1. Clasificación y características básicas de los microorganismos

En general, las formas de vida pertenecen a dos reinos: el animal y el vegetal. Sin embargo, existen formas muy sencillas de vida que no son fáciles de clasificar taxonómicamente. Este sería el caso de los microorganismos. Algunos de ellos presentan caracteres del reino animal, como su capacidad de movimiento, producción de energía, etc., mientras que otros microorganismos se asocian a vegetales, porque presentan clorofila y obtienen energía a partir de la luz por fotosíntesis, tal y como lo hacen las plantas verdes. Precisamente, por estas similitudes y diferencias con ambos reinos, ha sido necesario adoptar decisiones arbitrarias que han permitido poder clasificar taxonómicamente los microorganismos.

Todo comenzó con Darwin, en 1859, cuando consideró a los microorganismos como seres vivientes que no tenían porqué pertenecer claramente a uno u otro grupo. Posteriormente Haeckel, en 1866, fue más allá, y habló de un tercer reino denominado protista que incluía seres vivos con características animales y vegetales y cuya organización era demasiado sencilla. A partir de aquí, y según el grado de complejidad de sus estructuras celulares, los protistas se dividieron en:

1. Protistas superiores, que corresponden a hongos, protozoos y casi todas las algas que poseen células eucariotas (núcleo verdadero) semejantes a plantas o animales y englobados en estos reinos.

2. Protistas inferiores, que incluyen las bacterias y el grupo de algas cianofíceas, que se caracterizan por ser células menores o procariotas (no presentan membrana que separe el núcleo del resto de la célula).

Desde entonces se ha intentado crear un sistema de clasificación útil y universalmente aceptado para las bacterias. En la actualidad el sistema de clasificación más aceptado a nivel mundial es el Manual de Bergey (Bergey's Manual of Determinative Bacteriology), cuya primera edición apareció en 1923 y la novena en 1992. Ésta ha permitido clasificar todas las bacterias hasta el momento encontradas en un total de 19 secciones subtituladas con nombres comunes de tipo descriptivo y afines, tal y como se indicará a continuación. Aquí van a ser expuestas las más importantes hasta el momento encontradas aunque para más detalle, seria conveniente la consulta de la novena edición de Bergey's Manual of Determinative Bacteriology, (1992).

Para poder comprender la gran diversidad de organismos existentes es preciso agruparlos y organizar los grupos generales en una estructura jerárquica sin superposiciones. De eso se encarga la TAXONOMÍA, que es la ciencia de la clasificación biológica. La taxonomía en su sentido más amplio se descompone en tres partes independientes pero interrelacionadas:

· Clasificación· Nomenclatura

· Identificación

La clasificación es la estructuración de los organismos en grupos o taxones en función de semejanzas mutuas o del parentesco evolutivo.

La nomenclatura es la rama de la taxonomía que se ocupa de la asignación de nombres a grupos taxonómicos de conformidad con normas publicadas.

La identificación constituye el lado práctico de la taxonomía que consiste en establecer que un organismo determinado pertenece a un taxón reconocido.

Se han distinguido diversas posturas ante las relaciones entre la Taxonomía (facilitan el análisis comparativo) y la Filogenia (historia evolutiva de los taxones, sostenida por algunos ecólogos), ambas se consideran herramientas o métodos que permiten dar un nombre tipificado a determinadas entidades. Existen posturas contrarias que conciben a la Taxonomía como una aproximación a la Filogenia, debiendo reflejar la evolución

de las especies y, por tanto, considerando a ambas disciplinas como interdependientes.

En fin, la taxonomía microbiana es un tema muy amplio y que requiere del conocimiento de muchos aspectos, en este tema nos centraremos en los principios generales y daremos algunos ejemplos.

1.1. DESARROLLO DE LA TAXONOMÍA MICROBIANA

El creador de la Taxonomía fue el botánico sueco Carl von Linneo, su sistema de nomenclatura, el sistema binominal, se usa todavía en la actualidad.

Hasta mediados del siglo XIX se conocían sólo dos reinos, animal y vegetal. Luego de comenzar a conocerse la existencia de microorganismos, en 1866, Ernst Haeckel creó un tercer reino que llamó los Protistas.

