Factores de patogenicidad bacteriana.

La patogenicidad es la capacidad de un agente infeccioso de 

producir enfermedad en un huésped susceptible.

FACTORES DE COLONIZACIÓN

Fimbrias. 

Es un apéndice proteínico, presente en muchas bacterias, más delgado y corto que un flagelo. Estos apéndices oscilan entre 4 - 7 nm de diametro y hasta varios um de largo y corresponden a evaginaciones de la membrana citoplasmática que asoman al exterior a través de los poros de la pared celular. Son adhesinas, que son responsables de la capacidad de las bacterias para colonizar superficies y células.

Adhesinas.

Las adhesinas son componentes de la superficie celular o apéndices de bacterias que facilitan la adhesión bacteriana o la adherencia a otras células o a superficies.

Internalización en las células M.

Las células M son células epiteliales especializadas, que representan el 10% del total de células presentes en las placas de Peyer. Están localizadas en el epitelio intestinal intercaladas con los enterocitos, justo por arriba de los nódulos linfáticos. La función principal de las células M es la absorción de partículas desde la luz gastrointestinal transportándola hacia la región vasolateral rica en linfocitos y otras células inmunes; además, debido a su bajo contenido en lisozima, pueden transportar antígenos con una casi nula degradación enzimática. Algunas bacterias utilizan a las células M como puerta de entrada para llegar a los tejidos profundos. 

Invasión bacteriana.

Se define como el proceso por medio del cual un microorganismo penetra al citoplasma de células no fagocíticas (células epiteliales o endoteliales), se replica dentro de éstas, se propaga a células adyacentes y finalmente destruye a las células. Un patógeno intracelular es aquel microorganismo que se internaliza y se replica dentro de células fagocíticas profesionales (neutrófilos y macrófagos).

Movilidad bacteriana.

Es la capacidad que tiene la bacteria de desplazarse de un lugar a otro por medio del flagelo, sin un sentido definido. Los flagelos son apéndices largos los cuales se encuentran fijos a la célula por uno de su extremos y libres por el otro. El filamento del flagelo bacteriano está compuesto de subunidades de una proteína denominada flagelina.

Quimiotaxis.

La quimiotaxis es el movimiento dirigido hacia atrayentes químicos y en sentido contrario a los repelentes químicos.  La quimiotaxis es tanto un mecanismo de supervivencia (para evitar sustancias tóxicas) como un dispositivo promotor del desarrollo (para encontrar alimento). 

Proteasa contra IgA secretora.

La viscosidad de la mucina es causada en parte por las moléculas de inmunoglobulina secretoria A (sIgA) que se unen simultáneamente a antígenos bacterianos vía sus sitios de unión al antígeno y la interacción con la mucina por medio de sus porciones Fc. Una estrategia bacteriana que es designada para evitar ser atrapada en la capa de mucina es la producción de una enzima extracelular que rompe la IgA humana en la región de la bisagra.  

Mecanismos de captación del hierro (Sideróforos).

El transporte de hierro y otros iones metálicos necesarios en pequeñas cantidades para el crecimiento es un aspecto especial y de particular importancia para la virulencia.  Las bacterias secretan sideróforos (agentes quelantes específicos del hierro) para atrapar el Fe3+; entonces, el quelante que contiene hierro se transporta dentro de la bacteria por medio de transporte activo específico. 

Cápsula.

La mayoría de las cápsulas son polisacáridos formados con tipos simples o múltiples de residuos de azúcar; unos cuantos son polipéptidos simples. El papel de la cápsula bacteriana es proteger a la bacteria de la respuesta inflamatoria del hospedero, esto es, activación del complemento y muerte mediada por fagocitosis. 

Variación en los antígenos de superficie. 

Una forma de evadir la acción de los anticuerpos del hospedero es cambiar de un tipo de fimbria a otra, por lo tanto los anticuerpos pre-formados no se unen a la nueva fimbria formada. La bacteria también cambia otras proteínas de superficie que pueden servir como blanco para los anticuerpos. 

FACTORES QUE CAUSAN DAÑO AL HOSPEDERO.

Exotoxinas.

Proteínas de alto peso molecular, elaborada por ciertas bacterias y que se excretan al medio donde se desarrolla la bacteria. Las exotoxinas que dañan un tipo específico de células se designan de acuerdo al tipo de célula u órgano afectado por ejemplo neurotoxina, leucotoxina, hepatotoxina y cardiotoxina.

