Revista Multidisciplinar Epistemología de las Ciencias
Volumen 3, Número 2, 2026, abril-junio
DOI: https://doi.org/10.71112/zs762503
FACTORES DE VIRULENCIA Y PATOGENICIDAD DE ESCHERICHIA COLI EN
AMBIENTES DE PRODUCCIÓN ANIMAL: IMPLICACIONES PARA LA SALUD Y LA
PRODUCTIVIDAD
VIRULENCE AND PATHOGENICITY FACTORS OF ESCHERICHIA COLI IN ANIMAL
PRODUCTION ENVIRONMENTS: IMPLICATIONS FOR HEALTH AND
PRODUCTIVITY
Amanda Elizaneth Bonilla Bonilla
Junior Stalin Vargas Hidalgo
Ecuador
DOI: https://doi.org/10.71112/zs762503
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Factores de virulencia y patogenicidad de Escherichia coli en ambientes de
producción animal: implicaciones para la salud y la productividad
Virulence and pathogenicity factors of Escherichia coli in animal production
environments: implications for health and productivity
Amanda Elizaneth Bonilla Bonilla
a,*
ae.bonillab@uea.edu.ec
https://orcid.org/0000-0002-9429-1245
Junior Stalin Vargas Hidalgo
a
js.vargash@uea.edu.ec
https://orcid.org/0000-0003-1245-7609
*
Autor de correspondencia: ae.bonillab@uea.edu.ec,
a
Universidad Estatal Amazónica, Ecuador
RESUMEN
Los sistemas de producción animal están expuestos a múltiples factores ambientales que
influyen directamente en la salud, nutrición, reproducción y crecimiento de las especies
pecuarias. Estas condiciones, además, favorecen la proliferación de microorganismos
patógenos de relevancia en salud pública, como Escherichia coli, bacteria que presenta
diversos mecanismos de virulencia y resistencia antimicrobiana, lo que dificulta su control y
tratamiento. Asimismo, existe un riesgo significativo de transmisión de cepas entre animales y
humanos, especialmente dentro de la cadena productiva.
El objetivo de esta revisión fue analizar los principales genes de virulencia y los mecanismos de
patogenicidad de Escherichia coli que predominan en ambientes de producción animal. Para
ello, se realizó una revisión sistemática de la literatura científica en bases de datos como
Medline, LILACS, ScienceDirect, PubMed, SciELO y Dialnet, empleando palabras clave en
español e inglés relacionadas con genética, virulencia, producción animal y resistencia
microbiana.
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Los resultados evidencian que las distintas variantes o serotipos de Escherichia coli poseen
factores de virulencia asociados a la generación de enfermedades, especialmente en animales
jóvenes, destacándose la colibacilosis. Estos patógenos producen toxinas, adhesinas y
citotoxinas que ocasionan daño celular, mortalidad y pérdidas económicas en los sistemas
productivos. En este contexto, la implementación de medidas preventivas y estrategias de
manejo sanitario resulta fundamental para reducir la incidencia de estas infecciones y
garantizar la calidad e inocuidad de los productos de origen animal.
Palabras clave: genes; Escherichia coli; producción animal; virulencia; patogenicidad.
ABSTRACT
Animal production systems are exposed to multiple environmental factors that directly influence
the health, nutrition, reproduction, and growth of livestock species. These conditions also favor
the proliferation of pathogenic microorganisms of public health relevance, such as Escherichia
coli, a bacterium that exhibits diverse virulence and antimicrobial resistance mechanisms,
making its control and treatment difficult. Furthermore, there is a significant risk of transmission
of strains between animals and humans, especially within the production chain.
The objective of this review was to analyze the main virulence genes and pathogenicity
mechanisms of Escherichia coli that predominate in animal production environments. To this
end, a systematic review of the scientific literature was conducted in databases such as
Medline, LILACS, ScienceDirect, PubMed, SciELO, and Dialnet, using keywords in Spanish and
English related to genetics, virulence, animal production, and antimicrobial resistance.
The results show that different variants or serotypes of Escherichia coli possess virulence
factors associated with disease generation, especially in young animals, with colibacillosis being
a prominent example. These pathogens produce toxins, adhesins, and cytotoxins that cause
cell damage, mortality, and economic losses in production systems. In this context, the
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implementation of preventive measures and sanitary management strategies is essential to
reduce the incidence of these infections and ensure the quality and safety of animal products.
Keywords: genes; Escherichia coli; animal production; virulence; pathogenicity.