Con el desarrollo del microscopio fue posible el reconocimiento de las células eucariotas y procariotas y eso condujo a la ubicación de las bacterias en un reino separado de microorganismos sin núcleo al que se le dio el nombre de Procariotae, tal como lo propuso Robert G. E. Murray en 1968.

En 1969, R. H. Whittaker propuso un sistema de clasificación en cinco reinos:

· Monera, incluye a todos los microorganismos procariotas.

· Protista, incluye a todos los microorganismos eucariotas unicelulares u ocasionalmente multicelulares.· Fungi, reino que incluye a los hongos en sus diversas formas.· Plantae, corresponde al reino vegetal.

· Animalia, corresponde al reino animal.

Posteriormente, nuevas técnicas de biología molecular se usaron para estudiar la composición del ARN ribosómico y revelaron que hay realmente dos tipos de células procariotas (arqueas y bacterias) y un tipo de células eucariotas. En 1978, Carl R. Woese propuso elevar los tres tipos de células a un nivel por encima del reino, llamado dominio y de ahí surgió el sistema de clasificación de tres dominios que se conoce en la actualidad y que comprende:· Bacteria (procariotas unicelulares cuya pared celular contiene peptidoglucanos)

· Arquea (procariotas unicelulares cuya pared celular no contiene peptidoglucanos)

· Eukarya (todos los eucariotas)

1.2. ENFOQUES DE LA TAXONOMÍA BACTERIANA

Desde que en 1984 fue publicada la octava edición del Manual de Bergey han tenido lugar algunas modificaciones en la clasificación o en la taxonomía de las bacterias. Algunos de los nuevos taxones han sido creados como consecuencia del empleo de los métodos de genética molecular, solos o en combinación con algunos de los métodos más tradicionales:

· Homología del DNA y contenido de G + C del DNA en moles %.· Semejanzas en la secuencias del RNAr de 23S, de 16S y de 5S.· Catalogación de los oligonucleótidos.Análisis de la taxonomía numérica de las proteínas totales

solubles o de una serie de caracteres morfológicos y propiedades bioquímicas.· Análisis de la pared celular.· Perfiles serológicos.· Perfiles de los ácidos grasos celulares.

Si bien algunos de estos métodos han sido empleados durante muchos años (p.e. el análisis de la pared celular y los perfiles serológicos), otros (p.e. las semejanzas en las secuencias del RNAr) se han utilizado mucho sólo a partir de los años 80. Los métodos más eficaces como instrumentos de taxonomía bacteriana se describen y se revisan brevemente a continuación.

ENFOQUE CLÁSICO

Se denomina así porque es el que se ha utilizado durante más de 100 años. Se determinan características de diferentes microorganismos y esas características se utilizan después en la separación de los grupos.

La unidad taxonómica de la Microbiología es el CLON o CEPA, se denomina así a una población de células genéticamente idénticas derivadas de la división sucesiva de una sola célula.

Un grupo de cepas que tiene la mayoría o todas las características en común será clasificado como una ESPECIE, y las especies relacionadas se clasifican en el mismo GÉNERO.

En general en este enfoque se le da más valor a las características estructurales y morfológicas que a las fisiológicas y bioquímicas por las razones siguientes:

· La morfología de una bacteria es el resultado de la expresión de un gran número de genes que controlan enzimas, las cuales a su vez determinan la síntesis de diversos componentes estructurales.

· La morfología tiene un cierto grado de independencia de las influencias ambientales y en general las bacterias presentan las mismas formas y estructuras en los diversos ambientes en los que se desarrollan.

· La morfología es por lo general una característica estable genéticamente y no sufre amplios cambios como resultado de mutaciones en un solo gen.

· La morfología de una bacteria es fácil de determinar con la ayuda de un microscopio.

Entre las características no morfológicas que tienen valor taxonómico tenemos: composición química de la pared celular, inclusiones citoplasmáticas y productos de reserva, composición química de la cápsula, pigmentos, requerimientos nutricionales, capacidad para usar diferentes fuentes de carbono, nitrógeno, azufre y energía, productos de fermentación, necesidades gaseosas, requerimientos y tolerancias de temperatura y pH, sensibilidad a antibióticos, patogenicidad, relaciones simbióticas, características inmu -nológicas, hábitat, etc.

