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BACTERIOLOGÍA GENERALBACTERIOLOGÍA GENERAL
Dr. Amércio Leyva Rojas
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LA MICROBIOLOGÍA ES UNACIENCIA DE 150 AÑOS DE VIDA
La microbiología es una ciencia nueva. Antes del año 1800, laimportancia de la existencia y el manejo de organismos ³vivosinvisibles´ no integraba el conocimiento activo del hombre. Existen,sin embargo, algunos documentos de un pasado remoto, que muy
pocos pensadores vislumbraron, teóricamente, la existencia de losmicroorganismos.
La historia real del conocimiento de los microbios se inicia bucólicamente con la creación del microscopio en 1650, luego tuvo undesarrollo muy lento, que abarca casi dos siglos de maduraciónintelectual.
Sólo fue posible el desarrollo científico de la microbiología desde queel hombre pudo ver (microscopia), cultivar (hacer crecer los seresinvisibles en el laboratorio) y aislar en cultivos puros a las distintasespecies de microorganismos (desarrollo de la taxonomía ynomenclatura) así se pudo establecer la biodiversidad extraordinaria
del mundo de los microbios.
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Fue necesario el advenimiento de nuevas técnicas(fundamentalmente esterilización) que permitieran el
aislamiento, la individualización y el estudiocomparativo de los microorganismos. Esta maduraciónintegral del conocimiento se concreta en formaexplosiva y universal recién a partir de 1875.
La presencia e importancia ecológica de la masa bióticade microorganismos, existente en el planeta desde el periodo precámbrico (miles de siglos antes que loshumanos), fue ignorada conceptualmente hasta el iniciodel siglo XX.
En realidad, el desarrollo de la microbiología comociencia no proviene de ninguna abstracción teórica, sinode la necesidad de resolver problemas prácticos,vinculados con los grandes cambios sociales generados
en la Europa posrenacentista.
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EVOLUCIÓNEVOLUCIÓN
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Ultraestructura bacteriana
Dentro de las eubacterias existen tres grupos de bacterias que pueden ser
diferenciados en relación a la estructura de la pared celular. Para poder diferenciar aestos grupos no es necesario utilizar complejos sistemas de identificación, y basta
con un microscopio óptico y unas cuantas soluciones de colorantes.
La forma más sencilla de iniciar una identificación del microorganismo que se
desea estudiar es realizar una coloración o tinción de Gram. La tinción de Gram es
una tinción diferencial porque no todas las células se tiñen de la misma manera y permite discriminar entre dos grandes grupos de eubacterias, las eubacterias Gram
positivas y Gram negativas.
Los microorganismos Gram positivos, como el Staphylococcus aureus, adquieren
un color violeta después de la coloración de Gram debido a que contienen una pared
celular estructuralmente muy diferente a la de los microorganismos Gram negativos,como la Escherichia coli, que adquieren un color rosado.
El tercer grupo de eubacterias es el de los Bacilos Acido-Alcohol Resistentes
(BAAR) que pueden ser diferenciados utilizando la coloración de Ziehl-Neelsen. La
diferencia en la coloración no se debe a reacciones químicas con ciertos
componentes de la pared sino a la estructura física de la misma.
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PARED BACTERIANA (peptidoglucano)PARED BACTERIANA (peptidoglucano)
Esquema de la estructura del
peptidoglicano del Staphylococcus
aureus
Esquema de la estructura del
peptidoglicano de la Escherichia coli
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Envolturas de Bacterias Gram Negativas
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Envoltura de Bacterias Gram positivas
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Entrecruzamiento del peptidoglicano
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Las eubacterias Gram positivas son células con una gruesa pared celular de
peptidoglicano.
Estás células poseen una membrana citoplasmática con fosfolípidos y
proteínas. Por fuera de la membrana citoplamática se encuentra la pared celular
que está compuesta por una ancha capa de peptidoglicano. Este peptidoglicano
es una macromolécula gigante formada por cadenas de un dímero compuesto
por N-acetilglucosamina y N-acetilmurámico. A su vez, estas cadenas se
encuentran unidas entre sí mediante péptidos, que son pequeñas cadenas de
aminoácidos que se entrecruzan. Estos puentes peptídicos son característicos de
las distintas bacterias y presentan mayor rigidez cuanto más completo sea el
entrecruzamiento.
El peptidoglicano es una malla porosa que otorga forma y rigidez a la célula, y
evita que la célula estalle en medios hipotónicos. Al ser porosa permite el paso
de nutrientes desde el exterior y el movimiento de enzimas catalíticas y
productos de secreción hacia el exterior de la célula.
MICROORGANISMOS GRAM POSITIVOSMICROORGANISMOS GRAM POSITIVOS
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La pared celular Gram positiva también contien ácidos teicoicos y ácidos lipoteicoicos. Los
ácidos teicoicos son cadenas de ribitol o glicerol unidas por fosfodiésteres, y están unidos
covalentemente al peptidoglicano por medio de grupos fosfodiéster en el oxihidrilo del C6
del N-acetilmurámico. Los ácidos lipoteicoicos son polímeros de glicerofosfato se encuentrananclados en la membrana citoplasmática y no están unidos al peptidoglicano. La función de
estos compuestos sería estructural, pero existen evidencias que indican que también
participarían en la regulación de las enzimas hidrolíticas que renuevan la pared celular
(autolisisnas) y que serían sitios de fijación de fagos.