Recibido: 1 abril 2026 | Aceptado: 17 mayo 2026 | Publicado: 18 mayo 2026
INTRODUCCIÓN
Los sistemas de producción animal están influenciados por una compleja interacción de
factores ambientales, de manejo y sanitarios que determinan la presencia, dinámica y
comportamiento de las comunidades microbianas. Estas condiciones, que incluyen tanto
variables naturales como modificaciones antrópicas del entorno, pueden favorecer la
proliferación de bacterias con potencial patogénico, capaces de afectar la salud y productividad
de los animales. Entre estos factores destacan las prácticas de manejo, la nutrición, el
bienestar animal, el uso de medicamentos y las estrategias de control sanitario, los cuales, al
interactuar, pueden alterar el equilibrio microbiano y facilitar la emergencia de patógenos de
importancia como Escherichia coli.
El rendimiento productivo en los sistemas ganaderos también está estrechamente
relacionado con condiciones ambientales como la temperatura, la humedad, la radiación solar y
la precipitación, las cuales influyen directamente en la disponibilidad y calidad de los recursos
alimenticios, especialmente los pastos. Estas variaciones pueden afectar el estado nutricional
de los animales, incrementando su susceptibilidad a infecciones bacterianas y comprometiendo
su desempeño productivo.
Escherichia coli, perteneciente a la familia Enterobacteriaceae, es una bacteria Gram
negativa, no formadora de esporas y móvil por flagelos perítricos, que forma parte del
microbiota normal del tracto gastrointestinal de animales y humanos. No obstante, ciertas
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cepas poseen genes de virulencia que les confieren la capacidad de causar enfermedades,
especialmente cuando las condiciones de manejo son inadecuadas. Su diseminación ocurre
principalmente a través de las heces y de alimentos contaminados, representando un riesgo
significativo para la salud animal y la inocuidad de los productos de origen pecuario.
En la actualidad, el uso indiscriminado de antibióticos en la producción animal, ya sea
como promotores de crecimiento o en tratamientos terapéuticos, ha favorecido la aparición y
propagación de cepas resistentes, incrementando la complejidad del control de infecciones.
Este fenómeno, asociado a mecanismos como la transferencia horizontal de genes, contribuye
a la emergencia de bacterias con mayor capacidad de virulencia y menor respuesta a los
tratamientos convencionales.
En este contexto, el objetivo de la presente revisión es describir los principales genes de
virulencia y los mecanismos de patogenicidad de Escherichia coli que circulan en los ambientes
de producción animal en diferentes especies, con el fin de aportar información relevante para el
diseño de estrategias de control y prevención que garanticen la sostenibilidad y bioseguridad
de los sistemas productivos. (Figura 1).
Figura 1
Diagrama flujo PRISMA
IDENTIFICACIÓN
ELIMINACIÓN DE
DUPLICADOS
SELECCIÓN
ELEGIBILIDAD
Registros identificados en base de datos
ScienceDirect, Scopus, PubmEd, etc.
Registros adicionales identificados de otras
fuentes.
Registros después de eliminar duplicado
Evaluación por título e importancia
Artículos excluidos por:
No relacionados con el tema
Información incompleta
No cumple los criterios
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1801 Revista Multidisciplinar Epistemología de las Ciencias | Vol. 3, Núm. 2, 2026, abril-junio
METODOLOGÍA
Se realizó una revisión sistemática de la literatura científica en bases de datos
reconocidas, incluyendo ScienceDirect, LILACS, Scopus, PubMed, ProQuest, Redalyc,
Cochrane y SciELO. La estrategia de búsqueda se basó en la combinación de palabras clave
en español e inglés, empleando operadores booleanos (AND, OR y NOT) para optimizar la
recuperación de información relevante.
Se incluyeron publicaciones correspondientes al periodo 2016–2021, considerando
artículos originales y de revisión disponibles en idioma inglés y español. Como criterios de
inclusión se priorizaron estudios relacionados con genes de virulencia, patogenicidad y
presencia de Escherichia coli en sistemas de producción animal. Se excluyeron aquellos
documentos que no guardaban relación directa con el objetivo del estudio o que presentaban
información incompleta.
El proceso de selección de los artículos se realizó en varias etapas. Inicialmente, se
identificó el número total de registros (n inicial) a partir de las estrategias de búsqueda.
Posteriormente, se llevó a cabo un proceso de tamizaje mediante la revisión de títulos y
resúmenes, seguido de una evaluación del texto completo, lo que permitió obtener el número
final de estudios incluidos (n final), de acuerdo con los criterios establecidos.
