirla FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 40 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN (Gutiérrez y Acosta, 2008). El gen que codifica la CPE (gen cpe) puede ser encontrado en una región variable del cromosoma (cepas aisladas de casos de intoxicación de origen alimentario) o en un largo plásmido (cepas aisladas de casos de gastroenteritis humana no asociadas a intoxicación de origen alimentario y de casos entéricos en animales) (Dushesnes, 2013). El gen cpe, localizado cromosomalmente, es un transposon de 6,3 kb que comprende dos copias flanqueantes de secuencias de inserción IS1470 y una copia de IS1469 ; mientras el gen cpe localizado extracromosomalmente es encontrado en un gran plásmido de 100 a 120 kb, donde es flanqueado por la secuencia de inserción IS1469 y, en algunos cepas, por otra secuencia de inserción, IS1151. Además, el gen cpe plasmídico ha demostrado ser transferido por mecanismos conjugativos (Dushesnes, 2013). La CPE consiste de un péptido de 309 aminoácidos con un peso molecular de 35 kDa con un pH isoeléctrico de 4.3 y una solubilidad de 3.44 mg/ml. La CPE consta de un dominio N-terminal con actividad citotóxica y un dominio C-terminal con actividad de receptor. La tripsina y quimiotripsina provocan remoción proteolítica de 10-44 aminoácidos N-terminales, incrementando, en dos a tres veces, la actividad citotóxica (Dushesnes, 2013). La biosíntesis de CPE ocurre después de la activación del gen CPE por factores transcripcionales (SigE y SigK), los cuales también controlan los genes de esporulación, acumulándose la CPE grandes cantidades y formando cuerpos de inclusión en en el compartimiento de la célula madre de la espora de C. perfringens, y siendo liberado al lumen intestinal sólo cuando la célula madre lisa y libera su espora (Ocares, 2012). La CPE se une a un receptor proteínaceo (posiblemente un claudin-4) presente en la membrana citoplasmática del borde en ribete del enterocito. Los claudines son una gran familia de proteínas que juegan importantes roles en estructura y función de “tight junction”. Después de la unión de la CPE con su receptor forman el “complejo pequeño” de un peso molecular de 90 kDa, que se inserta en la membrana celular, este complejo per se no es suficiente para inducir citotoxicidad. Por lo que, inmediatamente el “complejo pequeño” se une a otra proteína de membrana (70 kDa) para formar el “gran complejo”, complejo hidrofóbico de un peso molecular de 160 kDa. El “gran complejo”, aparentemente, tiene propiedades tipo poro, permitiendo el libre pasaje de pequeñas moléculas a través de la membrana, y conduciendo a la alteración de su permeabilidad. Finalmente, causa un colapso coloidosmótico y la muerte celular (Ocares, 2012). Toxina beta dos (þ2).- Una nueva toxina del C. perfringens, la toxina þ2, ha sido descrita (Gibert et al., 1997) y su gen (gen cpb2) asociado a la presentación de enfermedades entéricas en animales (Ocares, 2012). FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 41 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN El gen cpb2 es localizado en un plásmido de 59 a 100 kb y su expresión es positivamente regulada por el sistema regulatorio transcripcional VirR/VirS , alcanzando su máximo nivel durante la fase logarítmica tardía . Este gen ha sido encontrado en todos los tipos de C. perfringens, aunque, su expresión no ha sido demostrada en todas las cepas cpb2 positivas. El gen cpb2 codifica un péptido de 31 kDa, el cual es procesado transcripcional a una toxina biológicamente activa, toxina þ2, con un peso molecular de 28 kDa y un pH isoeléctrico de 5.01. La toxina þ2 es altamente susceptible a acción proteolítica. Así, tratamientos con tripsina escinden a la toxina þ2 en dos péptidos (13 y 15 kDa), resultando en una completa perdida de citotóxicidad (Dushesnes, 2013). La toxina þ2 no tiene significativa homología con la toxina þ (15% de similitud de aminoácidos) y sólo existe un bajo nivel de reacción inmunológica cruzada entre estas posee actividad letal para ratones (dosis de 3 µg) ,la actividad citotóxica para algunas líneas celulares por otra parte también provoca necrosis hemorrágica en mucosa intestinal en pruebas de intestino ligado (Ocares, 2012). La actividad específica de la toxina þ2 aún no está totalmente clara, pero posiblemente sea la formación de un poro u otro mecanismo que conduzca a una disrupción de la membrana celular (Ocares, 2012). 2.8. RELACIÓN ENTRE EL USO DE ANTIBIÓTICOS EN ANIMALES Y LA APARICIÓN DE RESISTENCIAS EN HUMANOS Cuando se usan antibióticos en medicina veterinaria, se puede producir un fenómeno de selección de cepas resistentes de entre la población intestinal habitual de los animales y también de entre las bacterias patógenas objeto de dicho tratamiento. Al cesar la presión selectiva ejercida por el antimicrobiano, estas cepas seleccionadas en el intestino animal, comienzan a ser reemplazadas por bacterias susceptibles aportadas por el alimento y por el ambiente. Sin embargo, investigaciones recientes están demostrando que la resistencia adquirida durante el uso de antibióticos en ocasiones puede persistir más allá del período de supresión de dicho antibiótico (Cruz, 2009). Por ejemplo, cuando aves que durante su producción han sido tratadas con antimicrobianos llegan al matadero para su carnización, portan en su piel y plumas una gran cantidad de bacterias que pueden haber adquirido resistencia a los antimicrobianos que fueron utilizados durante su producción. Estas bacterias pueden contaminar las superficies de trabajo del establecimiento en el cual son procesadas y pueden, a partir de las mismas, contaminar por contacto otras carnes y de este modo, las cepas resistentes presentes en la carne podrían causar en el hombre la aparición de infecciones o la transferencia de resistencias a la microbiota FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 42 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN presente en el consumidor, ya sea por reemplazo de su microbiota habitual o mediante la transferencia de determinantes genéticos portadores de resistencia a antimicrobianos. Por otra parte Montes (2010), menciona que no es esta la única vía por la cual estas bacterias pueden llegar a los humanos, dado que también pueden ser transferidas mediante el contacto directo con los animales, caso típico de granjeros y matarifes, del mismo modo, estas bacterias resistentes originadas durante los tratamientos antimicrobianos, pueden llegar por medio del estiércol al medio ambiente y así contaminar otros animales (domésticos y silvestres). Otra vía de llegada a las personas de bacterias resistentes a los antimicrobianos la constituyen los vegetales. Éstos pueden ser contaminados por las heces de animales utilizadas como abonos y así finalmente llegar a transmitir estas bacterias resistentes a los consumidores (Cruz, 2009). 2.8.1. PRINCIPIOS DE ANTIBIOTERAPIA La primera cuestión que se debe de abordar antes del comienzo de la terapia es si ésta es realmente necesaria, ya que, por ejemplo, muchas veces el hecho de que haya presencia de fiebre o leucocitosis puede llevar a pensar en la presencia de una infección bacteriana cuando en realidad no la hay. Hay que tener en cuenta que la aplicación de una terapia inapropiada por la administración de fármacos antibióticos innecesarios, provoca gastos económicos superfluos, y lo que es más peligroso y objeto de este trabajo, puede conducir a la aparición de resistencias bacterianas y efectos secundarios asociados a la alteración de la flora normal del huésped. Así pues, el objetivo fundamental de la terapia es proveer una concentración de fármaco efectiva, en el sitio de infección, durante un tiempo suficiente para obtener una cura tanto clínica como bacteriológica, evitando al mismo tiempo, tanto como sea posible, la aparición de efectos indeseables, tales como: La toxicidad del fármaco en el animal huésped. El desarrollo de resistencia microbiana al fármaco administrado. En animales de consumo humano, la presencia de residuos de estos fármacos en tejidos comestibles. La selección del fármaco más apropiado para el tratamiento depende del microorganismo causal. El conocimiento de éste puede basarse o derivar de: La experiencia histórica o la clínica. De exámenes de frotis, mediante morfología de la bacteria, tinciones o diversas bioquímicas de resultados rápidos. FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 43 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN Cultivos del microorganismo. Pruebas in vitro de la actividad antimicrobiana. Por ello, la elección del fármaco y diseño del tratamiento debe depender del conocimiento del microorganismo causante de la enfermedad, de las acciones del fármaco sobre el microorganismo (farmacodinámica), de las acciones del fármaco sobre el huésped (toxicidad), y de la absorción, el destino y la eliminación del fármaco del huésped (farmacocinética), junto con las consideraciones de resistencia, residuos, bienestar animal y económicas (Cruz, 2009). 2.8.2. METODOS PARA EVALUAR ACTIVIDAD ANTIMICROBIANA Los métodos para evaluar actividad antimicrobiana han sido ampliamente utilizados en todo el mundo, durante muchos años ya que son técnicas cómodas, fáciles, económicas y mantiene una fiabilidad alta, la cual les ham, permitido continuar en el mercado (Bauer y col., 1996). De acuerdo con la farmacopea el método de difusión en agar y el método turbidimétrico son los dos métodos de referencia utilizados para determinar la potencia del antibiótico (Lizcano, 2008). a). Método de difusión en agar Se basa en la difusión del compuesto desde el punto de aplicación, a través de una superficie de agar inoculado con el microorganismo de prueba. La difusión origina zonas de inhibición del microorganismos, cuyo tamaño (diámetro) esta en relación con la concentración del antibiótico (Vergara, 2008). Este método fue modificado en 1947 por Bondi y colaboradores incorporando el agente antimicrobiano a discos de papel de filtro. Fue un paso adelante gigantesco ya que el uso de los discos de papel permitía preparar un gran número de pruebas idénticas y almacenarlas para uso futuro. En 1966, después de los estudio realizados por Bauer, Kirby, Sherris y Turk, ensayando diferentes cepas bacterianas, el empleo de los discos de papel de filtro para las pruebas de sensibilidad fue estandarizado y correlacionado definitivamente con las CMI correspondientes (Lizcano, 2008). Durante muchos años, y a pesar de ser una técnica puramente cualitativa, el método de difusión por disco (o método Kirby-Bauer), en función sobre todo de su comodidad, economía y fiabilidad, ha sido, y aún es, uno de los más utilizados en los laboratorios de todo el mundo Vergara (2008). FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 44 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN El microorganismo a investigar se inocula en una o varias placas de agar y sobre su superficie se disponen los discos correspondientes a varios antibióticos. Se incuban las placas durante 16-24 horas a 35° C y al cabo de este tiempo se estudia el crecimiento en ellas. Se valora el diámetro de la zona de inhibición que se forma alrededor de cada disco y se compara con las referencias oportunas publicadas por el NCCLS. Con esta referencia podemos informar si el microorganismo es Sensible, Intermedio o Resistente (S, 1, R) a cada uno de los antibióticos ensayados en las placas (Lizcano y Vergara. 2008) b).Método turbidimétrico Este método se efectúa en un medio de cultivo líquido inoculado con el microorganismo de prueba, al que se le agrega concentraciones crecientes del antibiótico. Después del periodo de incubación, se determina la turbiedad producida por el crecimiento microbiano, el cual está en función de la concentración del compuesto (Sulca, 2010). Método de e-test.- Es una modificación del método de difusión en agár. Se trata de una técnica cuantitativa en placa que permite obtener una lectura directa de CMI en µg/ml, ya que se emplean tiras plásticas impregnadas en concentraciones crecientes de antibiótico indicadas en una escala graduada sobre la propia tira (Vergara, 2008). Una de sus grandes ventajas, dadas sus características, es que resulta un método ideal para estudiar cualquier tipo de microorganismo, aerobio o anaerobio, incluyendo aquellos llamados "fastidiosos" o los que tengan requerimientos especiales para crecer. El microorganismo a investigar se inocula en una placa y sobre ella se deposita la tira del antibiótico (o antibióticos) a ensayar. Tras la incubación de1624 horas a 35° C, se observan las placas y se valora la zona de inhibición, de forma elíptica, alrededor de cada tira. La CMI se lee directamente observando el punto más bajo de la elipse que presente crecimiento (Vergara, 2008) Métodos automatizados.