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MICROORGANISMOS GRAM NEGATIVOSMICROORGANISMOS GRAM NEGATIVOS
Las eubacterias Gram negativas son células con una delgada capa de peptidoglicano
y una segunda envoltura denominada membrana externa.Las células se encuentran envueltas por una membrana citoplasmática formada por
una bicapa fosfolipídica y proteínas. Por encima de esta membrana se encuentra una
fina capa de peptidoglicano que se halla unida covalentemente a unas lipoproteínas
de anclaje que fijan la membrana externa por medio de porciones lipofílicas. Entre la
membrana citoplasmática y la membrana externa queda delimitado el espacio
periplásmico. Este espacio es ocupado por el periplasma que es una matriz isotónica
respecto al citoplasma, isotonicidad que es mantenida mediante los oligosacáridos
derivados de membrana (MDO), y en la que se hallan componentes catalíticos de
suma importancia para la viabilidad celular.
La membrana externa tiene una estructura de bicapa asimétrica en donde la cara
externa esta compuesta por el lipopolisacarido (LPS) y la cara interna por fosfolípidos. Además, esta membrana es rica en proteínas, algunas de las cuales se
denominan porinas. La membrana externa funciona como una barrera de
permeabilidad para ciertas sustancias como antimicrobianos y enlentece el pasaje de
otros que son inactivados en el periplasma. El LPS está formado por tres regiones: el
polisacárido O (Antígeno O), el polisacárido del centro (KDO) y el lípido A
(Endotoxina).
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La presencia del LPS en la membrana externa le confiere a la célula una efectiva protección
contra enzimas digestivas y detergentes como las sales biliares, y dota a la superficie bacteriana
con una fuerte hidrofilicidad que le permite a la célula evadir la fagocitosis, tener cierta
resistencia al complemento, evitar la respuesta inmune específica por alteración de la superficieantigénica y adherirse a ciertas células del hospedador.
Las porinas son poros o canales proteicos no específicos que pueden ser atravesados por
pequeñas moléculas hidrofílicas. En la membrana externa se encuentran otras proteínas que
funcionan como canales de difusión específicos y facilitan el paso de di, tri y oligosacáridos.
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FORMAS L
Son bacterias que han perdido la capacidad desintetizar paredes celulares completas y se
denominan así porque fueron descriptivas en el
Lister Institute de Londres.
Se pueden observar formas L de bacterias
Gram negativas y de bacterias Gram positivas,
generalmente cuando crecen en tejidos
animales infectados. Algunas formas Lsintetizan parcialmente pared celular, mientras
que otras carecen totalmente de ella.
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PROTOPLASTOS Y ESFEROPLASTOS
Son bacterias sin pared producidas de maneraartificial. Si por un método enzimáticocombinado (lisozima, EDTA y peptidasas) selogra eliminar la rigidez de la pared de una
bacteria y se coloca la célula en un mediohipertónico de sacarosa al 20% o sales (CIK 0,5 M), se libera un cuerpo esférico, sin paredque se conoce con el nombre de protoplasto.
Los protoplastos adquieren una forma esférica porque la presión osmótica interna impulsa entodas direcciones de la superficie interna de lamembrana plasmática.
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El protoplasto puede cumplir en estas
condiciones casi todas las funciones
biológicas: síntesis de enzimas, esporulación(si el proceso se ha iniciado en la célula
intacta) o soportar la multiplicación de
bacteriófagos cuando la célula ha sido previamente infectada. Se han detectado
algunas diferencias metabólicas según esté la
pared o no, indicando que, además, de su
función física de contención, la pared
condiciona algunos aspectos del metabolismo.
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Si la célula ha adquirido una forma esférica
por ruptura de la pared, pero todavía retienerestos de ésta, se habla de esferoplastos. El
término protoplastos es usado en general para
bacterias Gram positivas y el de esferoplastos,
para las Gram negativas, ya que éstasinevitablemente retienen algunos componentes
de la membrana externa. Los esferoplastos
también son osmóticamente sensibles, auncuando presenten ³pedazos´ de pared
asociados a la membrana plasmática.
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Esterilización: eliminación o muerte de todos los microorganismos que contiene
un objeto o sustancia, y que se encuentran acondicionados de tal forma que no
pueden contaminarse nuevamente.
Sanitizante: agente que disminuye la carga microbiana total a un nivel el cual es
seguro para la salud de la población. Sólo es aplicable sobre objetos inanimados.
Desinfectante: agente que elimina la carga microbiana total en superficies
inanimadas tales como habitaciones.
Antiséptico: agente que controla y reduce la presencia de microorganismos
potencialmente patógenos sobre piel y/o mucosas (sólo pueden aplicarse
externamente sobre seres vivos).
Agentes antibacterianos esterilizantes y/o desinfectantes
P rovocan pérdida de la viabilidad en los microorganismos
Físicos (calor, radiaciones)
Químicos (óxido de etileno, formaldehído, agentes oxidantes, soluciones
antisépticas.)
P rovocan una separación de los microorganismos de la sustancia líquida
Filtración (se eliminan los microorganismos presentes en un fluido).
ESTERILIZACIÓNESTERILIZACIÓN
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