Se elaboró una matriz de extracción de datos en la que se sistematizó la información
relevante de cada artículo, incluyendo autores, año de publicación, tipo de estudio, variables
analizadas y principales hallazgos. Asimismo, se realizó un análisis cualitativo de la calidad de
los estudios, considerando su soporte bibliográfico, pertinencia y contribución al objetivo de la
investigación.
Finalmente, los resultados fueron integrados de forma descriptiva, analizando el aporte
de cada estudio en la identificación de genes de virulencia y mecanismos de patogenicidad de
Escherichia coli presentes en ambientes de producción animal en diferentes especies. El
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proceso de selección y depuración de la literatura se representó mediante un diagrama de flujo
basado en la metodología PRISMA, el cual ilustra las etapas de identificación, selección,
elegibilidad e inclusión de los estudios analizados.
DISCUSIÓN
Factores de virulencia de Escherichia coli y su influencia en los ambientes de
producción animal
Escherichia coli puede clasificarse en función de sus cero grupos, manifestaciones
clínicas, mecanismos de virulencia e interacción con la mucosa intestinal, así como por factores
intrínsecos y extrínsecos del hospedador que determinan su capacidad patogénica. Estos
mecanismos actúan de manera individual y sinérgica, permitiendo la colonización del
organismo, el daño celular y la posterior expresión de la enfermedad. (Cárdenas et al., 2017;
Farfán et al., 2017).
Dentro de los principales pato tipos se destacan E. coli entero patógena (EPEC),
asociada a diarreas en lechones, infecciones respiratorias en aves y mastitis en bovinos; E. coli
entero invasiva (EIEC), relacionada con cuadros diarreicos con presencia de moco y sangre; E.
coli enterotoxigénica (ETEC), frecuente en colibacilosis aviar y en diarrea acuosa en humanos;
E. coli entero agregativa (EAEC), vinculada a diarreas persistentes; y E. coli enterohemorrágica
(EHEC), responsable de cuadros severos caracterizados por diarrea sanguinolenta y dolor
abdominal.
De especial relevancia es la E. coli productora de toxina Shiga (STEC), principal agente
etiológico del síndrome hemolítico urémico (SHU), caracterizado por daño renal, anemia
hemolítica y trombocitopenia, con alta mortalidad. Además, este patotipo está implicado en
enfermedades productivas como mastitis bovina y colibacilosis aviar.
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1803 Revista Multidisciplinar Epistemología de las Ciencias | Vol. 3, Núm. 2, 2026, abril-junio
En los sistemas de producción animal, diversos factores influyen en la presencia y
expresión de la virulencia bacteriana, entre ellos las condiciones ambientales, prácticas de
manejo, nutrición, bienestar animal, uso de medicamentos, genética del hospedador y control
sanitario. La interacción de estos factores puede alterar el equilibrio microbiano y favorecer la
emergencia de cepas altamente virulentas de E. coli, con impacto directo en la producción.
Los principales factores de virulencia asociados a esta bacteria incluyen mecanismos de
adhesión, supervivencia en suero, sistemas de captación de hierro, producción de fimbrias,
hemaglutininas, hemolisinas, citotoxinas, invasión celular y producción de sideróforos. Estos
elementos permiten la colonización, evasión del sistema inmune y daño tisular.
Adicionalmente, la contaminación microbiológica del ambiente por patógenos como
bacterias, virus, hongos y parásitos puede afectar la fertilidad, prolificidad y productividad
animal, generando enfermedades como endometritis, infecciones intestinales y patologías
sistémicas. Factores como la temperatura, humedad, radiación solar y ventilación también
influyen en la proliferación bacteriana y en la susceptibilidad del hospedador. (Ávila et al., 2021;
Bolukaoto et al., 2019).
Entorno genético de los factores de virulencia en E. coli
El desarrollo de técnicas moleculares ha permitido la identificación y caracterización de
genes de virulencia en E. coli, facilitando la comprensión de sus mecanismos de patogenicidad
y adaptación. Estos genes codifican proteínas asociadas a la producción de toxinas
(termolábiles, termoestables, tipo Shiga), adhesinas y otros factores que favorecen la infección.
Diversos estudios han reportado la presencia de estos genes en cepas aisladas de
animales de producción y productos derivados, evidenciando su papel en enfermedades como
colibacilosis, mastitis, infecciones respiratorias e intestinales, especialmente en animales
jóvenes.