Endotoxinas.

La endotoxina o lipopolisacárido (LPS) corresponde a la membrana externa de las bacterias gramnegativas. La porción lipídica (lípido A) esta embebido en la membrana externa con el core, las porciones del antígeno "O" se extienden hacia afuera de la superficie de la bacteria.

Referencias

Dr. José Molina López. (2015). FACTORES DE PATOGENICIDAD BACTERIANA. Noviembre 2015, de Departamento de Microbiología y Parasitología, Facultad de Medicina, UNAM. Sitio web: http://www.facmed.unam.mx/deptos/microbiologia/bacteriologia/patogenicidad.html

Kenneth J. Ryan, C. George Ray, Nafees Ahmad, W. Lawrence Drew, James J. Plorde. (2010). Sherrys Microbiología médica. New York, N.Y., U.S.A: McGRAW-HILL INTERAMERICANA EDITORES, S. A. de C. V.

Reproducción y ciclo de vida bacteriano

Las bacterias se multiplican por medio de fisión binaria.1Mediante este mecanismo se obtienen dos células hijas, con idéntica información en el ADN circular, entre sí y respecto a la célula madre, y de contenido citoplásmico celular similar. Las células hijas son clones de la progenitora. 2

Endoesporas

Una endoespora es una espora que se forma dentro de la célula. Cuando la cubierta ya está formada, el bacilo se rompe y se libera la endoespora. La endoespora libre sigue inactiva mientras las condiciones no sean favorables. Al ser favorables de nuevo la endoespora germina.3

Conjugación 

Es la transferencia de material genético de una bacteria a otra mediante el contacto directo de célula a célula. Esto sucede mediante la formación de un puente entre los pilli de dos bacterias. Una vez formado el puente, las bacterias intercambian plásmidos, que son las unidades más pequeñas de material genético en las bacterias, contienen 1 ó 2 genes. 4

Transformación 

Es el proceso mediante el cual el material genético que se absorbe del ambiente sustituye parte del DNA de la bacteria. 5

Gemación

Esta se da mediante la invaginación de la célula madre, se distribuye el material citoplasmático incluido el ADN, se separa la célula y crea una nueva membrana.6

Fragmentación

Consiste en la división de 2 o más trozos, los  cuales pueden reconstruirse por completo.7

Ciclo de vida

El ciclo de vida de las bacterias consiste en la fase de latencia, el registro o la fase exponencial, fase estacionaria y la fase de muerte.8

Fase de latencia
Las bacterias no crecen durante la fase de latencia. Durante esta demora, las células en realidad están bastante activas para ajustar los niveles de los constituyentes celulares vitales que son necesarios para el crecimiento en un nuevo medio. Comienzan la realización de copias de su DNA, y si el entorno suministra gran cantidad de nutrientes, la fase de retardo pueden ser muy corto. Entonces las bacterias pasar a la siguiente fase de su vida.9

Fase exponencial
Luego de un periodo de crecimiento acelerado, el cultivo entra en una fase de crecimiento constante y a tasa máxima.10

Fase estacionaria
A medida que se agotan los nutrientes y se acumulan los productos de desecho, el crecimiento se vuelve cada vez más limitado (fase de desaceleración) y al final cesa (fase estacionaria).11

Referencias

(1, 3, 9, 10, 11, cuadro ciclo de vida),Kenneth J. Ryan, C. George Ray, Nafees Ahmad, W. Lawrence Drew, James J. Plorde. (2010). Sherrys Microbiología médica. New York, N.Y., U.S.A: McGRAW-HILL INTERAMERICANA EDITORES, S. A. de C. V.

(2, 4, 5, 6, 7Anónimo. (2013). Proyecto Bioesfera. Noviembre 2015, de Ministerio de educación, Gobierno de España Sitio web: http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2bachillerato/micro/contenidos6.htm

(8)http://www.amhasefer.com/7jOMm7oq/

Metabolismo Bacteriano.