Algunas de estas características pueden no ser aplicables en un grupo en particular, dependiendo del caso variarán el número y tipo de los datos recopilados para efectuar una buena clasificación.

El enfoque clásico es casual y no sistemático, pero resulta muy útil para algunos grupos de bacterias.

ENFOQUE GENÉTICO O MOLECULAR

Tiene por objeto determinar el grado de relación genética de diferentes organismos. Este enfoque involucra estudios diseñados para demostrar directa o indirectamente que las secuencias de bases del ADN de dos organismos son semejantes o idénticas, lo cual puede hacerse de varias maneras.

Composición de bases del ADN o del ARNr

Es posible mediante métodos físicos o químicos saber el contenido de bases del ADN, el que por convenio se expresa en %G+C. Diferencias en %G+C mayores de 10% nos indican que las cepas estudiadas no están estrechamente relacionadas, pero proporciones de bases semejantes no nos indican con certeza que las cepas estudiadas estén relacionadas, ya que las bases podrían estar en la misma proporción pero en secuencias diferentes.

Las tendencias más recientes para establecer relaciones filogenéticas se basan en la comparación de las secuencias de ARN ribosómico.

Hibridación y homología de ácidos nucleicos

Este procedimiento está basado en la capacidad que tienen las cadenas de ADN de un organismo para formar un híbrido con las cadenas de ADN de otro organismo o entre dos muestras de ADN desnaturalizado, uno de los cuales está marcado con un radioisótopo o con un colorante fluorescente, para posteriormente cuantificar. Para ello se requiere siempre un punto de referencia el cual es suministrado por ADN de una cepa de referencia que es preparado marcado y no marcado. La cantidad de reasociación entre estos 2 ADN homólogos es determinada y se le asigna un valor del 100%. La cantidad de reaso-ciación entre el ADN de referencia y ADN de otra cepa puede ser medido y expresado como un porcentaje del valor para la reasociación de ADN de la cepa de referencia.

La técnica de hibridación es más eficaz si uno de los ácidos nucleicos que se van a reasociar (hibridar) está en forma de fragmentos muy pequeños, por lo que previamente los ácidos nucleicos se someten a una agitación a alta velocidad. Para estudios de organismos con parentescos más lejanos puede utilizarse también ARN en vez del segundo ADN, ya que el ARN representa una pequeña porción del genoma del ADN total.

Estas técnicas de biología molecular han dado lugar a nuevas herramientas moleculares que se han adoptado rápidamente al campo del diagnóstico microbiológico. Este nuevo enfoque utiliza factores genotípicos más que fenotípicos para identificar microorganismos específicos. Un ejemplo de estas técnicas modernas de identificación lo constituyen las sondas de ácido nucleico, son oligonucleótidos cortos y de secuencia única que se emplean como sonda de hibridación para la identificación de microorganismos. Estos métodos son altamente sensibles y específicos.

Homología entre proteínas:

Hay muchos métodos para comparar proteínas, de los cuales el más seguro es la determi nación de la secuencia de aminoácidos de la proteína purificada. Como esta secuencia está directamente relacionada con la secuencia de bases de los genes que controlan su síntesis, secuencias similares de aminoácidos en proteínas funcionalmente similares indican que los organismos tienen secuencias similares de bases para estos genes.

Recombinación genética:

En bacterias que poseen mecanismos para recombinación genética, puede demostrarse proximidad genética por medio de estudios sobre la eficacia del intercambio genético.

Sin embargo como incluso bacterias muy relacionadas no pueden aparearse por diversas razones, el análisis de la recombinación genética hace posible el reconocimiento de semejanzas pero no de diferencias, puesto que si no ocurre recombinación, no se puede decir por esta sola razón que no están relacionadas.

1.3. NOMENCLATURA

Es el darle nombre a los microorganismos y su objetivo es precisamente elegir el nombre adecuado y nombrar el germen siempre por el mismo nombre evitando así confusiones.

Es importante diferenciar entre taxonomía y nomenclatura, ya que nomenclatura es únicamente darle el nombre al organismo luego que se ha completado el trabajo taxonómico.