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Patogenicidad de E. coli en animales de producción
Escherichia coli forma parte del microbiota normal del tracto gastrointestinal; sin
embargo, bajo condiciones de inmunosupresión, estrés o manejo inadecuado, puede
convertirse en un patógeno oportunista.
En bovinos
Las principales patologías son la mastitis y la colibacilosis, asociadas principalmente a
los patotipos ETEC y EPEC. La colibacilosis puede manifestarse como colisepticemia,
enterotoxemia o infección entérica, caracterizada por fiebre, diarrea, debilidad y muerte en
terneros. (Akomoneh et al., 2020; Aslam et al., 2021; Bag et al., 2021; Cruz et al., 2020; Guerra
et al., 2020; Hernandez et al., 2018)
En aves de corral
La E. coli patógena aviar (APEC) es responsable de infecciones respiratorias,
septicemias, meningitis y colibacilosis, generando altas pérdidas económicas en sistemas
avícolas. (Azam et al., 2019; Carranza et al., 2017; Chalmers et al., 2017; Chen et al., 2021;
Ferreira et al., 2018; Gazal et al., 2017; Ibrahim et al., 2019; Kaushik et al., 2018; Koga et al.,
2016). Además, factores como la dieta influyen en la selección de estos linajes en el intestino
(García Cando, 2020).
En porcinos, ovinos y caprinos
La colibacilosis es una enfermedad frecuente, especialmente en animales jóvenes.
(Alfaro et al., 2019). En porcinos se presenta en diferentes etapas productivas, mientras que
en ovinos y caprinos se asocia principalmente a cuadros septicémicos con alta mortalidad. (Li
et al., 2020).
La educación ambiental sostenible juega un papel fundamental no solo en los
estudiantes en formación de la carrera de agronomía de la ESPOCH, por cuanto constituye un
factor esencial en la concepción de una sociedad basada en la generación de prácticas y
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hábitos permeados por la consecución de lograr una visión ecologista del mundo, lo cual
constituye un factor esencial para la conformación de escenarios propicios para la vida (Kamel,
et al., 2018), tanto para el humano como otras especies vivas, posibilitando su concepción
curricular en la educación formal desde un entramado transversal en donde se proyecte la
promoción de una conducta social favorable al paradigma del buen vivir desde lo agroforestal
(Glover, et al., 2019).
Las políticas ambientales del Ecuador (Nasim et al., 2016), son otro eje fundamental
para la conformación de un pensamiento crítico reflexivo en función de establecer una
conciencia colectiva en favor de establecer las normativas jurídicas pertinentes en función de
proteger el medio ambiente (Nasim, et al., 2016), así como respaldar la práctica de nuevos
enfoques sostenibles posibilitadores de integrar disciplinas en favor de armonizar lo
agroforestal como un hábito cultural desde el entramado social que representa trabajar en las
comunidades en función de organizarse mediante organizaciones no gubernamentales en favor
de optimizar el uso de los recursos naturales de una determinada zona geográfica (Peter, et
al., 2018), concatenada al turismo y producción agro ecológica como generadores de posibles
emprendimientos para coadyuvar en el sostenimiento económico de la región amazónica del
Ecuador, posibilitándose además la integración de la educación universitaria con el desarrollo
de proyectos sustentables en cooperación del crecimiento integral local (Matsushita, et al.,
2018).
El desarrollo sostenible debe ser concebido como un factor multidisciplinar y
complejo (Scott, et al., 2018), diseñado a partir de una visión ecológica de la realidad, siendo la
práctica agroforestal no solo en entornos selváticos, rurales, sino, urbanos, como una
cosmovisión cultural enfocado hacia la consolidación de entorno social para la convivencia de
los seres que cohabitan en la misma (Telles, et al., 2013), comprendiéndose no como una mera
práctica habitual, siendo fundamental establecer un principio de convivencia desde el buen vivir
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como opción de integración de visiones en favor de constituir un engranaje en razón de lo
sostenible como razón fundamental para la elaboración de políticas favorables al
crecimiento integral de la población (Ma, et al., 2018).