- La mayoría de estos novedosos métodos utilizan sistemas de micro dilución en medio líquido sobre micro placas con pocillos en "U" e interpretan el crecimiento bacteriano en los diferentes pocillos por medio de un auto analizador (mediciones por turbidez o fluorescencia) o, en el caso de los sistemas más sencillos, por simple lectura óptica del técnico a través de un visor invertido de espejo. Su manipulación suele ser fácil y rápida, generalmente automatizada o semi automatizada, lo que los convierte en métodos ideales para grandes volúmenes de trabajo. Una de sus grandes limitaciones es que sólo ofrecen garantía para investigar microorganismos de crecimiento rápido y que no tengan requerimientos especiales (Lizcano, 2008). FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 45 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN 2.8.3. CONCENTRACIÓN MÍNIMA INHIBITORIA (CMI) Y CONCENTRACIÓN MÍNIMA BACTERICIDA (CMB). El diseño de regímenes de dosificación óptimos implica la selección de un agente con actividad inhibitoria en las concentraciones que se obtienen in vitro tras la administración de dosis terapéuticas. Sin embargo, la potencia de los fármacos antimicrobianos se determina normalmente por pruebas in vitro (Cosco ,2010). La potencia puede expresarse a través de una variedad de mediciones de actividad, siendo las más útiles y comúnmente utilizadas la Concentración Mínima Inhibitoria (CMI) y la Concentración Mínima Bactericida (CMB). Debe remarcarse que ambas medidas son marcadores teóricos de la actividad antibacteriana, utilizadas porque es imposible cuantificar la actividad antibacteriana en sus receptores dentro de la célula bacteriana(Cosco ,2010). La CMI.- se define como la concentración más baja del fármaco que inhibe el crecimiento bacteriano (bacteriostasis) cuando un inóculo bacteriano estandarizado se expone al antimicrobiano durante un período fijo de tiempo. La CMB.- se define como la concentración del fármaco más bajo que reduce el recuento bacteriano en un 99,9% cuando un inóculo estandarizado se expone al fármaco durante un período fijo de tiempo. Estos 2 marcadores de actividad pueden variar dependiendo del tamaño del inóculo, la duración del período de incubación y la composición del medio de cultivo, razón por la cual es de máxima importancia la más precisa estandarización de los procedimientos utilizados (Cosco ,2010) . Asimismo, los antimicrobianos que son ácidos o bases débiles podrán variar su actividad dependiendo del pH del medio. La mayoría de los fármacos son activos en su forma no ionizada, siendo la ionización menor en medios alcalinos (para bases débiles) o ácidos (para ácidos débiles) (Cosco, 2010) 2.8.4. Administración y absorción de los antimicrobianos Los fármacos antimicrobianos pueden ser administrados de diversas maneras. a) Administración tópica, por ejemplo, en infecciones dérmicas, oculares u óticas. b) Localmente en el interior de un compartimiento corporal como en el caso de las mamitis en rumiantes. c) Por administración oral con absorción subsiguiente desde el tracto alimentario. d) Por administración parenteral subcutánea o intramuscular con absorción desde los diferentes lugares de administración. e) Por administración directa al torrente circulatorio. FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 46 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN Los fármacos con suficiente liposolubilidad se absorben bien tras la administración oral, con una biodisponibilidad cercana al 100%. Por otro lado, las moléculas con una liposolubilidad baja ofrecen una pobre distribución tras la administración oral, sin embargo, estas moléculas son eficaces tras la administración oral para el tratamiento de infecciones localizadas en el tracto gastrointestinal, con la ventaja de reducir los efectos indeseables del fármaco sobre el huésped (Cosco, 2010) La administración tópica o local de los antimicrobianos tiene el objetivo de provocar concentraciones importantes del fármaco para el tratamiento de infecciones localizadas en el sitio de aplicación o la cavidad corporal en la que se inyecta. Esto es preferible a la exposición de todo el organismo a concentraciones efectivas de los fármacos, especialmente los poco liposolubles, en el sitio de infección (Cobian, 2007). La administración intravenosa tiene la ventaja de conseguir concentraciones altas de forma instantánea, lo que es fundamental en el tratamiento de infecciones que ponen en riesgo la vida del animal. Una ventaja adicional de esta vía se observa para los antimicrobianos cuya actividad depende de la concentración, debido a que las altas concentraciones iniciales facilitan la penetración a los tejidos y sitios de infección (Cobian, 2007). 2.8.5. DISTRIBUCIÓN DE LOS ANTIMICROBIANOS Los antimicrobianos liposolubles tienen generalmente una amplia distribución en el organismo, alcanzando concentraciones significativas en el interior de las células, al igual que en el fluido transcelular, en cambio los compuestos de características hidrosolubles, tienen una distribución restringida especialmente al líquido transcelular ,esta distribución restringida no es necesariamente una desventaja, ya que la mayoría de las infecciones bacterianas están confinadas al líquido extracelular (Hofacre, 2008). La distribución de los fármacos en el organismo también depende de sus características ácidas o básicas, así los fármacos, ya sean ácidos o bases débiles, poseen dos propiedades clave. En primer lugar, comúnmente se encuentran parcialmente disociados a pH fisiológico y en segundo, la fracción no ionizada usualmente lipófila, atraviesa fácilmente las membranas biológicas. Así por ejemplo, las fluoroquinolonas son altamente liposolubles y se comportan como bases débiles. Las sulfamidas, en cambio, son ácidos orgánicos débiles y penetran FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 47 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN pobremente en aquellos fluidos de pH ácido en relación al plasma (líquido intracelular, leche y líquido prostático). En contraste, los fármacos que son bases débiles (excepto los aminoglucósidos) penetran fácilmente en estos fluidos, sufriendo secuestro iónico en medios ácidos (Hofacre, 2008). Una vez que los antimicrobianos han llegado al lugar de la infección, hay una barrera más que deben atravesar, la pared bacteriana. Para la mayoría de los antimicrobianos la penetración es más fácil en bacterias aerobias Gram positivas que en bacterias aerobias Gram negativas, debido a la diferente conformación de la pared bacteriana. Los microorganismos anaerobios estrictos poseen mecanismos bioquímicos diferentes de las bacterias aerobias, por lo cual algunos antimicrobianos muy efectivos frente a bacterias aerobias o anaerobias facultativas (consideradas difíciles de combatir), como las fluoroquinolonas y los aminoglucósidos, son totalmente ineficaces frente a este tipo de microorganismos (Hofacre, 2008). 2.8.7. ELIMINACIÓN DE LOS ANTIMICROBIANOS Los antimicrobianos de características hidrófilas (y usualmente polares) se excretan en altas concentraciones por la orina. Considerando que alrededor del 99% del agua filtrada en el glomérulo se reabsorbe durante todo el proceso de formación de orina, la proporción orina/plasma para fármacos que no experimenten reabsorción a nivel tubular será de 100:1 (Hofacre, 2008). Clínicamente, la excreción rápida de los antimicrobianos en la orina tiene dos consecuencias importantes para su selección y dosificación: a) en infecciones generalizadas implica dosificaciones frecuentes, especialmente si el antimicrobiano tiene cinética de muerte bacteriana dependiente del tiempo y se administra por vía endovenosa. b) y por otra parte, las altas concentraciones en orina son una ventaja para combatir infecciones en el tracto urinario. Otra vía importante de excreción para algunos antimicrobianos es la secreción activa en la bilis. En el caso de los antimicrobianos liposolubles, esta secreción puede estar seguida de FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 48 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN una reabsorción intestinal, conformando la llamada circulación enterohepática, que disminuye el aclaramiento de los fármacos (Hofacre, 2008). Otro de los mecanismos más importantes es la biotransformación. Esta puede tener lugar en las células de la mucosa del tracto gastrointestinal y en el riñón, aunque las enzimas más versátiles para el metabolismo de los fármacos se encuentran en los hepatocitos. Los antimicrobianos liposolubles se metabolizan rápidamente por esta vía dando lugar a compuestos inactivos de excreción rápida. Pero los compuestos hidrosolubles no pueden penetrar en las células, y por ende, en los sitios de biotransformación; en consecuencia, son excretados en orina (en algunos casos en la bilis) en altas concentraciones (Hofacre, 2008). 2.8.8. EFECTOS SECUNDARIOS DE LOS ANTIMICROBIANOS En la selección del antimicrobiano a utilizar en cada caso debemos tener en cuenta que éstos también presentan efectos adversos para el huésped, como son (Bager, Emborg y Heder, 2009). a) Efectos tóxicos dependientes de la dosis sobre las células y los tejidos del huésped. b) La toxicidad idiosincrásica, que es impredecible. c) Efectos adversos que surgen en situaciones especiales, como la interacción con otros fármacos, en animales viejos, hembras gestantes, o enfermedades preexistentes. d) Posible aparición de fenómenos de tipo alérgico o de hipersensibilidad. e) Promoción de resistencia a los antimicrobianos. f) Interferencia en la microbiota normal del huésped. g) Aparición de residuos en los tejidos comestibles para el ser humano. 2.8.9. RESISTENCIA BACTERIANA En principio y como norma general, el empleo de los agentes antimicrobianos no sería la principal causa de la aparición de resistencias, sino que más bien suprime las bacterias sensibles existentes en el hospedador y respeta las resistentes (Bager, 2009).Hasta el momento, se conocen varios mecanismos por los que se producirían las bacterias resistentes: FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 49 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN a) Inactivación de los antibióticos por enzimas. b) Impermeabilización de las bacterias. c) Alteración de los receptores de la célula bacteriana a los que se unen los antibióticos. d) Desarrollo de mecanismos de retroinhibición en las vías metabólicas. e) Aparición de enzimas con escasa afinidad por los fármacos. f) Expulsión del antibiótico al exterior de la célula bacteriana. La posibilidad de que las bacterias intercambien su material genético, unido al hecho de que su tiempo de generación es corto, son factores que favorecen enormemente la posibilidad de aparición de esas resistencias. Existe la posibilidad de que las bacterias sean resistentes a los antibióticos porque carezcan de los mecanismos celulares propios para que estos agentes ejerzan su acción (resistencia natural). Además, se da el caso de que bacterias que in vitro son sensibles a la vez resultan ser resistentes in vivo (Bager, Emborg, y Heder, 2009). La resistencia adquirida, de base genética, puede aparecer como consecuencia de mutaciones cromosómicas, o lo que es más importante, por la adquisición de material genético transmisible (Figura 1), existiendo de este modo varios mecanismos mediante los cuales las bacterias pueden adquirir resistencia (Heder, (2009). Figura 1. Mecanismos de captación de resistencias adquiridas mediante material genético. Las mutaciones cromosómicas que originan la resistencia contribuyen a producir cambios en la pared bacteriana, mientras que la resistencia transmisible contribuye a codificar enzimas que FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 50 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN metabolizan los antibióticos (Bager, 2009).La resistencia cromosómica suele ser un fenómeno de aparición gradual, mientras que la resistencia transmisible es con frecuencia un fenómeno de aparición brusca. Las mutaciones que originan la resistencia a los