El metabolismo bacteriano es sumamente complejo. La célula bacteriana se sintetiza a sí misma y genera energía por medio de hasta 2 000 reacciones químicas. Estas reacciones pueden clasificarse según su función en los procesos metabólicos de producción de energía, biosíntesis, polimerización y ensamblaje.1 

Las reacciones energéticas proporcionan energía a la célula y 12 metabolitos precursores utilizados en las reacciones de biosíntesis.2

El primer paso es la captura de nutrientes del ambiente. Aparte del agua, oxígeno y bióxido de carbono, casi ningún nutriente importante ingresa a la célula por difusión simple, debido a que la membrana celular es una barrera muy eficiente. Parte del transporte ocurre por medio de difusión facilitada.3

Una vez dentro de la célula, las moléculas de azúcar u otras fuentes de carbono y energía se metabolizan a través de la vía glucolítica Embden-Meyerhof, la vía de pentosa fosfato y el ciclo de Krebs para producir los compuestos de carbono necesarios para la biosíntesis. En conjunto, las vías energéticas centrales producen los 12 metabolitos precursores.4

Fermentación

La fermentación es la transferencia de electrones y protones por medio de NAD+ directamente a un aceptor orgánico. En la fermentación se producen grandes cantidades de ácidos orgánicos y alcoholes. El perfil de productos de la fermentación es un auxiliar diagnóstico en el laboratorio clínico. 5

Respiración

La respiración implica vías energéticas en las que la oxidación del sustrato se conjunta con el transporte de electrones a través de una cadena de portadores hasta algún aceptor final, que con frecuencia, aunque no siempre, es el oxígeno molecular. La respiración en procariotas, al igual que en las células eucariotas, ocurre por medio de enzimas asociadas con la membrana, pero en las procariotas, la membrana celular en lugar de las membranas mitocondriales es la que proporciona el sitio físico.6 

Aerobios y Anaerobios

Las bacterias exhiben diferentes respuestas características ante el oxígeno. Las bacterias aerobias requieren oxígeno y metabolizan por medio de la respiración; las anaerobias se inhiben o mueren a causa del oxígeno y utilizan sólo la fermentación.7  

La respiración aerobia es la que utiliza oxígeno para extraer energía de la glucosa. Las bacterias no tienen mitocondrias, por lo cual la respiración se efectúa en su citoplasma.8 La dismutasa del superóxido, una enzima que se encuentra en todos los organismos que sobreviven la presencia de oxígeno, le resta toxicidad en forma parcial al superóxido. 9

La respiración anaerobia consiste en que la célula obtiene energía de una sustancia sin utilizar oxígeno. Las bacterias que carecen de la capacidad para producir dismutasa del superóxido y la catalasa son muy sensibles a la presencia del oxígeno molecular y deben desarrollarse en forma anaerobia utilizando la fermentación. 10

Las bacterias facultativas (la mayoría de los patógenos) crecen bien en condiciones aerobias o anaerobias. Si existe oxígeno disponible, respiran; en caso contrario, emplean la fermentación. 11

Biosíntesis

El proceso por el cual la célula bacteriana sintetiza sus propios componentes se conoce como anabolismo, y como resulta en la producción de nuevo material celular, también se denomina biosíntesis. Es un proceso que requiere energía, por lo tanto las bacterias deben ser capaces de obtenerla de su entorno para crecer y, eventualmente, multiplicarse. 12

Reacciones de polimerización

Proceso por el cual los polímeros se sintetizan a partir de monómeros: síntesis de DNA, RNA y proteínas; que una vez sintetizadas se ensamblan formando las estructuras celulares como la envoltura celular, flagelos, ribosomas, cuerpos de inclusión, etc. En la mayor parte de los microorganismos este crecimiento continúa hasta que las células se dividen en dos nuevas células. 13

• La polimerización del DNA se denomina replicación. 
• La replicación siempre inicia en sitios especiales del cromosoma y después procede en forma bidireccional alrededor del cromosoma circular.
• Transcripción es la síntesis de RNA.
• Traducción es el nombre que se da a la síntesis de proteínas14

Secreción de proteínas

Se ha vuelto el término general para indicar todos los casos de translocación de proteínas fuera del citosol. 

El proceso es bastante sencillo en las bacterias grampositivas, en las que las proteínas, después de exportarse a través de la membrana citoplásmica, sólo tienen que moverse a través de la capa relativamente porosa de peptidoglucano.