Para nombrar las bacterias se usa el esquema binomial en el cual el nombre de la bacteria está constituido por 2 palabras; la primera es una palabra en latín o latinizada, que se escribe con la primera letra en mayúscula e indica el GÉNERO, usualmente esta palabra proviene del nombre del descubridor u otro científico relacionado o describe la morfología del microorganismo. La segunda palabra indica la ESPECIE, se escribe con minúscula, y es usualmente descriptivo refiriéndose al color, origen, patogenicidad, etc.

Ejemplo: Bacillus subtilis

↓ ↓

Género Especie

Los nombres científicos de las bacterias deben ser escrito en letra cursiva (Itálica) o en su defecto cada palabra debe ser subrayada.

Las reglas y métodos del sistema de Nomenclatura Bacteriana se encuentran en el Código Internacional de Nomenclatura Bacteriana.

1.4. IDENTIFICACIÓN

La información acerca de los microorganismos obtenidas de los métodos ya citados, nos permite no sólo la clasificación de nuevos microorganismos sino también la identificación de los microorganismos ya conocidos, aislados de muestras de orígenes diversos.

Dos de los métodos utilizados para la identificación son: las claves dicotómicas y los cladogramas.

Claves dicotómicas

Con el uso de las claves dicotómicas, la identificación se basa en preguntas sucesivas, y cada pregunta tiene dos respuestas posibles. Después de responder una pregunta, se dirige al investigador a otra pregunta hasta que el microorganismo es identificado. Aunque estas claves a menudo tienen poco que ver con las relaciones filogenéticas, son de gran valor para la identificación.

Cladogramas

Son mapas o diagramas, como el que se presenta en la página 2, que muestran relaciones evolutivas entre los microorganismos, basados principalmente en la secuenciación del ARN ribosómico.

1.5. RANGOS DE LOS GRUPOS TAXONÓMICOS

Un grupo taxonómico es un grupo de microorganismos tratados como un grupo con nombre en una taxonomía formal.

Las categorías taxonómicas que se dan a continuación están colocadas en rango taxonómico descendente:

Clase Orden Familia Tribu Género Especie

El nombre del grupo taxonómico entre el orden y el género se forma añadiendo el sufijo correspondiente a la raíz del nombre del género tipo.

Grupo taxonómico Sufijo Ejemplo

Orden -ALES PseudomonadalesFamilia -ACEAE PseudomonadaceaeTribu -EAE PseudomonadeaeGénero Pseudomonas

1.6. SISTEMA DE CLASIFICACIÓN UNIVERSALMENTE ACEPTADO PARA LAS BACTERIAS. BERGEY'S MANUAL OF DETERMINATIVE BACTERIOLOGY

Las bacterias se encuentran clasificadas dentro del reino procariota, División II, donde se incluye un total de 19 secciones.

Sección I: incluye bacterias fototróficas, que en ningún caso son patógenas para el hombre. Presentan características vegetales, como el poder obtener energía a partir de la luz por procesos de fotosíntesis. En dicha sección se incluyen tres familias, cada una de las cuales presenta una gran cantidad de géneros.

· Familia Rodospirilaceae· Familia Cromatiaceae· Familia Clorobiaceae

Sección II: aquí se incluyen bacterias deslizantes, que hasta el momento no se asocian a procesos patógenos:

· Familia Míxococaceae· Familia Arcangiaceae· Familia Cristobacteriaceae· Familia Poliangiaceae· Familia Citofagaceae· Familia Begiatoaceae· Familia Acromatiaceae· Familia Pelonemataceae

Sección III: en dicha sección se incluye un total de 7 géneros de bacterias envainadas que hasta el momento, salvo alguna excepción, no se asocian a procesos patógenos para el hombre:

· Género Lieskeella· Género Clonothrix· Género Phragmidiothrix· Género Crenothrix· Género Leptothrix· Género Streptothrix· Género Sphaerotilus

Sección IV: a dicha sección pertenece un total de 17 géneros distintos, que se caracterizan por incluir bacterias pedunculadas que se dividen por gemación. Hasta el momento no se han encontrado agentes patógenos para el hombre.