antibióticos suelen ser acontecimientos espontáneos que implican modificaciones de las secuencias denucleótidos de los cromosomas, que normalmente nada tienen que ver con la presencia de los antibióticos. Suelen además ir acompañadas de otras modificaciones que aparecen en células bacterianas, de forma que en numerosas ocasiones las bacterias que presentan resistencia de origen cromosómico a los antibióticos son menos viables que las células bacterianas de las cuales proceden, pudiendo desaparecer paulatinamente de la población bacteriana incluso sin que haya ningún antibiótico que las seleccione. No obstante, algunas mutantes son tan viables como las células bacterianas de las cuales proceden (Avrain, 2010). Los mecanismos por los cuales las mutaciones cromosómicas originan la resistencia a los antibióticos incluyen la modificación de los sitios de unión de los antibióticos a las células bacterianas, por ejemplo la modificación de ribosomas (estreptomicina), la modificación de la permeabilidad celular (Como en el caso de la penicilina y las tetraciclinas), la mayor producción de enzimas inactivantes, y la mayor producción de metabolitos competitivos (Figura 2). Figura 2: Principales mecanismos de resistencia bacteriana Los antibióticos frente a los cuales aparecen resistencias de este tipo con mucha facilidad, como la eritromicina o la estreptomicina, se utilizan normalmente asociados con otros antibióticos, ya que la posibilidad de que en una misma bacteria tengan lugar dos mutaciones al mismo tiempo, es la suma de las posibilidades de que cada mutación aparezca de forma aislada. Asimismo, las mutantes resistentes FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 51 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN a antibióticos aparecen con menor frecuencia in vivo que in vitro, debido a que las propias defensas del hospedador eliminan muchas de ellas (Avrain y Humbert, 2010). 2.8.7.1. Interferencia en la microbiota normal La microbiota característica de la piel, aparato gastrointestinal, etc., coexiste de forma armónica y hasta sinérgica, con el hospedador. De todos los antimicrobianos son muy pocos los que no suprimen en grado alguno esta microbiota. Los efectos supresores pueden variar, desde efectos secundarios temporales y mínimos, como diarrea leve, hasta la proliferación de patógenos que ponen en peligro la vida del animal. En general, se ha demostrado que los fármacos activos contra los microorganismos anaerobios como las penicilinas producen mayores efectos que por ejemplo las sulfamidas o fluoroquinolonas. También se ha observado que la aparición de este tipo de fenómenos es más frecuente tras la administración oral que en las administraciones parenterales (Avrain, 2010). 2.9. RESIDUOS DE LOS ANTIMICROBIANOS EN PRODUCTOS ALIMENTICIOS DE ORIGEN ANIMAL El comité para productos médicos y veterinarios, ha determinado un LMR para la mayoría de los fármacos autorizados en los diferentes tejidos diana. Estos límites han sido establecidos en función de estudios de toxicidad crónica a partir de los llamados “límite sin efecto observable” y “límite sin efecto microbiológico”. La determinación del primero, exige mediciones de las más bajas concentraciones del fármaco que no provocan efecto farmacológico en los animales de laboratorio y en el segundo caso, consiste en determinar las concentraciones de antimicrobiano que no provocan ningún efecto sobre las bacterias más sensibles, en particular las del tracto gastrointestinal. Posteriormente, se determina el “nivel de ingesta diaria admisible”, a través de la aplicación de factores de seguridad de 100 a 1000 veces en el primer caso y de 10 veces en el segundo (Terceros, 2008). El período de supresión o de retirada, es el tiempo que debe transcurrir desde la administración del fármaco en dosis terapéuticas, hasta el momento en que el alimento puede ser consumido sin riesgo durante períodos prolongados, es decir, que se cumpla con los valores de LMR en los diferentes tejidos animales (Quelca, 2008). FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 52 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN 2.10. ANTIMICROBIANOS UTILIZADOS EN LA PRODUCCIÓN ANIMAL Actualmente, los antimicrobianos más utilizados la producción animal son las tetraciclinas, las fluoroquinolonas y las sulfamidas potenciadas (Terceros,Quelca y Solares, 2008). Las tetraciclinas son en la actualidad los antimicrobianos más utilizados en pollos y pavos (Quelca, 2008), dadas las propiedades favorables de esta familia de fármacos como son su amplio espectro, la posibilidad de administración oral, que permite tratar fácilmente grandes cantidades de animales, la ausencia de efectos adversos importantes, y su bajo precio (Drieux, Brossier y Sougakoff , 2008), aunque económicamente resulta contraproducente, se destaca la utilización de fluoroquinolonas, cuando aún no se ha agotado la posibilidad del empleo de tetraciclinas y sulfamidas potenciadas, pero su uso se ha ido generalizando en medicina animal desde que la enrofloxacina fue aprobada para su utilización en aves de corral. Actualmente, en los países europeos en los cuales su uso en animales de producción está permitido es una de las familias de antimicrobianos con un mayor consumo (Quelca, 2008). 2.10.1. QUINOLONAS Las Quinolonas son compuestos químicos que constituyen una amplia familia de agentes antibacterianos. Su desarrollo comenzó en la década de los 60, con la síntesis del ácido nalidíxico (ácido 1-etil-1,4-dihidro-7-metil-4-oxo-1,8-naftiridina-3- carboxílico) (Chopra y Roberts, 2011) Actividad antimicrobiana de las quinolonas.- Su espectro es bastante amplio e incluye a bacterias Gram negativas y algunos microorganismos Gram positivos, aunque tienen capacidad limitada frente a Streptococcus y Enterococcus y solo una actividad débil frente a bacterias anaerobias estrictas. Este grupo tiene en particular una excelente actividad contra bacterias aerobias Gram negativas y una de sus ventajas es que no destruyen los enterococos intestinales comensales. Asimismo, tienen una actividad entre moderada y buena frente a Chlamydia, micobacterias, micoplasmas, ureaplasmas y rickettsias, siendo también activas frente a microrganismos intracelulares (Chopra y Roberts, 2011). Su potencia es alta frente a algunos microorganismos sensibles con valores de CMI de 0,01 μg/ml o menores. La actividad frente a bacterias Gram negativas es mayor a pH alcalino, FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 53 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN mientras que la actividad frente a bacterias Gram positivas no se modifica con cambios en el pH (Chopra, 2011). Mecanismos de acción de las quinolonas.- El cromosoma bacteriano comprende una doble cadena de ADN que es una molécula continua miles de veces más larga que la célula bacteriana. Esta cadena tiene una disposición de doble hélice (Chopra, 2011). Las fluoroquinolonas basan su mecanismo de acción en que inhiben la enzima ADN girasa (topoisomerasa de tipo II). Esta es una enzima compuesta de 4 subunidades cuya función incluye el desenrollamiento, corte y resellado del ADN. La ADN girasa también interviene en el plegamiento y enrollamiento del ADN bacteriano alrededor delcentro de ARN, otorgándole la apariencia de bucles o lazos. Cada lazo se enrolla después negativamente mellando ambas cadenas de ADN, pasando la cadena rota alrededor de la cadena acompañante y resellando la doble muesca. Estas funciones son inhibidas por las fluoroquinolonas, que se unen a la subunidad A de la ADN girasa. En los mamíferos, existe una enzima similar a la ADN girasa que interviene en los cortes dobles del ADN; sin embargo, ésta no superenrolla el ARN y no se ve afectada por las fluoroquinolonas (Chopra, 2011). Las fluoroquinolonas son bactericidas y tienen un inicio de acción rápido, lo cual es muy importante en el tratamiento de animales inmunodeprimidos. Los cationes bivalentes como el calcio y el magnesio antagonizan la acumulación de fluoroquinolonas en el interior de la bacteria, probablemente por un efecto quelante (Chopra, 201). Se ha descrito en algunas bacterias un sistema de transporte de salida paradójicamente, a concentraciones muy altas (40 x CMI), la acción bactericida de algunas fluoroquinolonas disminuye. Esto puede resultar de la síntesis de ARN, lo que parece ser necesario para el efecto bactericida y la resistencia se produce principalmente por la reducción de la penetración a través de la pared de la célula bacteriana. Sólo raramente aparecen formas mutantes de la ADN girasa, mientras que hasta la fecha no se han identificado enzimas bacterianas capaces de degradar las fluoroquinolonas (Chopra, 201) La resistencia mediada por plásmidos es extremadamente rara. La resistencia cruzada entre fluoroquinolonas es posible, aunque mantienen la actividad frente a bacterias resistentes a otros grupos de fármacos, como aminoglucósidos, macrólidos y β-lactámicos (Endzt, Ruijs, Van Klingeren y Jansen, 2007). FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 54 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN Farmacocinética de las quinolonas.- El grado de ionización de estas moléculas es bajo y todas ellas se comportan in vivo como moléculas altamente liposolubles. En solución, se comportan como bases débiles. Su carácter lipófilo determina sus propiedades farmacocinéticas. Se absorben bien porvariando entre los diferentes compuestos y las características intestinales animales, como por ejemplo la presencia de iones bivalentes. (Endzt, Ruijs, Van Klingeren y Jansen, 2007). Las fluoroquinolonas se distribuyen ampliamente por el organismo. Esto indica que se distribuyen a través del líquido extracelular y pasan fácilmente al líquido transcelular, incluyendo la leche, el líquido sinovial, el líquido prostático, el semen, fluidos uterinos y el líquido cefalorraquídeo, alcanzando también altas dosis en el medio intracelular. Las concentraciones tisulares generalmente igualan o exceden a las concentraciones plasmáticas, y también se han descrito altas concentraciones en el hueso. La excelente penetración de las fluoroquinolonas al interior de las células y a los tejidos es consecuencia de su carácter lipófilo, pero también se ve facilitado por el bajo grado de unión a proteínas plasmáticas (Endzt, 2007). Las fluoroquinolonas se metabolizan en el hígado, donde el grado de biotransformación depende del compuesto y de la especie. Generalmente sufren reacciones de hidroxilación y de oxidación, que las transforma en oxoquinolonas, las cuales se someten posteriormente a reacciones de fase 2, consistentes en la conjugación con ácido glucurónico. Los glucuronoconjugados sintetizados son excretados en la orina y la bilis (Ruijs, 2007). Algunas fluoroquinolonas sufren circulación enterohepática, probablemente tras la conjugación de betaglucuronidasa sobre los conjugados. Las concentraciones urinarias de las fluoroquinolonas se mantienen altas durante 24 horas o más. Algunos compuestos son secretados en el túbulo proximal renal a traves del sistema transportador de ácidos orgánicos. La vida media de estos compuestos está en el intervalo 2-7 horas, dependiendo del compuesto y la especie. Algunos metabolitos tienen actividad antimicrobiana, asi, la enrofloxacina se convierte en ciprofloxacina, y ésta ultima se utiliza en humanos como medicamento madre. La conversion de enrofloxacina en ciprofloxacina es muy importante en cánidos y muy escasa en équidos, aves y camélidos sudamericanos (Jansen, 2007). Uso clínico de las quinolonas.- Debido a su alta potencia, amplio espectro, actividad dependiente de la concentración, óptimas características farmacocinéticas y baja toxicidad, las fluoroquinolonas se utilizan ampliamente para un numero importante de infecciones, como las neumonías típicas de FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 55 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN terneros y lechones, infecciones urinarias en animales de compañía, infecciones dérmicas en cánidos y félidos e infecciones intestinales en porcinos, bovinos y aves (Jansen, 2007). Entre las indicaciones más comunes se encuentran las salmonelosis agudas en terneros y la colibacilosis en aves y porcino. También es frecuente su uso para combatir infecciones en lugares de difícil acceso, como son las osteomielitis y las prostatitis. Dado su mecanismo de actuación, la dosificación recomendada para su uso clínico debe apuntar a conseguir concentraciones máximas altas (con respecto a la CMI) en lugar de mantener las concentraciones plasmáticas por encima de la CMI. Las dosis altas administradas con intervalos prolongados producen mejores resultados que la administración frecuente de un régimen fraccionado. Para la medicación de aves y peces se recomienda la administración en intervalos prolongados en el agua o el alimento ((Jansen, 2007). Desarrollo de resistencias bacterianas a quinolonas.