En las bacterias gramnegativas,  es necesario cruzar el espacio periplásmico y la membrana externa. La vía secretora GSP utiliza péptidos señalizadores y proteínas chaperonas.15

Referencias

(12) Gustavo Varela. (2002). FISIOLOGIA Y METABOLISMO BACTERIANO. Noviembre 2015, de CEFA Sitio web: http://www.higiene.edu.uy/cefa/Libro2002/Cap%2011.pdf

(8, 13) Dr. Pedro F. Mateos. (2009). Crecimiento microbiano. Noviembre 2015, de Departamento de Microbiología y Genética. Facultad de Farmacia. Universidad de Salamanca Sitio web: http://webcd.usal.es/Web/educativo/micro2/tema07.html

 (1.2.3.4,5, 6, 7, 9, 10, 11, 14 , 15 cuadro 21-2) Kenneth J. Ryan, C. George Ray, Nafees Ahmad, W. Lawrence Drew, James J. Plorde. (2010). Sherrys Microbiología médica. New York, N.Y., U.S.A: McGRAW-HILL INTERAMERICANA EDITORES, S. A. de C. V.

Bacterias Morfología y Estructura.

Tamaño

El tamaño de las células bacterianas se mide habitualmente en micrómetros, oscilando entre 0.5µm y 3µm. Las bacterias de interés médico miden entre 0.4µm y 2µm.

Morfología

Desde el punto de vista microscópico, la diferencia más importante entre las bacterias es su forma, donde encontramos 3 tipos de formas distinguibles 1: 

• Formas esféricas o cocos. 
• Formas alargadas o bacilos. 
• Formas curvadas, comas o espirilos.

Los cocos que se separan completamente después de la división aparecen individualmente, y a esta forma se le llama coco. Cuando hay tendencia a que las células permanezcan unidas y la división celular ocurre en un solo plano, se agrupan en pares llamados diplococos. 

Si la unión es más marcada, se ven largas cadenas de cuatro cocos o más; que se conocen como estreptococos.

Cuando los cocos se dividen en varios planos, y hay una elevada tendencia a que permanezcan unidos, aparecen racimos irregulares de cocos, estos agrupamientos se denominan estafilococos.2

Los bacilos se aprecian como formas alargadas o bacilares agrupan una gran cantidad de subtipos morfológicos.  En función de la tendencia de las células hijas a permanecer unidas, los bacilos presentan también agrupaciones celulares características, citando como ejemplo las formas en empalizada ( ///// ) o en V ( <<< ) o en letras chinas. Aunque son hasta cierto punto característicos, los agrupamientos de células bacilares no tienen la misma importancia morfológica que el agrupamiento de cocos.

Las verdaderas bacterias espirilares pueden ser de dos tipos: con espira rígida o con espira flexible. Al conjunto de las formas espirilares flexibles se le conoce como espiroquetas.

La clasificación y diferenciación de las espiroquetas patógenas se basa en criterios morfológicos tales como la longitud de vuelta, el ángulo en los extremos de la célula, la presencia de una envuelta externa y la composición del filamento axial.3  

Tinción de Gram

La diferencia entre las bacterias grampositivas y gramnegativas se encuentra en la permeabilidad de la pared celular ante estos complejos al tratarse con mezclas de solventes de alcohol y acetona. Esto extrae los complejos morados de la tinción de yodo de las células gramnegativas (rojo), mientras que las bacterias grampositivas (morado) las retienen.4 

Estructura

La célula bacteriana propiamente dicha está limitada por una estructura integrada, la envuelta celular, de complejidad variable. En la mayor parte de las células, la envuelta celular consta de pared celular y de membrana citoplasmática subyacente. La pared celular es la responsable de la diferente impregnación tintorial de las bacterias al ser teñidas mediante la tinción de Gram.

En el exterior de las células bacterianas podemos encontrar tres clases de estructuras: los flagelos, u orgánulos relacionados con la locomoción y quimiotaxis; las fimbrias o pilli, y la cápsula, o capa mucosa que rodea a la célula.6

Nucloide: Todo el material genético de la célula está contenido en una única molécula de ADN que mide de 100 a 1400 µm de longitud cuando está totalmente extendida. Generalmente la estructura del DNA es circular, y en la célula se encuentra en una configuración superenrollada.