El cambio climático es un tema controversial, ligado a la emisión de gases de
invernadero (GEI), proyectándose efectos biológicos en el rendimiento de los cultivos (factores
directos: aumento de las temperaturas y variación de las precipitaciones, e indirectos:
disponibilidad de agua de riego y proliferación de plagas, los cuales indicen directamente en la
emanación de gases (Kaya and Zarrouk, 2017), por lo tanto, es necesario y urgente generar
espacios agroforestales desarrollados desde una visión sostenible del medio ambiente
(Macholdt and Honermeier, 2016), no puede dejarse como un tema retórico por cuanto esto
obvia la responsabilidad del ser humano sobre el clima (López-Blanco, et al., 2018), más aun
cuando se trata de profesionales ligados a la agronomía (Marshall, et al., 2015), por cuanto
desde espacio del conocimiento se debe promover una sociedad basada en prácticas para la
sana convivencia de las próximas generaciones (González, 2015).
La visión agroforestal sostenible es un conjunto de prácticas en sinergia de generar un
estilo de vida saludable, para lo cual se requiere aprovechar los recursos disponibles en un
determinado espacio geográfico, por lo que es pertinente enfocarlo desde la complejidad de la
realidad por cuanto cada especie biótica y abiótica son complementarias para el buen vivir de
las múltiples que habitan un sector, siendo uno de ellos el ser humano, así por causa y efecto,
cada individuo aporta en el bienestar del otro, es así que el profesional de la agronomía debe
concebir su formación como multidisciplinar (Williams, et al., 2018).
La identificación y desinfección de plagas forma parte esencial de la visión agroforestal
sostenible, por cuanto esto implica desinfectar en base a prácticas y procedimientos biológicos
no contaminantes o de mínimo impacto al suelo, aguas, seres vivos del ecosistema,
posibilitándose el empleo de una concepción multidisciplinar y compleja para la proyección de
DOI: https://doi.org/10.71112/zs762503
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un espacio ecológico favorable para la convivencia, transcendiéndose la perspectiva de
explotación de los recursos, es así que surge la necesidad de interactuar entre los ejes
formativos planteados para consolidar una educación universitaria concatenada con la
sostenibilidad del medio ambiente (Van Bommel, et al., 2016).
CONCLUSIONES
La presencia y expresión de factores de virulencia de Escherichia coli en ambientes de
producción animal varía en función de la especie hospedadora, las condiciones de manejo y las
características del entorno. Entre los genes de mayor circulación se destacan stx1 y stx2,
asociados a la producción de toxinas tipo Shiga; saa y eaeA, relacionados con mecanismos de
adhesión; ehxA, vinculado a la producción de enterohemolisina; y lpfA, implicado en la
formación de fimbrias. Estos determinantes genéticos han sido identificados en cepas aisladas
de aves de corral, bovinos, porcinos, ovinos y caprinos, evidenciando su amplia distribución en
sistemas productivos.
Las patologías asociadas a E. coli, como mastitis bovina, colibacilosis e infecciones
entéricas, están estrechamente relacionadas con la interacción de factores ambientales,
nutricionales y de manejo, los cuales favorecen la expresión de la virulencia bacteriana. Estas
enfermedades representan un riesgo significativo para la salud y el bienestar animal, además
de generar importantes pérdidas económicas en los sistemas de producción.
En este contexto, la implementación de estrategias de prevención, manejo sanitario
adecuado y control microbiológico resulta fundamental para reducir la incidencia de infecciones
y limitar la diseminación de cepas patógenas. Asimismo, la vigilancia epidemiológica de los
factores de virulencia y su relación con la resistencia antimicrobiana adquiere especial
relevancia, debido a su impacto en la inocuidad de los productos de origen animal y en la salud
pública.
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En conjunto, los hallazgos resaltan la necesidad de fortalecer prácticas sostenibles en la
producción animal, orientadas al uso racional de antimicrobianos, la mejora de las condiciones
de manejo y la implementación de programas de bioseguridad, con el fin de minimizar el riesgo
de transmisión de cepas virulentas entre animales y humanos
Declaración de conflicto de interés
Los autores declaran no tener ningún conflicto de interés relacionado con esta
investigación.
Declaración de contribución a la autoría
Amanda Elizabeth Bonilla Bonilla: Elaboración en estructura y escritura del artículo.
Stalin Juniro Vargas Hidalgo: Descarga de información, tabulación y orden de
importancia.
Declaración de uso de inteligencia artificial
Los autores declaran que utilizaron la inteligencia artificial como apoyo para este
artículo, y también que esta herramienta no sustituye de ninguna manera la tarea o proceso
intelectual. Después de rigurosas revisiones con diferentes herramientas en las que se
comprobó que no existe plagio como constante en las evidencias, los autores manifiestan y
reconocen que este trabajo fue producto de un trabajo intelectual propio, que no ha sido escrito
ni publicado en ninguna plataforma electrónica o de IA.
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