- Se ha detectado un aumento en la tasa de resistencia bacteriana en personas no expuestas a estos agentes, la cual podría ser causada por su uso en producción animal. Al mismo tiempo, se ha detectado un incremento en la aparición de cepas bacterianas con menor susceptibilidad e incluso resistentes en animales destinados al consumo. Se ha registrado resistencia a la enrofloxacina en Escherichia coli y distintas especies de Campylobacter y Salmonella (Pitout, Thomson y Ehrhardt ,2008). Así, los mecanismos de resistencia bacteriana a las quinolonas pueden dividirse en 3 grupos: 1- Resistencias de tipo cromosómico que dan lugar a mutaciones en segmentos definidos de los genes que codifican la DNA girasa y la Topoisomesara IV. 2- Resistencias por alteraciones en la membrana externa bacteriana que disminuyen la penetración intracelular del fármaco. Estas modificaciones se originan en alteraciones de los genes que codifican los canales por los cuales los antimicrobianos penetran normalmente en la célula (porinas), lo que impide la entrada del quimioterápico en la bacteria. 3- Resistencias basadas en la expulsión del antibacteriano desde el medio intracelular al expulsar por acción de transportadores endógenos activos. Sin embargo, no se han descrito enzimas bacterianos capaces de degradar o inactivar a las quinolonas en el medio intracelular (Pitout J., Thomson D., Ehrhardt E. (2008). FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 56 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN 2.10.2. TETRACICLINAS Las primeras tetraciclinas (clortetraciclina y oxitetraciclina) fueron descubiertas a finales de la década de los 40 a partir de Streptomyces aureofaciens y S. rimosus, respectivamente. Otras tetraciclinas fueron descubiertas posteriormente, tanto moléculas naturales producidas a partir de Streptomyces, o productos semisintéticos como los casos de la metaciclina, doxiciclina (6desoxi-5-hidroxi-tetraciclina) y minociclina (Pitout, Thomson y Ehrhardt, 2008). Todas las tetraciclinas tienen la misma estructura básica, 4 anillos unidos en línea, y a partir de ellos la unión de diferentes grupos funcionales en distintos carbonos origina los diferentes compuestos. El más sencillo con actividad antimicrobiana es la 6-desoxi- 6-demetil-tetraciclina (Ruijs, 2007) Actividad antimicrobiana de las tetraciclinas.- Las tetraciclinas son antibióticos de amplio espectro por definición, ya que son efectivas contra bacterias Gram negativas, tanto aerobias como anaerobias, así como contra Gram positivas, microorganismos atípicos como clamydias, micoplasmas, ricketsias e incluso contra algunos protozoos. También son usadas en medicina humana como profiláctico en la prevención de la malaria causada por Plasmodium falciparum resistente a la mefloquina. Actualmente el aumento en las resistencias aparecido en los últimos años por la utilización de estos antibióticos como promotores del crecimiento, actividad prohibida actualmente en la UE pero de uso corriente en paises como USA, ha limitado en cierta medida su uso terapéutico (Ruijs, 2007). Su mecanismo de acción es un efecto bacteriostático basado en la inhibición de la síntesis de proteínas bacterianas. Dicha inhibición la llevan a cabo evitando la asociación entre el aminoacil-ARNt y el ribosoma, uniéndose las tetraciclinas específicamente a la subunidad 30 S del ribosoma. El resultado es que se impide la adición de aminoácidos a la cadena peptídica en formación, lo que impide la enlongación de la cadena. Algunas tetraciclinas inhiben también la síntesis de proteínas en células eucariotas, lo cual es de utilidad para combatir algunos protozoos. Se ha sugerido que el mecanismo de actuación en este caso estaría relacionado con la presencia de ribosomas de tipo bacteriano en las mitocondrias, aunque actualmente no existe una explicación molecular satisfactoria para este efecto. Además, se ha demostrado que en altas dosis inhiben de igual forma la síntesis de proteínas de mamíferos (Ruijs, 2007), aunque esto ocurre a concentraciones mucho más elevadas que las utilizadas como antimicrobianos. FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 57 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN Farmacocinética de las tetraciclinas.- Las tetraciclinas son normalmente administradas por vía oral, aunque en algunas está indicada la vía parenteral. La absorción tras la administración oral tiene lugar en el estómago y la porción proximal del intestino delgado y está muy influenciado por la presencia de comida, leche o cationes divalentes. En particular, es especialmente importante la presencia de calcio, el cual inhibe la absorción de las tetraciclinas mediante la formación de quelatos (Huguet, Huapaya y Salazar, 2012). Los niveles alcanzados en suero sanguíneo después de una dosificación oral normal se encuentran normalmente en el rango 2-5 μg/ ml, y en la mayor parte de las tetraciclinas son necesarias 4 tomas diarias para poder mantener estos niveles de concentración en suero. No obstante, la larga vida media de la doxiciclina y la minociclina permite alcanzar estos niveles con una o dos dosis diarias, lo cual es de una gran aplicación especialmente en la clínica veterinaria de aves de corral, en donde el gran número de animales a tratar hace que la administración sea dificultosa (Salazar ,2012). Toxicidad y efectos secundarios de las tetraciclinas.- Aunque las tetraciclinas son fármacos relativamente seguros, no están exentos de efectos adversos, estando en general relacionados con: 1. Efectos irritantes (vómitos después de su administración o daños tisulares en el punto de inyección). 2. Capacidad de alteración de la flora intestinal, con su capacidad para fijar el calcio (efectos cardiovasculares y depósito en el tejido óseo). 3. Nefro y hepatotoxicidad, siendo el efecto nefrotóxico especialmente peligroso cuando se administran productos caducados o inadecuadamente conservados (Salazar, 2012). Además de lo mencionado, en el caso de las tetraciclinas más lipófilas, como la doxiciclina, es posible la aparición de alteraciones digestivas, y están contraindicadas en hembras gestantes y durante el período reproductor de los animales (Salazar, 2012). Debido a su amplio espectro de acción, las tetraciclinas provocan inevitablemente una alteración importante de la microbiota intestinal, siendo frecuente la aparición de diarreas durante el tratamiento. Tampoco son infrecuentes las sobreinfecciones por levaduras, hongos, o bacterias resistentes (Salazar, 2012). Uso clínico de las tetraciclinas.- En los últimos años, el uso de las tetraciclinas ha descendido en muchos países en clínica humana debido al desarrollo de nuevos fármacos con mayor vida media, más activos y con mejor tolerancia (Salazar, 2012). No obstante, las tetraciclinas siguen siendo utilizadas FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 58 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN para combatir infecciones como las causadas por Brucella o las infecciones gastrointestinales causadas por Helicobacter pylori, además de ser utilizada como profiláctico contra la malaria gracias a su acción contra Plasmodium falciparum (Huguet ,2012). En el caso de la medicina veterinaria son especialmente utilizadas para el tratamiento de diversas infecciones en aves de corral, rumiantes, suidos y animales de compañía (Huapaya et al., 2010). Las tetraciclinas son una de las familias de antibióticos más baratas, y su coste de producción ha descendido enormemente debido a las mejoras en la tecnología de fabricación (Huapaya et al., 2010). Estas características las hacen especialmente atractivas para su uso en naciones en vías de desarrollo (Huapaya, 2010). Desarrollo de resistencias.- Hoy en día es frecuente encontrar resistencias en bacterias causantes de zoonosis aisladas de animales como Salmonella, Campylobacter spp. Yersinia spp. y en bacterias comensales como Escherichia coli o Enterococccus spp., las cuales tienen una gran importancia ya que además de poder provocar infecciones clínicas en los animales, pueden ocasionar también infecciones en el hombre ya sea por contacto directo con los animales vivos o por ingestión de los productos animales obtenidos a partir de los mismos (Silvera y Perales, 2012) La resistencia a las tetraciclinas es un ejemplo de resistencia transmitida por plásmidos portadores de genes capaces de transferir resistencia (llamados tet genes). En la actualidad se conocen más de 20 tet genes diferentes capaces de transferir resistenciaa tetraciclina u oxitetraciclina (Silvera, 2012). Estos tet genes aportan a las bacterias receptoras capacidad de resistencia mediante diferentes mecanismos: 1- Resistencia por alteraciones en la membrana externa bacteriana que disminuyen la penetración intracelular del fármaco. Esta resistencia se basa en la producción por parte de la bacteria de proteínas capaces de asociarse a la membrana que participan en la expulsión de tetraciclinas de la bacteria, lo cual reduce la concentración intracelular de tetraciclinas y protege por tanto a los ribosomas de su acción. 2- Resistencia por protección de los ribosomas. Esta resistencia se basa en la producción por parte de las bacterias de proteínas citoplásmicas que protegen a los ribosomas de la acción de las tetraciclinas. 3- Resistencia por inactivación enzimática. Esta resistencia se basa en la producción por parte de las bacterias de enzimas capaces de inactivas las tetraciclinas dentro del citoplasma. FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 59 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN 2.10.3. SULFAMIDAS Las sulfamidas o sulfonamidas son fármacos antimicrobianos de amplio espectro, que se utilizan solos o en combinación con otros fármacos en el tratamiento de infecciones por organismos aerobios Gram positivos y Gram negativos en casi todas las especies domésticas. Son el primer ejemplo de sustancia química con acción bactericida sintetizada por el hombre (Silvera, 2012). Actividad antimicrobiana de las sulfamidas.- Tienen un amplio espectro que inhiben el crecimiento de bacterias Gram positivas, Gram negativas y ciertos protozoos, como los coccidos. Se consideran ineficaces frente a la mayoría de anaerobios obligados, por lo que no se recomienda su uso para este tipo de infecciones. Entre los microorganismos habitualmente susceptibles se incluye algunos miembros de la familia Enterobacteriaceae, así como otros agentes como Streptococcus, Bacillus, Brucella, Cryptosporidium, Listeria, Erysipelothrix, Chlamydia, Toxoplasma, coccidios y Pneumocystis carinii. Otros microorganismos como Pseudomonas, Enterococcus, Mycoplasma, Mycobacterium y Bacteroides, son habitualmente resistentes tanto a la acción de las sulfamidas solas como a la combinación de sulfamidas con diaminopirimidinas (Silvera y Perales, 2012). Todas las sulfamidas comparten en su estructura el grupo p-aminobenceno sulfonamida. Este grupo es esencial en la acción antimicrobiana de las mismas, ya que tiene enormes similitudes con el acido p-aminobenzoico, precursor del ácido fólico y de los ácidos nucleicos en las bacterias. Las modificaciones de este grupo fueron encaminadas a reducir su toxicidad y mejorar su farmacocinética. La actividad antibacteriana de las sulfamidas es similar, por lo que el resultado de un análisis de susceptibilidad en un miembro de este grupo suele ser válido para todas las sulfamidas (Silvera y Perales, 2012). Mecanismo de acción de las sulfamidas.