Sección V: en dicha sección nos vamos a encontrar el Orden Espiroquetales, con la Familia Espiroquetaceae, que engloba un total de 5 géneros. Aquí si se encuentran muchas especies patógenas para el hombre

· Género Spirochaeta· Género Treponema· Género Borrelia· Género Leptospira· Género Cristispira

Ejemplo de especies patógenas para el hombre: Treponema pallidum (sífilis), Borrelia recurrentis (fiebres recurrentes).

Sección VI: en dicha sección se encuentran las bacterias curvadas o espiriladas e incluye la Familia Espiralaceae con los géneros Spirilum y Campylobacter, alguna de cuyas especies se asocia a procesos

patógenos del hombre. Además, dentro de dicha sección, existe un total de 4 géneros de afiliación dudosa, no asociados a procesos infecciosos en el hombre.

Sección VII: en esta sección se incluyen bacilos y cocos aerobios Gram-. Se va a dividir en un total de 5 familias y 6 géneros de afiliación dudosa. Las familias de esta sección son:

· Familia Pseudomonadaceae, que engloba un total de 4 géneros, siendo desde un punto de vista clínico el Género Pseudomonas el más importante para el hombre.

· Familia Azotobacteriaceae, con un total de 4 géneros, que hasta el momento no presentan importancia clínica para el hombre.

· Familia Rizobiaceae, que incluye 2 géneros

· Familia Metilomonadaceae, que incluye igualmente otros 2 géneros sin importancia clínica para el hombre.

· Familia Halobacteriaceae, que incluye 2 géneros

Los 6 géneros de afiliación dudosa hasta el momento encontrados son los siguientes:

· Género Alcaligenes· Género Acetobacter· Género Brucella· Género Bordetella· Género Francisella· Género Thermus

En los géneros de afiliación dudosa si nos encontramos con especies con gran importancia clínica para el hombre, como el Género Brucella, agente etiológico de las brucelosis o fiebres de malta en el hombre, o algunas especies del Género Bordetella, como B. pertussis, responsable de la tosferina.

Sección VIII: en esta sección se encuentran los bacilos Gram- anaerobios facultativos. Está formada por dos importantes familias:

· Familia Enterobacteriaceae· Familia Vibrionaceae

La Familia Enterobacteriaceae está formada por un total de 12 géneros:

· Género Escherichia· Género Salmonella· Género Shigella· Género Enterobacter· Género Citrobacter· Género Klebsiella· Género Serratia· Género Proteus· Género Yersinia· Género Edwardsiella· Género Hafnia· Género Erwinia

En su mayoría, estos géneros presentan especies patógenas para el hombre, por ejemplo Salmonella typhi (fiebres tifoideas), Shigella disenteriae (disentería bacilar), Yersinia pestis (peste), etc.

La familia Vibrionaceae se caracteriza por presentar forma de coma o bacilo incurvado. Incluye un total de 5 géneros:

· Género Vibrio· Género Aeromonas· Género Pleisomonas· Género Photobacterium· Género Lucibacterium

De todos estos géneros, el Vibrio es el que presenta las especies más patógenas para el hombre, como por ejemplo la especie Vibrio cholerae, agente etiológico del cólera.

Además, en la sección VIII se incluye aproximadamente un total de 9 géneros de afiliación hasta el momento dudosa. Dentro de estos géneros se encuentran especies con interés clínico para el hombre, como es el caso del Género Haemophylus con la especie H. influence, responsable de algunas meningitis en niños o algunas especies del Género Pasteurella o Flavobacterium, donde se han descrito casos de meningitis en lactantes y prematuros.

Sección IX: esta sección la forman bacterias anaerobias Gram-. Se incluye la Familia Bacteroidaceae con un total de 3 géneros y que, junto a 6 géneros de dudosa afiliación, presenta poco interés clínico para el hombre.

Sección X: en esta sección se encuentran cocos y cocobacilos Gram- y aerobios. Se incluye la Familia Neiseriaceae con los géneros Neisseria, Branhamella, Moraxella y Acinetobacter, con importancia clínica para el hombre en alguna de sus especies como por ejemplo N. meningitidis (meningitis) y N. gonorroheae (gonorrea). La sección X también incluye dos géneros de dudosa afiliación y sin importancia clínica para el hombre.