Citoplasma: El citoplasma en las células bacterianas parece ser menos complejo que el de las células eucarióticas. Está considerado como un gel que contiene ribosomas, enzimas y gránulos que pueden representar productos de almacenamiento. 

Éspora: La espora bacteriana es una estructura compleja que se forma dentro de la célula para asegurar la supervivencia de la especie ante condiciones ambientales desfavorables. La formación de esporas es inherente a algunos tipos de bacilos.  Las esporas pueden observarse en el interior de las bacterias o libremente después de la desintegración de las células progenitoras.6

 Referencias.

(1,2,3,5, 6) Gustavo A. Díaz Martín. . (2010). Fundamentos y técnicas de análisis microbiológicos . Noviembre 2015, de Centro de Formación Profesional Instituto Villaverde Sitio web: https://microbitos.files.wordpress.com/2010/06/morfologia-y-estructura-bacteriana.pdf

(4, cuadro 21-1) Kenneth J. Ryan, C. George Ray, Nafees Ahmad, W. Lawrence Drew, James J. Plorde. (2010). Sherrys Microbiología médica. New York, N.Y., U.S.A: McGRAW-HILL INTERAMERICANA EDITORES, S. A. de C. V.

Introducción

La Microbiología es el estudio de los organismos microscópicos.

Mikros = pequeño

Bios = vida 

Logos = estudio

"El estudio de la vida microscópica."

Los microorganismos son diminutos seres vivos que individualmente son demasiado pequeños como para verlos a simple vista. En este grupo se incluyen las bacterias, hongos (levaduras y hongos filamentosos), virus, protozoos y algas microscópicas.

La mayoría de los microorganismos contribuyen de una forma crucial en el bienestar de la Tierra ayudando a mantener el equilibrio de los organismos vivos y productos químicos en nuestro medio ambiente.1

Un virus es un conjunto de genes, compuestos de DNA o RNA, empacados en un recubrimiento que contiene proteínas. Algunos virus también tienen una membrana de lípidos de doble capa externa al recubrimiento a la que se llama envoltura. La partícula viral completa resultante se denomina virión. Los virus tienen un requisito obligado de crecimiento intracelular y una fuerte dependencia de los componentes estructurales y metabólicos de la célula hospedadora.3 

Las bacterias son las células independientes más pequeñas y versátiles. Son los organismos primeros y más pequeños capaces de vivir en forma independiente. El pequeño tamaño y la naturaleza casi incolora de las bacterias demandan el uso de tinciones para visualización con un microscopio óptico o con el uso de microscopio electrónico. Las principales formas que adoptan son esferas (cocos), bastones (bacilos), bastones doblados o curvos, y espirales.3 

Los hongos son una clase definida de microorganismos, la mayor parte de los cuales son formas de vida libre, que actúan como putrefactores en el ciclo energético. Son células eucariotas con un nivel biológico de complejidad más elevado que las bacterias. Pueden ser unicelulares o sufrir diferenciación y ser multicelulares mediante el desarrollo de filamentos ramificados.4

Los parásitos son organismos que pertenecen a uno o dos grupos taxonómicos principales: protozoarios y helmintos. Los protozoarios son células eucariotas, microscópicas, que en la revisión simple parecieran levaduras por su tamaño y simplicidad. Los helmintos son gusanos macroscópicos, multicelulares que poseen tejidos diferenciados y sistemas orgánicos complejos. Las especies menos comunes, causantes de enfermedades, suelen ser parásitos obligados que dependen de hospedadores vertebrados, artrópodos o de ambos para su supervivencia.5

(1,2) NATALIA TABORDA RESTREPO, VERÓNICA FLOREZ GOMEZ, DANIELA GIRALDO ALZATE. (2015). La Microbiología. Octubre 2015, de INSTITUCIÓN EDUCATIVA JAVIERA LONDOÑO MEDELLÍN Sitio web: http://www.solociencia.com/biologia/microbiologia.htm#microorganismos-clasificacion

(3,4,5, Cuadro 1.1) Kenneth J. Ryan, C. George Ray, Nafees Ahmad, W. Lawrence Drew, James J. Plorde. (2010). Sherrys Microbiología médica. New York, N.Y., U.S.A.: McGRAW-HILL INTERAMERICANA EDITORES, S. A. de C. V..