- El mecanismo de acción de las sulfamidas se basa en la inhibición de la enzima dihydropterato sintetasa (DHPS), la cual cataliza la formación de dihidrofolato a partir del ácido p-aminobenzoico (PABA) y del dihidro-6hidroximetilpterin-pirofosfato (DHPPP) (Silvera, 2012), los cuales son utilizados por las bacterias para la síntesis del ácido fólico. A través de una serie de reacciones, el PABA se convierte en ácido dihidrofólico (ácido fólico) con la participación secuencial de las enzimas DHPS y dihidrofolato reductasa (DHFR). Es en este nivel donde actúan las sulfamidas, ya FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 60 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN que debido a su gran similitud engañan literalmente a la enzima DHPS, que incorpora la sulfamida en lugar del PABA (Luzzaro, 2008). Esta acción de bloqueo del ácido fólico es competitiva, por lo que se puede invertir aumentando la concentración del PABA en el medio interno bacteriano (Silvera, 2012). La biodisponibilidad de las sulfamidas es generalmente alta. Su eliminación es una combinación de excreción renal y biotransformación hepática aunque también pueden ser metabolizadas en otros tejidos, por lo que las diferencias entre especies son muy amplias. Su biotransformación es saturable y tiene lugar por acetilación, glucuronización e hidroxilación aromáticas (Luzzaro, 2008). Toxicidad y efectos secundarios de las sulfamidas.- Las sulfamidas pueden producir una serie de efectos secundarios típicamente reversibles, algunos de los cuales son de naturaleza tóxica, y otros, de carácter alérgico. Con la posología habitual la toxicidad es mínima para los animales domésticos con todas las sulfamidas excepto la sulfaquinoxalina. Cuando existe toxicidad, ésta consiste habitualmente en alteraciones del tracto urinario, de la hematopoyesis o reacciones de hipersensibilidad, aunque de forma mucho más casual se han observado otras alteraciones como hepatitis, alteraciones tiroideas, alteraciones causadas por su antagonismo con el ácido fólico (muy raro a las dosis habituales) o queratoconjuntivitis seca (Luzzaro, 2008). Uso clínico de las sulfamidas.- La aparición de resistencias después de tantos años de utilización ha llevado a un progresivo abandono de su uso que actualmente es prácticamente total en medicina humana y muy acusado en medicina veterinaria, aunque dentro de ésta última sigue utilizándose sobre todo en forma de sulfamidas potenciadas. De forma general se utilizan para combatir infecciones en el sistema genitourinario y en menor medida en infecciones del aparato digestivo (Luzzaro, 2008). En los animales se utilizan diversas combinaciones de sulfamidas y diaminopirimidinas y en menor medida sulfamidas solas en el tratamiento y profilaxis de coccidiosis, pasteurelosis y colibacilosis en gallináceas. Las combinaciones de pirimetamina y sulfaquinoxalina se utilizan también en el tratamiento de la coccidiosis tanto en pollos y en otros animales domésticos (Luzzaro, 2008). Desarrollo de resistencias.- La resistencia a las sulfamidas es bastante frecuente, y debido a la similitud de acción entre los diversos miembros de este grupo, esta resistencia suele ser cruzada, por lo que no es recomendable cambiar de una sulfamida a otra para evitar la aparición de resistencias, sino FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 61 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN para mejorar la toxicidad y la farmacocinética. La resistencia puede ser cromosómica o transmitida por plásmidos o transposones, siendo esta última la más frecuente e importante desde el punto de vista clínico. Los mecanismos por los cuales puede estar causada esta resistencia son: 1. Alteraciones en la permeabilidad de la pared celular que impide la entrada de las sulfamidas al interior de la célula. 2. Expulsión del antibacteriano desde el medio intracelular al expulsar por acción de transportadores endógenos activos. 3. Cambios en el grupo p-aminobenceno sulfonamida por la enzima sobre la que actúa como falso sustrato, la dihidropteroato sintetasa (Nys, Okeke y Kariuki, 2007). 2.3. HIPÓTESIS Ho. El extractos etanólico de Passiflora edulis y Piper angustifolium no son bactericida eficas in vitro sobre bacterias causales de diarreas en neonatos de alpacas. Ha. El extractos etanólico de Passiflora Edulis y Piper angustifolium son bactericida eficas in vitro sobre bacterias causales de diarreas en neonatos de alpacas. 2.4. DEFINICIÓN DE TÉRMINOS Antibacteriano: Relativo a una sustancia que destruye las bacterias o inhibe su crecimiento y reproducción. Aeróbio: Microorganismo que vive y crece en presencia de oxigeno libre. Los aerobios se dividen en aerobios facultativos y aerobios obligados. Bactericida: Que mata las bacterias./ Poder bactericida: La más débil concentración de una sustancia capaz de provocar la destrucción definitiva de la vitalidad de un microbio. Bacteriostático: Concentración mínima de una sustancia capaz de impedir el desarrollo de una bacteria sin llegar a destruirla. Carbohidrato: Grupo de compuestos orgánicos entre los que se hallan la glucosa, la fructuosa, el almidón, la celulosa y la goma. Coagulasa: Enzima producida por bacterias en especial Escherichia coli y clostridium, que desencadena la coagulación. Enzimas: Proteína producida por las células vivas que cataliza las reacciones químicas en la materia orgánica. FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 62 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN Eficacia: Es la capacidad de lograr un efecto deseado o esperado. Fagocitosis: Proceso por el cual determinadas células engullen y desechan microorganismos y detritus celulares. Protrombina: Proteína plasmática precursora de la trombina. La transformación de protrombina en trombina para la formación de coagulo. Fibrina: Proteína filamentosa insoluble que proporciona su carácter semisólido al coagulo sanguíneo y esta producida por la acción de la trombina sobre el fibrinógeno en el proceso de la coagulación. Gram positivo: Que conservan el color violeta de la tinción que se utiliza en el método de Gram. Para teñir microorganismos. Gramnegativo: que posee la coloración rosada de la contra tinción que se utiliza en el método de Gram. Para teñir microorganismos. Hialuronidasa: Enzima que hidroliza el acido hialuronico. IgG.: Uno de los 5 tipos de anticuerpos hormonales producido por el organismo. Es una proteína especializada que se sintetiza como respuesta a la invasión de bacterias, hongos y virus. Interacción: Modificación del efecto de un fármaco que se produce cuando este se administra con otro. El efecto puede consistir en el aumento o disminución de la acción. Lisis: Sufijo que significa degradación o destrucción. Microorganismos: También llamado microbio, es un ser vivo que sólo puede visualizarse con el microscopio. Necrotizante: Muerte de una porción de tejido consecutiva a enfermedad o lesión. Pigmentos: Cualquier material colorante orgánico producido en el organismo, como la melanina. Proteína: Compuesto nitrogenado natural de carácter orgánico complejo, constituido por muchos aminoácidos Patógeno: Cualquier microorganismo capaz de producir una enfermedad. Toxinas: Veneno o toxico, generalmente producido por una planta o microorganismo. Quimiotaxis: respuesta que supone un movimiento positivo, hacia un estimulo químico, o negativo alejándose del mismo. Virulencia: capacidad de un microorganismo para producir una enfermedad. FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 63 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN 2.5. IDENTIFICACIÓN DE VARIABLES 2.5.1. Variables independientes Bactericida de Extracto etanólico de Passiflora Edulis y Piper Angustifolium 2.5.2. Variables dependientes Bacterias causales de diarrea en alpacas (Clostridium sp, Salmonella sp y Escherichia coli) FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 64 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAN 2.6. DEFINICIÓN OPERATIVA DE VARIABLES E INDICADORES VARIABLES DIMENSIONES INDICADORES INSTRUMENTOS DE MEDICION Dependiente HALOS DE INHIBICION Bacterias diarrea causales en de alpacas ( Clostridium sp, Salmonella sp y Escherichia Coli ) CONCENTRACION MINIMA INHIBITORIA ( Clostridium Sp CMI) Salmonella Sp Clostridium sp, Cámara de cuenta R ≤ 14,I 15 ≥ 18,S ≥ 19 Escherichia Coli colonias Espectrofotometría Salmonella sp, Escherichia coli CARGA MICROBIANA Clostridium Sp CONCENTRACION MINIMA BACTERIANA (CMB) Clostridium Sp, Salmonella Sp S ≤ 250 μg /ml Escherichia Coli Salmonella Sp, Escherichia Coli Independiente Bactericida de extractos etanólico Edulis de Passiflora y Piper Angustifolium Bactericida extractos etanólico: Passiflora Edulis Piper Angustifolium Concentraciones Equipo extractor 0%, 15%, 25%, 50% solventes etanolicos de Dosis 15, 25 y 50μL FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 65 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAM CAPÍTULO III MARCO METODOLÓGICO 3.1. TIPO DE INVESTIGACIÓN El proyecto de investigaciones esta orientado al tipo de investigación aplicado debido a que tiene propósitos prácticos inmediatos bien definidos como menciona carrasco (2006) por ello los resultados que se obtendrán al concluir esta investigación servirán para ponerlos en práctica y de esta manera solucionar el problema de diarreas neonatales en alpacas. 3.2. NIVEL DE INVESTIGACIÓN La Investigación esta orientado al nivel de investigación experimental porque se conocerá las características del fenómeno o hecho que se investiga en la variable de estudio y las causas que han determinado la variable en estudio (carasco,2006) por ello se realizarán ensayos sobre la Capacidad inhibitoria antimicrobiana de la bactericida de extracto etanólico de Passiflora edulis y Piper angustifolium sobre Clostridium sp, Salmonella sp y Escherichia coli ,en muestras de heces provenientes de neonatos de alpacas con casos clínicos de diarreas. 3.3. MÉTODO DE INVESTIGACIÓN Método Científico. Se aplicará el método científico debido que es el camino planeado o la estrategia que se tendrá en cuenta para descubrir o determinar las propiedades del objeto de estudio (Mejía, 2008), lo cual nos permitirá para la adquisición y elaboración de nuevos conocimientos que pretendemos en nuestro trabajo, bajo este contexto está orientado nuestro trabajo de investigación con la finalidad de lograr nuestros objetivos planteados. Inductivo deductivo. El uso de este método nos permitirá deducir sobre los hechos ocurridos sobre la capacidad inhibitoria antimicrobiana del bactericida de extractos etanólico de Passiflora edulis y Piper angustifolium sobre Clostridium Sp, Salmonella Sp y Escherichia Coli. FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 66 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAM Método descriptivo y analítico. Se describirá, analizará e interpretará los resultados obtenidos según la variable en estudio del presente trabajo. Método estadístico. Los datos obtenidos se ingresaran a un sistema estadístico y los resultados obtenidos se analizaran través del ANVA y la contrastación de hipótesis. 3.4. DISEÑO DE INVESTIGACIÓN Utilizaremos el diseño factorial de 2x3 con 6 repeticiones por tratamiento y la prueba de Tukey para las comparaciones de medias. El método del diseño es como se muestra de la siguiente manera Yijk= μ + F1i + F2j + F1ixF2j + Єijk Donde: Yijk: Valor estimado o respuesta de la variable en estudio μ: Media general F1i: Efecto de los niveles de extracto de Matico frente bacterias a las de Clostridium sp, Salmonella sp y Escherichia coli (15, 25 y 50µL) F2j: Efecto de los niveles de extracto de Maracuyá frente a las bacterias de Clostridium sp, Salmonella sp y Escherichia coli (15,25 y 50%) F1ixF2j: Efecto de la interacción de los niveles de extracto de maracuyá y matico frente a las bacterias de Clostridium sp, Salmonella sp y Escherichia coli. Eijk: Error experimental 3.5. POBLACIÓN, MUESTRA Y MUESTREO Población: Se tomará como una población referencial de 120 neonatos de alpacas de ambos sexos (60 machos y 60 hembras) nacidos durante el año 2015. Muestra: como tamaño de muestra se tomarán como mínimo 60 casos clínicos de neonatos de alpacas con presencia de diarreas por ser muestra no probalistica y se tomarán muestras de heces con 10 repeticiones por caso clínico que hacen un total de 600 muestras de heces. Muestreo: Se realizará un muestreo no probabilístico debido a que los casos clínicos en los neonatos de alpacas se presentan progresivamente. 3.5.1. Criterios de inclusión Se incluirá en el trabajo neonatos con presencia de casos de diarreas Serán consideras en el proyecto neonatos nacidos en el año 2015 FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 67 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAM 3.5.2. Criterios de exclusión. Neonatos que no presenten casos clínicos de diarreas 3.6. TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS Técnicas: La técnica de observación.