Sección XI: en esta sección se encuentran cocos anaerobios Gram-. Se incluye la Familia Veilonelaceae, que engloba un total de 3 géneros sin interés clínico hasta el momento para el hombre.

Sección XII: en esta sección se encuentran las bacterias quimiolitotrofas Gram-. Incluye las siguientes familias:

· Familia Nitrobacteriaceae. Sus especies utilizarán el amoniaco, los nitratos o nitritos (según la especie que sea) para formar nitrógeno atmosférico. En esta Familia aparece un total de 7 géneros, siendo uno de los más importantes el Género Nitrobacter. Hasta el momento no se han descrito casos de efectos patógenos para el hombre.

· Familia Siderocapsaceae, que incluye un total de 4 géneros que tienen en común el utilizar sales de hierro en su metabolismo. No se han encontrado especies patógenas para el hombre.

En esta sección también se incluye una serie de géneros de afiliación dudosa y no patógenos para el hombre capaces de metabolizar ciertos compuestos azufrados, como por ejemplo Thiobacillus, Sulfolobus, etc.

Sección XIII: aquí se incluyen bacterias productoras de metano. Incluye la Familia Metanobacteriaceae, con un total de 3 géneros sin interés clínico para el hombre.

Sección XIV: en esta sección se encuentran bacterias en forma de coco y Gram+. Incluye un total de 3 familias:

· Familia Micrococaceae, con 3 géneros: Género Micrococcus, Género Staphylococcus y Género Planococcus. Alguno de éstos presenta gran interés clínico para el hombre, como S. Aureus.

· Familia Streptococaceae, con un total de 5 géneros, siendo el Género Streptococcus el más importante de todos ellos debido al efecto patógeno para el hombre de alguna de sus especies, como por ejemplo, S. pyogenes.

· Familia Peptococaceae. Son anaerobios estrictos y presentan un total de 4 géneros. Salvo alguna excepción, no se han descrito cuadros clínicos.

Sección XV: en esta sección se encuentran las bacterias bacilares y cocoideas formadoras de endosporas. Incluye la Familia Bacilaceae, con un total de 5 géneros:

· Género Bacillus· Género Clostridium· Género Sporolactobacillus· Género Desulfatomaculum· Género Sporosarcina

De todos estos géneros los más importantes desde un punto de vista clínico son el Género Bacillus, p.e. B. antrhacis (ántrax o carbunco) y el Género Clostridium, p.e. Cl. tetani (tétanos) y Cl botulinum (botulismo), etc.Sección XVI: aquí se encuentran las bacterias bacilares Gram- no formadoras de esporas. Incluye la Familia Lactobacilaceae con el Género Lactobacillus, que tiene interés en la industria alimenticia y un total de 3 géneros de dudosa afiliación:

· Género Listeria· Género Erysipelothrix· Género Caryophanon

Los dos primeros géneros presentan especies asociadas a algunos procesos patógenos en el hombre.

Sección XVII: en esta sección se encuentran los actinomices y otros microorganismos relacionados. Se incluyen el Orden Actinomicetales, con un total de 7 familias, y otros microorganismos relacionados con esta sección, tales como la Familia Propionibacteriaceae y el Género Corinebacterium.

Orden Actinomicetales. Presenta las siguientes familias:

· Familia Actinomicetaceae, con un total de 5 géneros de los que el más importante desde un punto de vista clínico para el hombre es el Género Actinomyces.

· Familia Actinoplanaceae, con un total de 10 géneros sin interés clínico para el hombre.

· Familia Dermatofilaceae, con un total de 2 géneros.

· Familia Micobacteriaceae, con el Género Mycobacterium, que presenta gran importancia clínica por su efecto patógeno, p.ej.: Mycobacterium tuberculosis (tuberculosis) y Mycobacterium Ieprae (lepra).

· Familia Nocardiaceae, con un total de 2 géneros, Nocardia y Psedonocardia, asociada alguna de sus especies a procesos patógenos en el hombre.