- Es una técnica que nos permitirá a identificar las diferentes características de hecho o fenómeno que ocurrirán en el proceso de la experimentación y para la recopilación de información (Mejía, 2008), por ello utilizaremos esta técnica por que nos permitirá a identificar y observar los diferentes fenómenos que ocurrirán en nuestra variable en estudio. Técnicas de evaluación.- Las fichas de evaluación es una técnica que permite la recopilación de datos significativos par el investigador (carrasco,2006) por ello utilizaremos esta técnica porque nos permitirá obtener datos de todos los procesos de las pruebas bioquímicas como el método antibiograma disco-placa para poder determinara la concentración mínima inhibitoria (CMI) y las densidades ópticas (650 nm) /espectrofotometría para poder evaluación le concentración mínima bacteriana (CMB) como se adjunta en el A. Instrumento: Cuenta colonias.- este instrumento nos permitirá cuantificar la concentración mínima inhibitoria (CMI) de microorganismos patógenos bacterianos a través de la difusión en agar descrito por Yasneidi Aldana Pérez (2007) que es conocido por otros autores como el método antibiograma disco-placa Lectura por espectrofotometría. El espectrofotometría es un instrumento muy sofisticado que determina las densidades ópticas (650 nm)/ la concentración mínima bacteriana (CMB) de microorganismos patógenos bacterianos. 3.7. PROCEDIMIENTO DE RECOLECCIÓN DE DATOS OBTENCIÓN DE EXTRACTOS ETANÓLICOS (bactericida) a). Secado y pulverización.- Las hojas de Piper angustifolium y Passiflora edulis serán deshidratados aproximadamente 20kg/ 8 días a temperatura ambiente en una área fresca y seca resguardada de la luz hasta que las hojas se quebranten al tacto, se cortaron de forma manual hasta un largo aproximado de 1,0 cm y posteriormente se trituraron con una máquina de uso doméstico, Minipimer, marca Electrocom (Claussen, 2009) FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 68 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAM b). Extracción.- Para la obtención de los extractos vegetales se empleará el método de extracción de lípidos Bligh and Dyer (1945), citado por Muñoz (2011) para esto, se pesaran 300 gramos de hojas secas pulverizadas en un frasco schott de 250 ml y se le agregaran los 3 solventes a utilizar: etanol (97%), cloroformo (97%) y agua ultra puro en la proporción: 200ml de etanol, 50ml de cloroformo y 40ml de agua ultra puro en una proporción inicial de (2:1:0,8). Los frascos schott que contenían los solventes más el material vegetal pulverizado, se mantendrán en agitación con un agitador Orbitral Shaker / 1h a 180 rpm. Luego de 1 hora de agitación se agregaron nuevamente las siguientes cantidades de solventes: 25ml de cloroformo y 20ml de agua ultra puro Proporción final: (2:2:1,8). Luego de cambiar la proporción de los solventes se formaron claramente 2 fases: la superior: metanol+agua y la inferior: cloroformo. Ambas fases serán coladas para remover el material grueso y centrifugado a 5000 rpm / 10 min para obtener una mejor separación de fases. Finalmente ambas fases serán filtradas con papel filtro Whatman Nº1 sobre embudos, recolectando en un frasco limpio cada fase para posteriormente eliminar el solvente. c). Eliminación del solvente. Los solventes de ambas fases serán eliminados a través de un sistema artesanal que consiste en eliminar el metanol y el cloroformo a baño maría (temperatura no mayor a 45ºC) bajo ventilación dirigida con bomba de pecera en una campana de extracción (Claussen, 2009). d). Re suspensión de los extractos. Los extractos serán re suspendidos al 40%, los extractos etanólico se disolvieron en agua ultra pura y los clorofórmicos en etanol. e). Esterilización de los extractos. Los extractos se esterilizaran a través de filtración por membrana, utilizando filtros Millipore de 0,22μm y se almacenaran en refrigeración en tubos falcón estériles cubiertos con papel aluminio durante 24 horas, hasta su utilización. Cabe señalar que los extractos estériles pueden ser almacenados por un periodo máximo de 1 mes a -20º C sin alterar sus componentes activos (Aboaba et al., 2006), como se muestra en el anexo A. INCLUSIÓN DE NEONATOS DE ALPACAS CON CASOS CLÍNICOS. Para el estudio se utilizaran 60 neonatos de alpacas de raza huacaya de ambos sexos con presencia de casos clínicos de diarrea, los cuales serán identificados con collares enumerados y serán distribuidos en dos grupos de estudio como se detalla a continuación: Grupo A. Constara de 20 neonatos de alpacas de ambos sexos( 10 machos y 10 hembras) de los cuales se tomaran 10 muestras de heces / animal /semana por un periodo de 2 meses, serán reportadas al laboratorio central de investigación a la área de sanidad animal estrictamente identificadas y conservadas en un refrigero portátil a una temperatura de 10ºc para ser los estudios de pruebas FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 69 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAM bioquímicos o la prueba de antibacterecidas a concentración de 10% a dos de 10 µ litros de extractos de Piper Angustifolium y pasiflora Edulis . Grupo B. Constara de 20 neonatos de alpacas de ambos sexos10 (machos y 10 hembras) de los cuales se tomaran 10 muestras de heces / animal /semana por un periodo de 2 meses, serán reportadas al laboratorio central de investigación a la área de sanidad animal estrictamente identificadas y conservadas en un refrigero portátil a una temperatura de 10ºc para ser los estudios de pruebas bioquímicos o la prueba de antibacterecidas a concentración de 5 % a dosis de 5 µ litros de bactericida de extractos de Piper angustifolium y pasiflora edulis . Grupo C. Constara de 20 neonatos de alpacas de ambos sexos (10 machos y 10 hembras) de los cuales se tomaran 10 muestras de heces / animal /semana por un periodo de 2 meses, serán reportadas al laboratorio central de investigación a la área de sanidad animal estrictamente identificadas y conservadas en un refrigero portátil a una temperatura de 10ºc para ser los estudios de pruebas bioquímicos o la prueba de antibacterecidas a este grupo por ser como testigo solo se le agregar agua ultra pura la dosis de 10 y 5 µ litros para las diferentes pruebas con la finalidad de encontrar la actividad Inhibitoria sobre Clostridium sp, Salmonella sp y Escherichia coli, para ello se realizaran pre y pos prueba . OBTENCIÓN Y PREPARACIÓN DE CEPAS. a). Preparación de suero fisiológico.- Se prepara 100 ml de solución salina al 0.9% y se repartirán de 10 ml en tubos de ensayo tapa rosca 150 x 15. Se auto clavaran a 121 ºC por 15 minutos, serán almacenados en refrigeración a 8ºC hasta el momento de usar. La cepas de Clostridium sp, Salmonella sp y Escherichia coli, serán obtenidas de muestras de heces de neonato con presencia de diarrea para ello se realizaran soluciones con agua ultra pura a una concentración de 10% ,posteriormente se realizara los cultivos agregando 100 μl de solución obtenida , mediante una siembra a través de la técnica de estrías múltiple en placas Petri (Pyrex®) con Agar caldo de Tioglicolato para microbiología ,Agar SS y Agar Macconkey. b). Aislamiento de Clostridium Sp.-Se disolverá 40 gramos de Tioglicolato para Microbiología en un litro de agua ultra pura. Esta cantidad es suficiente para 100 placas Petri. Se auto clavaran a 121ºC por 15 minutos y se conservará a 8ºC, para hacer lo cultivos se llevara al proceso de baño María a 45ºC, se realizara la siembra en las placas Petri utilizando la técnica de estrías múltiple para su aislamiento agregando 100 μl de solución de heces de neonatos de alpacas, incubadas en condiciones anaeróbicas (atmósfera de 95% nitrógeno, 5% dióxido de carbono), en una jarra Gaspack (Difco) con FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 70 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAM su respectivo sobre generador de anaerobiosis y su indicador, a una temperatura de 45ºC durante 45 horas. c). Aislamiento de Escherichia Coli..-Se disolverá 60g de Agar Macconkey en un litro de agua ultra pura. Esta cantidad es suficiente para 100 placas Petri. Se auto clavaran a 121oC por 15 minutos y se conservará a 8ºc, para hacer lo cultivos se llevara al proceso de baño María a 45ºC, se realizara la siembra en las placas Petri utilizando la técnica de estrías múltiple para su aislamiento agregando 100 μl de solución de heces de neonatos de alpacas, incubadas en condiciones anaeróbicas (atmósfera de 95% nitrógeno, 5% dióxido de carbono), en una jarra Gaspack (Difco) con su respectivo sobre generador de anaerobiosis y su indicador, a una temperatura de 37ºC durante 72 horas. d). Aislamiento de Salmonella sp.-Se disolverá 60g de Agar SS, en un litro de agua ultra pura; Esta cantidad es suficiente para 100 placas Petri. Se auto clavaran a 121ºC por 15 minutos y se conservará a 8ºc, para hacer lo cultivos se llevara al proceso de baño María a 45ºC, se realizara la siembra en las placas Petri utilizando la técnica de estrías múltiple para su aislamiento agregando 100 μl de solución de heces de neonatos de alpacas, incubadas en condiciones anaeróbicas (atmósfera de 95% nitrógeno, 5% dióxido de carbono), en una jarra Gaspack (Difco) con su respectivo sobre generador de anaerobiosis y su indicador, a una temperatura de 37ºC durante 72 horas. IDENTIFICACIÓN DE LAS CEPAS. Para la identificación específica de las cepas de Clostridium sp, Salmonella sp y Escherichia coli se realizará las siguientes pruebas: a). Prueba de Kligler TSI (Triple Sugar Iron).- Para ello se utilizará el agar hierro triple azúcar es un medio nutriente y diferencial que permite estudiar la capacidad de producción de ácido y gas a partir de glucosa, sacarosa y lactosa en un único medio. También permite la detección de la producción de H2S. Es un medio útil para la identificación de entero bacterias. Para ello se utilizará en la siguiente composición. TSI composición Extracto de carne Extracto de levadura Peptona Proteosa peptona Lactosa Sacarosa Glucosa Cloruro de sodio Sulfato ferroso Tiosulfato de sodio Cantidades 3,0 g 3,0 g 15,0 g 5,0 g 10,0 g 10,0 g 1,0 g 5,0 g 0,2 g 0,3 g FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 71 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAM Agar Rojo fenol Agua destilada pH 12,0 g 0,024 g 1L 7,4 ± 0,2 Fuente: Aboaba et al., (2006) Para realizar la prueba se Inocularan en los tubos de TSI con punta (alambre recto). Para eso introducir la punta hasta 3 a 5 mm del fondo del tubo. Tras retirar el alambre del fondo, estriar el pico con un movimiento hacia uno y otro lado, serán incubados 35°C durante 24 horas. Luego se hará la identificación de la presencia de Clostridium Sp, Salmonella Sp y Escherichia Coli atreves de las coloraciones que presente las pruebas. b). Prueba de LIA (Lysine Iron Agar).- Este ensayo nos permitirá a diferenciar los microorganismos que producen descarboxilación o desaminación de la lisina, muy particular a ello nos permitirá a detectar la producción de H2S y la sensibilidad al TSI para la detección de H2S. Para esta prueba utilizaremos los siguientes componentes. LIA composición Peptona Extracto de levadura Glucosa L-Lisina.HCl Citrato férrico amónico Tiosulfato de sodio Púrpura de bromocresol Agar Agua pH Cantidades 5g 3g 1g 10 g 0.5 g 0.04 g 0.02 g 15 g 1L 6,7 +/- 0,2 Fuente: Aboaba et al., (2006) c). Inuculidad de los microorganismos.- Se purificara los microorganismos a ensayar (Clostridium sp, Salmonella sp y Escherichia coli) inoculándolos en cajas de Petri con 15 mL de Agar caldo de Tioglicolato para microbiología, Agar SS y Agar Macconkey e incubando a 37°C durante 24 horas para bacterias, se inoculara una asada del cultivo puro de bacteria en un tubo con 5 ml de caldo de Tioglicolato para microbiología (Clostridium Sp) , un tubo con 5 ml de caldo de selenito selenito – cistina (Salmonella sp) y otro tubo con 5 ml de caldo de Tioglicolato para microbiología (Escherichia coli) , e incubar a 37°C durante 24 horas. Diluir 0.05 ml de la suspensión anterior en 4.95 ml (5ml) de agua solución salina estéril (dilución 1:100) sembrar en caja de Petri para hacer las pruebas de antibiograma (pruebas de sensibilidad) y la concentración de carga microbiana a través del espectrofotometría. FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 72 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAM PRUEBAS ANTIMICROBIANAS Técnica de antibiograma disco placa (Observación Directa).- Para la determinación de acción antimicrobiana se procederá realizando el antibiograma en el agar caldo de selenito – cistina(Salmonella sp), caldo de Tioglicolato para microbiología (Escherichia coli y Clostridium sp) en el cual se colocaran los discos de sensibilidad preparados y se les proporcionará las distintas concentraciones del extracto etanólico de maracuyá y maticos (25,50% ) a una dosis de 25 y 50 µl y como de comparación ( testigo) se utilizara el suero fisiológico, se incubarán a 37°C por 24 horas ,luego serán evaluados la medición del halo inhibido de los extractos frente a las bacterias de Escherichia coli Clostridium sp y Salmonella sp Medición del halo inhibición.- Las muestras será evaluadas a los 24 horas pos incubación, se realiza las mediciones correctamente estipuladas de los halos de inhibición con una regla flexible milimetrada para determinar con una escala categórica de sensible de: R ≤ 14, I 15 ≥ 18, S ≥ 19. Medición de concentración mínima bacteriana (CMB) / espectrofotometría.- Para medir la concentración mínima de bacterias (carga microbiana) se utilizara a través de lectura/ espectrofotometría, empleando una densidad óptica de 650 nm (macrodilución en tubo), la cuál consiste en disponer en 10 tubos de ensayo con medio de cultivo que corresponde a cada microorganismo que corresponde(Escherichia coli , Clostridium sp y Salmonella sp ), y sobre el cual se le adicionaron las diluciones seriadas del extracto de matico y maracuyá a diferentes concentración y dosis ( 25y 50% ,dosis 25 y50µl). El inoculo de Escherichia coli, Clostridium sp y Salmonella sp será obtenido previamente de un cultivo de noche (overnight), del que se suspenderán 4 ml del cultivo de noche en 16 ml del medio de cultivo agar caldo de selenito – cistina y caldo de Tioglicolato para microbiología. A partir de este cultivo se distribuirán 100 μl en cada uno de los tubos antes mencionados. El sistema de tubos de ensayo será incubado por 72 horas a 37º C y, luego se efectuó la lectura de cada tubo en el espectrofotómetro a través de las cubetas diluidas con agua ultra pura con una proporción de 1:100. Él cuál sirve para realizar mediciones mediante la longitud de onda que absorba más energía, a lo que se llama absorbancia (densidad óptica); en este estudio la absorbancia utilizada será de 650 nm. Los resultados obtenidos serán llevados a una gráfica para una mejor caracterización de la concentración mínima inhibitoria. FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 73 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAM 3.8. TÉCNICAS DE PROCESAMIENTO Y ANÁLISIS DE DATOS Para el análisis y procesamiento de datos se utilizará el paquete estadístico SPSS Vers. 22,0 y los resultados se analizará a través de análisis de ANVA para verificar la existencia del nivel de significancia entre los diferentes tratamientos y la prueba de Tukey para las comparación de medias y desviación estándar entre los diferentes tratamientos con un margen de error de nivel de significancia (p< 0.01). 3.9. ÁMBITO DE ESTUDIO Trabajo de laboratorio.- Se realizará en los ambientes del laboratorio central de la Universidad Nacional de Huancavelica (Laboratorio de Sanidad Animal y Microbiología) donde se hará los diferentes estudios de procesos de experimentación de la Capacidad inhibitoria antimicrobiana del Extractos etanólico de Passiflora edulis y Piper angustifolium sobre Clostridium sp, Salmonella sp y Escherichia coli. Trabajo de campo.- El trabajo de campo para la identificación y selección de las unidades experimentales como los neonatos de alpacas con casos clínicos de diarrea y la toma de muestras para los diferentes estudios se realizarán en la granja comunal de la Comunidad Campesina de Santa Bárbara de la región de Huancavelica. Dentro del marco general el proyecto esta intervenida en la zona de influencia del proyecto de Camisea-Provincia de Huancavelica. FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 74 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAM CAPÍTULO IV ASPECTO ADMINISTRATIVO 4.1. RECURSOS HUMANOS Se cuenta con los siguientes recursos humanos que colaboraran con el proyecto, quienes muestran el compromiso de trabajar en el presente proyecto: Tesista: Víctor Carhuapoma Dela cruz. Responsable del proyecto de investigación alumno de la EAP Zootecnia de la Universidad Nacional de Huancavelica. Asesor: Dr. Nicasio Valencia Mamani. En calidad de asesor, docente de la Universidad Nacional de Huancavelica. Responsable del Laboratorio de Sanidad Animal. Coasesores: Dr. Elmer Chávez Araujo. En calidad de Co Asesor especialista en el área de la Cátedra de biología y biotecnología molecular de la Universidad Nacional de Huancavelica. Dr. Armando Hung Caparro. En calidad de Co Asesor, especialista en el área de Sanidad Animal y biología molecular de la Universidad Peruana Cayetano Heredia-Lima. 4.2. RECURSOS MATERIALES Se cuenta con instalaciones y material de laboratorio de Sanidad Animal para realizar parte experimental y la toma de datos, y para asegurar la homogeneidad de actividades que permitan obtener resultados precisos y confiables se financiara con los recursos que aportaría la presente convocatoria, mediante FOCAM. FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 75 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAM 4.3. PRESUPUESTO 4.3.1. Cuadro de presupuesto de materiales de laboratorio Cuadro de presupuesto de materiales de laboratorio Producto Microtubos con tapa de 1500 μl (Isolab) Puntillas para micropipeta de 0.510 μl Puntillas para micropipeta de 20 – 100 μl Unidad de medida y cantidad Precio Unitario s/. Precio Total S/. Bolsa x 50 (02) 40.00 80.00 Bolsa x 1000 (04) 65.00 260.00 Bolsa x 1000 (02) 70.00 140.00 Algodón Paquete(03) 14.00 42.00 Placa petri 100 x 15 mm Cajas x 500 unid (01) 402.38 402.38 Jeringas de 20 ml caja x 100 (1) 250.00 250.00 Papel toalla rollo Unidad. (5) 5.00 25.00 Guantes quirúrgicos Caja x 100 (2) 18.00 36.00 Mascarillas quirúrgicas Caja x 100 (01) 40.00 40.00 Gorras quirúrgicas Caja x 100 (01) 52.00 52.00 Tubos de vacotaners Pack *100 unid(01) 280.00 280.00 Tubos para muestras de heces Pack x100 unid(01) 120.00 120.00 Matraz Erlenmeyer 100ml Paq. x10 (1) 94.40 94.40 Matraz Erlenmeyer 250ml Paq. x10 (3) 106.20 318.60 Espátula drigalski Unidad ( 3) 17.00 51.00 Mangos de kohle Unidad(5) 5.00 25.00 Tubos de ensayo 10x75mm Cajax100 unid.(2) 25.00 50.00 Equipo de disección Juego x 09 piezas (01) 50.00 50.00 Tubos para cultivos con rosca Caja x100 (01) 248.98 248.98 Vaso precipitación con pico ,100ml Paq. x10 (1) 82.60 82.60 Vaso precipitación con pico ,250ml Paq. x10(1) 94.40 94.40 Set de micro pipetas Nichipet Exil Set (1) 1500.00 1500.00 FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 76 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAM Guantes de late ,microflex Paq.x12 (1) Contador de colonias (EF4967A) UNIDAD (1) Agujas estériles para inoculación Caja x 250unid. Cajas de almacenamiento (VWREI89214-762) Marcador resistente (VWRI95042566) Tubos de Centrifuga Con Tapón Cónico (VWRI89039-660) Giradisco inoculación(vwri50809022) Hidrómetro digital 2595%(VWRI35519-045) Alambres bastidores para tubos de ensayo Rudimentaria Matraz fondo redondo 100ml(DUAN217212402) Matraz fondo redondo 250ml(DUAN217212402 Recipiente de Anaerobios 2,5L( 1.16387.0001) Papel filtro 76.70 76.70 2650.00 2650.00 120.36 120.36 Unidad ( 5) 49.56 247.8 Paq.x12 (1) 215.94 215.94 Caja x 500 440.14 440.14 Unidad (1) 572.30 572.30 Unidad (1) 247.80 247.80 Unidad ( 2) 127.44 248.88 Unidad (2) 40.00 80.00 Paq.x12 (2) 107.38 214.76 Paq.x12 (2) 112.10 224.20 Unidad ( 1) 657.38 657.38 Paq. x12 (1) 132.44 132.44 SUB TOTAL 10371.01 4.3.2. Cuadro de presupuesto de reactivos e insumos de laboratorio Reactivo (código sigma) Etanol absoluto para análisis Emsure ACS ISO(1.00983.2500) Agua ultra pura EMSURE(P.A 1.16754.9010) Acetona para análisis ESURE (G-3632) Acido clorhídrico fumante 37% EMSURE (1.00317.2500) Reactivo del indol según Kovacs(1.09293.0100) Violeta Cristal para Microscopia (1.15940.0025) Unidad de medida y cantidad Precio Unitario Precio Total S/. S/. Liquido x 2.5 litro (01) 195.87 195.87 Bidon x 10L. (02) 313.76 627.52 Frasco x 2.5 L. (1) 113.99 113.99 Frasco x 52.5L(01) 103.60 103.60 Frasco x 100ml.(01) 113.75 113.75 Frasco x 25gr. (01) 110.09 110.09 FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 77 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAM Safranina en solución Gram(1.09217.0500) tensión Frasco x 500 ml (01) 135.82 135.82 Yodo sublimado (1.04761.0100) Frasco x 100gr (01) 202.13 202.13 Potasio yoduro (1.05043.0250) Frasco x 250gr(01) 263.26 263.26 Frasco x 500 gr. (01) 229.51 229.51 Frasco x 15gr (01) 370.05 370.05 Frasco x 500gr (01) 257.12 257.12 Frasco x500gr(01) 452.56 Frasco x 500gr (01) 303.61 303.61 Frasco x 500gr (01) 501.74 501.74 Frasco x 500 Gr (01) 410.17 410.17 Agar urea base (1.08492.0500) frasco x 500gr. (01) 496.66 496.66 Caldo triptosa para enriquisimiento (1.10676.0500) Frasco x 500 Gr (01) 576.43 576.43 Caldo glucose 2%(1.08339.0500) Frasco x 50 Mg (01) 278.13 278.13 Agar muller –hintin (1.05437.0500) Frasco X 500gr (01) 290.28 290.28 Etanol 96% EMSURE FRASCO X 5OOML 295.38 295.38 Hielo para biología molecular Unidad (10) 30.00 300.00 Agar Macconkey aislamiento salmonella (1.05465.0500) de Caldo enriquecimiento selenito 07709.0500) (1. Agar SS aislamiento(1.07667.0500)l para Caldo Tioglicolato (1.08190.0500) Agar hierro-tres (1.03915.0500) Agar Lisina (1.11640.0500) Agar citrato (1.02501.0500) azucares -TSI –Hierro LIA de simmons, 452.56 SUB TOTAL 6627.67 4.3.3. Cuadro de Capacitación a vinel nacional del investigador Viaje de capacitación y perfeccionamiento para el fortalecimiento del proyecto de investigación Unidad Med. Cantidad Precio Uni. S/. Pasajes lima Ida y vuelta Mes 2 150.00 300.00 Pasajes Puno Ida y Vuelta Pasajes Abancay Ida y Vuelta Mes 2 280.00 560.00 Mes 2 350.00 700.00 Viáticos (Nacionales) Mes 6 180.00 1080.00 Ítem/Descripción Precio total S/. FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 78 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAM Pago congreso Mes 3 230.00 690.00 SUB TOTAL 3330. 00 4.3.4. Cuadro de presupuesto de alquiler de equipos e instrumentos Alquiler De Equipos e Instrumentos de Investigación Descripción Alquiler por 11 meses (01) Alquiler por 11 meses (01) Salidas de campo (08) Item/Descripción Laptop Toshiba Cámara filmadora Alquiler de movilidad Precio unit. S/. Precio Total S/. 320.00 3520.00 64.00 704.00 97.00 776.00 5000.00 SUB TOTAL 4.3.5. Cuadro análisis, ensayos, pruebas y traducciones Análisis, Traducciones y ensayos Item/Descripción Traducción de artículos científicos Descripción Precio unit. (n.s) Precio Total S/. Traducción (02) 750.00 1500.00 Análisis estadístico Análisis ( 2) 250.00 500.00 Ensayos de campo Ensayos( 8) 500.00 4000.00 SUB TOTAL 6000.00 4.3.6. Movilidad y transporte Movilidad y transporte 2013 A S Viaticos Huancavelica lima Pasajes Huancavelica ida y vuelta Imprevistos O 2014 N D E F M A M J J A Total 360,00 180,00 180,00 720,00 200,00 100,00 100,00 400,00 255,00 255,00 255,00 255,00 255,00 255,00 255,00 255,00 255,00 255,00 2295,00 Gasto total 3670,00 4.3.7. Cuadro de asesoramiento Asesoramiento Ítem/Descripción Conocedor del tema Descripción Asesor (02) Precio unit. (n.s) 2.500.00 Precio Total s/. 5000.00 FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 79 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAM 4.3.8. Cuadro de publicación en revistas científicas Publicación Item/Descripción Descripción Publicación Revistas (02) Servicio de impresiones y tipeos Impresión (05) Servicio encuadernación y empastado Encuadernación y empastado (05) Servicios diversos Servicio por atención en sustentación de tesis Precio Total s/. Precio unit. S/. 1300.00 2600.00 80.00 400.00 50.00 250.00 1750.00 1750.00 Sub Total 5000.00 4.3.9. Cuadro de evaluación por Jurados Evaluación Item/Descripción Descripción Incentivo Economico Precio unit. S/. Jurados Evaluadores (03) Precio Total s/. 833.33 2500.00 4.3.10. Cuadro alimentos y hospedaje del investigador Alimentos y hospedaje del investigador Item/Descripción Unidad Cantidad Filete de atún Unidad Caja x 48 unid. (05) Galleta Integral Unidad Gaseosa Litro Paquete x 06 (35) Paquete x 04 x 03 litros (14) Azucar rubia Unidad Arroz cholo Precio Uni. S/. Precio total S/. 