· Familia Streptomicetaceae. Son bacterias muy filamentosas, que incluyen un total de 4 géneros no patógenos para el hombre pero con gran interés para éste, p.e. Género Streptomyces. A partir de alguna de sus especies se obtiene la estreptomicina.

· Familia Micromonosporaceae, con un total de 6 géneros no patógenos para el hombre.

Otros microorganismos relacionados dentro de esta misma sección son, la Familia Propionibacteriaceae, con 2 géneros, Género Propionibacterium y Género Eubacterium. Se han descrito ciertos cuadros clínicos de importancia para el hombre, [p.e. P. agnes (infecciones en piel)]. Dentro de esta sección se encuentran además el Género Corynebacterium con alguna especie patógena para el hombre, (p.e. Corynebacterium diptherioe.

Sección XVIII: en esta sección se encuentran todas las Rickettsias, que son bacterias que presentan ciertas similitudes con virus. En esta sección nos encontramos 2 importantes órdenes: Orden Rickettsiales y Orden Clamidiales.

Orden Rickettsiales. Incluye las siguientes familias:

· Familia Rickettsiaceae. Está formada por 10 géneros aproximadamente de los que, desde un punto de vista clínico para el hombre, los géneros Rickettsia y Coxiella son los más importantes.

· Familia Bartolenaceae, con 2 géneros importantes, Bartonella y Grahamella.

· Familia Anaplasmataceae, con un total de 5 géneros, no habiéndose descrito hasta el momento casos patógenos para el hombre.

Orden Clamidiales. Incluye una sola familia:

· Familia Chlamidiaceae, que presenta un solo género, el Género Chlamydia, del que se han descrito procesos patógenos para el hombre en alguna de sus especies.

Sección XIX: esta sección la forman micoplasmas, que son bacterias que se diferencian del resto porque no presentan pared bacteriana. Aquí se encuentra la Familia Micoplasmaceae con el Género Mycoplasma, del que alguna de sus especies se ha asociado a ciertos procesos patógenos, y la Familia Acoleplasmataceae con un solo género no patógeno para el hombre.

1.7. COCOS AEROBIOS Y ANAEROBIOS FACULTATIVOS

Los microorganismos correspondientes a cocos aerobios o anaerobios facultativos pertenecen a un amplio grupo de microorganismos con características metabólicas, bioquímicas y genéticas más o menos distintas aunque taxonómicamente se estudian de forma conjunta debido a que dichos grupos de microorganismos presentan una morfología idéntica tipo cocoidea y necesitan de la presencia de medios aerobios. En ciertas ocasiones crecen mejor en ambientes microaerófilos e inclusive anaerobios. Se va a caracterizar además por

presentar un comportamiento diferente a la tinción de Gram que según ésta sea, nos encontraremos con los siguientes tipos:

- Cocos Gram+ (presentan una coloración azul violácea en la tinción, debido a que el colorante que las tiñe es el cristal violeta). A esta característica pertenecen los géneros:

· Staphylococcus· Streptococcus

- Cocos Gram- (son microorganismos que en la tinción de Gram presentan un color rojo rosado, debido a qúe el colorante que tiñe es la safranina). A esta característica taxonómica pertenecen los géneros:

· Neisseria· Branhamella

Atendiendo a su comportamiento frente a la prueba bioquímica de la catalasa, los cocos Gram+, además pueden dividirse en:

- Cocos Gram+ catalasa positivo, característico de Staphylococcus

- Cocos Gram+ catalasa negativo, característico de Streptococcus

GENERO STAPHYLOCOCCUS

De acuerdo con la última edición del Manual del Bergey's, en la Sección XIV van a encontrarse cocos Gram+ aerobios y anaerobios facultativos que se clasifican dentro de tres familias: la Familia Micrococaceae, la Familia Streptococaceae y la Familia Peptococaceae. La primera incluye los Géneros Staphylococcus, Micrococcus, Stomatococcus y Planococcus, siendo Staphylococcus fundamentalmente el que presenta mayor interés clínico.