208.00 1040.00 2.54 89.0 27.50 384.00 Bolsa x50 kilos (1) 110.00 110.00 Uinidad Bolsa x50 kilos(1) 130.00 130.00 Toffi Bolsa 20 5.60 112.00 Yogurt Litro 30 5.50 165.00 Fideos don victorio Unidad Bolsa x10kg (1) 40.00 40.00 Pionono Bolsa Bolsa x 12 unid. (30) 5.0 150.00 Hospedaje Unidad Habitacion x 2 dias (2) 60 120.00 Alimentacion Unidad Refrigerio x 2 dias (2) 80 160.00 Sub Total 2500.00 FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 80 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAM 4.3.1. Cuadro de resumen de todos los gastos Resumen de todos los gastos Descripción Precio sub total S/. Presupuesto de materiales y reactivos de laboratorio % 16998.68 33.9 Viaje de capacitación y perfeccionamiento para el fortalecimiento del proyecto de investigación 3330.00 6.7 Alquiler de Equipos e Instrumentos de Investigación 5000,00 10 Movilidad y transporte 3.670,00 7.3 Análisis, Ensayos, Pruebas y Traducciones Asesoramiento 6000,00 5.000,00 12.0 10 Publicación (Servicios) 5.000,00 10 Evaluación por jurados 2.500,00 5 Alimentos y hospedaje del investigador 2.500,00 5 50.000,00 100 Total 4.4. FINANCIAMIENTO El proyecto de tesis será financiado por la dirección universitaria de investigación a través del fondo de desarrollo socio económico de camisea (FOCAM). 4.5. CUADRO CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES Actividades A Elaboración y presentación del proyecto de investigación. Aprobación del Plan de Investigación X Toma de muestras y Análisis de Laboratorio Viaje de capacitación y perfeccionamiento para el fortalecimiento del proyecto de investigación Análisis de datos Redacción del Informe técnico y económico intermedio Año 2014 Meses S O N D E F M X X Año 2015 Meses A M J J A X X X X X X X X X X Sustentación y Publicación del Proyecto de Investigación Redacción del Informe Técnico y económico final FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA x X 81 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAM 4.6. CADENA DE GASTOS POR PARTIDAS Será por parte de la Universidad Nacional de Huancavelica, mediante recursos de FOCAM. FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 82 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAM REFERNCIAS BIBLIOGRAFICAS Armstrong L., Hollingsworth J., Morris G. (2009). 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Efecto Antibacteriano y Antifúngico del Aceite Esencial de: Menta piperita (Menta), Origanum vulgare (Orégano) y Cymbopogon citratus (Hierba Luisa) sobre Streptococcus mutans ATCC 25175, Lactobacillus acidophilus ATCC 10746 y Cándida albicans ATCC 90028”. Tesis Para Optar el Título de Cirujano Dentista. Universidad Privada Norbert Wiener Facultad de Ciencias de la Salud Escuela Académica Profesional de Odontología. Lima – Perú. Mercado, S. (2008). Efecto antibacteriano in Vitro del ajo (Allium sativum) en la microflora bacteriana salival. Tesis. Facultad de Odontología. Universidad Santa María. Perú. Pj.235-255. Menéndez, C. (2010). Efectividad Del Gel De Matico (Piper Angustifolium) en la Evolución de la Cicatrización de Heridas de la mucosa bucal Post Exodoncia del Tercer Molar Inferior Incluido en el Hospital Nacional Carlos Alberto Seguin Escobedo Arequipa 2010. Tesis Para optar el título profesional de Cirujano Dentista. 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DE ZOOTECNIA 94 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAM NOMBRE Y FIRMA DEL ASESOR Y TESISTAS --------------------------------- -------------------------------- Asesor de Investigación Investigador Responsable Dr. Valencia Mamani, Nicasio Carhuapoma Dela cruz, Víctor Dr. Ruiz Béjar, Jaime FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 95 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAM ANEXOS FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 96 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAM Esquema del Proceso de obtención de los extractos vegetales de matico y maracuyá. fuente : Elaboración propia ( 2014) FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 97 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAM MATRIZ DE CONSISTENCIA TÍTULO: “EFICACIA DEL BACTERICIDA DE EXTRACTO ETANOLICO DE Passiflora edulis Y Piper angustifolium SOBRE BACTERIAS CAUSALES DE DIARREAS EN ALPACAS EN LA ZONA DE INFLUENCIA DEL PROYECTO DE CAMISEA - PROVINCIA DE HUANCAVELICA” PROBLEMA OBJETIVOS HIPÓTESIS DE VARIABLES DIMENSIONES INDICADORES METODOLOGÍA INVESTIGACIO N OBJETIVO GENERAL : ¿Cual es la eficacia del bactericida de extractos etanólico de Passiflora edulis y Piper angustifolium Sobre bacterias causales de diarreas en neonatos de alpacas? OBJETIVO ESPECÍFICO: Comparar la capacidad inhibitoria antimicrobiana in vitro extracto del bactericida de etanólico Passiflora edulis de y angustifolium POBLACION: H. A Determinar la eficacia del bactericida de extracto etanólico de Passiflora edulis y Piper angustifolium sobre bacterias causales de diarreas en neonatos de alpacas. Piper El extractos etanólico de CONCENTRACION Passiflora edulis y MINIMA Piper Bacterias causales bactericida eficaz ( Clostridium sp, Salmonella Sp, in vitro sobre Salmonella sp y Escherichia Coli bacterias causales Escherichia Coli ) Clostridium Sp, clínicos de neonatos de alpacas con presencia de diarreas y se tomaran muestras de heces con 10 repeticiones por caso clínico. MINIMA La investigación pertenece a la investigación de tipo aplicado BACTERIANA CARGA MICROBIANA (CMB) Clostridium Sp, extracto etanólico de Escherichia Coli Clostridium Sp Salmonella Sp Escherichia Coli Piper inhibitoria antimicrobiana de angustifolium no Clostridium Sp, Salmonella Sp son bactericida y Escherichia Coli en vitro. eficaz in vitro Obtener sobre bacterias extracto etanólico a partir de causales de Passiflora edulis diarreas en NIVEL DE INVESTIGACION: La investigación está orientado al nivel S ≤ 250 μg /ml experimental MÉTODO DE INVESTIGACIÓN: MÉTODO GENERAL; Método científico, descriptivo ,analítico deductivo y estadístico INDEPENDIENTE Passiflora edulis y angustifolium para la acción Piper debido se tomara como mínimo 60 casos alpacas. El extractos y 19 TIPO DE INVESTIGACION: dosis optima del bactericida de la bactericida del La muestra tomada es de tipo no proba listico R ≤ 14,I 15 ≥ 18,S ≥ neonatos de H.O Piper Salmonella Sp NUESTRA: CONCENTRACION Determinar la concentración y y Clostridium Sp Escherichia Coli Salmonella Sp, de HALOS DE INHIBICION de diarreas en y Escherichia Coli. angustifolium. INHIBITORIA ( CMI) angustifolium son sobre etanólico de alpacas de ambos sexos nacidos en el periodo 2015. de diarrea en alpacas Clostridium Sp, Salmonella Sp Passiflora edulis La población está constituida por 120 neonatos DEPENDIENTE DISEÑO ESPECIFICO: Diseño de la investigación es el arreglo factorial 2x3 Bactericida extracto etanólico: Bactericida extractos Passiflora Edulis etanólico: Piper Angustifolium Passiflora Edulis Piper Angustifolium TECNICAS E INTRUMEDNTOS Concentraciones 0%, 15%, 25%, 50% Dosis 15, 25 y 50μL TÉCNICA: Observación y evaluación INSTRUMENTO: Cuenta colonias Lectura por espectrofotometría neonatos de alpacas. FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 98 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAM ANEXO 01. Cuadro de registro para el efecto antibacteriano in vitro de los extractos etanólico de Passiflora Edulis y Piper Angustifolium en diferentes concentraciones sobre Clostridium Sp, Salmonella Sp y Escherichia Coli. I. Lectura de los diferentes extractos en el espectrofotómetro. a. esquema para obtener datos por espectrofotometría (650 nm) de los extractos etanólico de Passiflora Edulis y Piper Angustifolium en diferentes concentraciones sobre Clostridium Sp, Salmonella Sp y Escherichia Coli. Tipos de bacterias Evolución de efecto bactericida de extractos etanólico de Passiflora Edulis a concentración de 25% sobre Clostridium Sp, Salmonella Sp y Escherichia Coli. 1º Rep. 2º Rep. 3º Rep. 4º Rep. 5º Rep. 6º Rep. 7º Rep. 8º Rep. 9º Rep. 10º Rep. Promedio Clostridium Sp Salmonella Sp Escherichia Coli. Promedio Tipos de bacterias Evolución de efecto bactericida de extractos etanólico de Passiflora Edulis a concentración de 50% sobre Clostridium Sp, Salmonella Sp y Escherichia Coli. 1º Rep. 2º Rep. 3º Rep. 4º Rep. 5º Rep. 6º Rep. 7º Rep. 8º Rep. 9º Rep. 10º Rep. Promedio Clostridium Sp Salmonella Sp Escherichia Coli. Promedio FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 99 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAM Tipos de bacterias Evolución de efecto del suero fisiológico (testigo) sobre Clostridium Sp, Salmonella Sp y Escherichia Coli. 1º Rep. 2º Rep. 3º Rep. 4º Rep. 5º Rep. 6º Rep. 7º Rep. 8º Rep. 9º Rep. 10º Rep. Promedio Clostridium Sp Salmonella Sp Escherichia Coli. Promedio Tipos de bacterias Evolución de efecto bactericida de extractos etanólico de Piper Angustifolium a concentración de 25% sobre Clostridium Sp, Salmonella Sp y Escherichia Coli. 1º Rep. 2º Rep. 3º Rep. 4º Rep. 5º Rep. 6º Rep. 7º Rep. 8º Rep. 9º Rep. 10º Rep. Promedio Clostridium Sp Salmonella Sp Escherichia Coli. Promedio Tipos de bacterias Evolución de efecto bactericida de extractos etanólico de Piper Angustifolium a concentración de 50% sobre Clostridium Sp, Salmonella Sp y Escherichia Coli. 1º Rep. 2º Rep. 3º Rep. 4º Rep. 5º Rep. 6º Rep. 7º Rep. 8º Rep. 9º Rep. 10º Rep. Promedio Clostridium Sp Salmonella Sp Escherichia Coli. Promedio FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 100 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAM Tipos de bacterias Evolución de efecto del suero fisiológico (testigo) sobre Clostridium Sp, Salmonella Sp y Escherichia Coli. 1º Rep. 2º Rep. 3º Rep. 4º Rep. 5º Rep. 6º Rep. 7º Rep. 8º Rep. 9º Rep. 10º Rep. Promedio Clostridium Sp Salmonella Sp Escherichia Coli. Promedio II. Lectura de los halos de inhibición (CMI) a diferentes concentraciones de los extractos a través del método de disco –placa. a. Cuadros para obtener datos por disco –placa de los extractos etanólico de Passiflora Edulis y Piper Angustifolium en diferentes concentraciones sobre Clostridium Sp, Salmonella Sp y Escherichia Coli. Tipos de bacterias Evolución del Diámetro del halo de inhibición (mm) del extractos etanólico de Passiflora Edulis a concentración de 50% sobre Clostridium Sp, Salmonella Sp y Escherichia Coli. 1º Rep. R I S 2º Rep. R I S 3º Rep. R I S 4º Rep. R I 5º Rep. S R I S 6º Rep. R I 7º Rep. S R I S 8º Rep. R I S 9º Rep. R I S 10º Rep. R I Promedio S Clostridium Sp Salmonella Sp Escherichia Coli. Promedio FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 101 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAM Tipos de bacterias Evolución del Diámetro del halo de inhibición (mm) del extractos etanólico de Passiflora Edulis a concentración de 25% sobre Clostridium Sp, Salmonella Sp y Escherichia Coli. 1º Rep. R I S 2º Rep. R I S 3º Rep. R I S 4º Rep. R I 5º Rep. S R I S 6º Rep. R I 7º Rep. S R I S 8º Rep. R I S 9º Rep. R I S 10º Rep. R I Promedio S Clostridium Sp Salmonella Sp Escherichia Coli. Promedio Tipos de bacterias Evolución del Diámetro del halo de inhibición (mm) del extractos etanólico de Piper Angustifolium a concentración de 25% sobre Clostridium Sp, Salmonella Sp y Escherichia Coli. 1º Rep. R I S 2º Rep. R I S 3º Rep. R I S 4º Rep. R I 5º Rep. S R I S 6º Rep. R I 7º Rep. S R I S 8º Rep. R I S 9º Rep. R I S 10º Rep. R I Promedio S Clostridium Sp Salmonella Sp Escherichia Coli. Promedio FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 102 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAM Tipos de bacterias Evolución del Diámetro del halo de inhibición (mm) del extractos etanólico de Piper Angustifolium a concentración de 50% sobre Clostridium Sp, Salmonella Sp y Escherichia Coli. 1º Rep. R I S 2º Rep. R I S 3º Rep. R I S 4º Rep. R I 5º Rep. S R I S 6º Rep. R I 7º Rep. S R I S 8º Rep. R I S 9º Rep. R I S 10º Rep. R I Promedio S Clostridium Sp Salmonella Sp Escherichia Coli. Promedio Tipos de bacterias Evolución del Diámetro del halo de inhibición (mm) del suero fisiológico (testigo) sobre Clostridium Sp, Salmonella Sp y Escherichia Coli. 1º Rep. R I S 2º Rep. R I S 3º Rep. R I S 4º Rep. R I 5º Rep. S R I S 6º Rep. R I 7º Rep. S R I S 8º Rep. R I S 9º Rep. R I S 10º Rep. R I Promedio S Clostridium Sp Salmonella Sp Escherichia Coli. Promedio FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 103 PROYECTO DE INVESTIGACION FINANCIADO CON RECURSOS DE FOCAM FACULTAD DE CIENCIS DE INGENIERIA –E.A. P. DE ZOOTECNIA 104