Así pues, el género Staphylococcus corresponde a cocos Gram+ inmóviles, aerobios y anaerobios facultativos, no formadores de esporas y de tamaño entre 0.5 y 2 micrómetros. Se agrupan en forma de racimos, producen catalasa en su metabolismo y degradan por fermentación los azúcares. Crecen bien en medios generales y son bastante resistentes a muchos agentes externos; de ahí su amplia distribución en la naturaleza. Es frecuente que formen parte de la flora normal de las mucosas y de la piel e, incluso, en procesos infecciosos, tales como intoxicaciones alimentarias, heridas y en general en distintos procesos patógenos.

S. aureus S. Epidermidis S. saprophyticusCoagulasa + - -Manitol + - -Toxina alfa + - -Proteína A + - -Sensibilidad + + -

novobiocina

Tabla 1. Características diferenciales del Género Staphylococcus.

ESPECIES MÁS IMPORTANTES DEL GÉNERO STAPHYLOCOCCUS

Dentro del Género Staphylococcus, se pueden distinguir las siguientes especies:

· Staphylococcus aureus

· Staphylococcus epidermidis

· Staphylococcus saprophyticusS. aureus es con diferencia la especie más patógena, agente etiológico de muchas infecciones. También es conocido como estafilococo dorado por el pigmento no difusible de color amarillo que forma. Bioquímicamente produce coagulasa y fermenta el manitol. En su pared celular se han encontrado en torno a 30 antígenos distintos, siendo los más importantes el polisacárido A, formado por ácidos teicoicos y polímeros de fosfato de ribitol, que inducen a la formación de anticuerpos. También se encuentra la proteína A, que forma parte de la pared celular de la bacteria y actúa como un potente agente antigénico.

Debido a estos componentes y otros que forman parte de la pared celular de S. aureus presentan diferentes caracteres antigénicos, que se subdividen en tipos, hecho que es utilizado para la tipificación de sueros.

S. epidermidis y S. saprophyticus son estafilococos oportunistas, encontrándose frecuentemente en el medio ambiente, en la piel y mucosas, ocasionando, sólo en situaciones de debilidad por parte del paciente, casos de patogenicidad. No producen toxinas, no producen coagulasa, no fermentan el manitol y no forman el pigmento amarillo característico de S. aureus.

GÉNERO STREPTOCOCCUS

De acuerdo con la última edición del Manual de Bergey's, se considera al Género Streptococcus englobado dentro de la Sección XIV y con carácter propio.

Los estreptococos van a corresponder a cocos Gram+ de tamaño relativamente pequeño (entre 1 y 1,5 micrómetros de diámetro), anaerobios facultativos y que se disponen en pares y sobre todo en cadenas. Son catalasa y oxidasa negativa y fermentan la glucosa con la consiguiente producción de ácidos. Muchas especies del Género Streptococcus son saprófitos para el hombre, otros son oportunistas y algunos patógenos.

ESPECIES MÁS IMPORTANTES DEL GÉNERO STREPTOCOCCUS

Aunque existen distintas clasificaciones a la hora de encuadrar los estreptococos, una de las más utilizadas consiste en el estudio de:

· El tipo de hemólisis.

· Sus caracteres antigénicos.

· Determinación del grupo antigénico al que pertenece a través de reacciones serológicas específicas (aglutinación pasiva, precipitación, inmunofluorescencia, etc.).

Tipo de hemólisis. Se basa en la capacidad de romper hematíes con la consiguiente producción de hemólisis alrededor de sus colonias en medio agar sangre o agar chocolate en la que crecen; de acuerdo con esto, tenemos:

· Gamma .hemolíticos: son llamados estreptococos no hemolíticos, ya que no van a producir ningún tipo de modificación en la periferia de sus colonias. No romper hematíes.

· Alfa hemolíticos: son estreptococos tipo viridans y corresponden a aquellos que van a producir una hemólisis parcial en torno a la colonia (decoloración parda verdosa).

· Beta hemolíticos: son llamados estreptococos hemolíticos y van a corresponder a aquellos que producirán una destrucción total de los glóbulos rojos próximos a su colonia, produciendo halos de transparencia generalmente grandes en torno a su colonia.

Caracteres antigénicos. Los antígenos que se encuentran en el Género Streptococcus se sitúan en su pared celular y en su cápsula. En su pared celular es característica la presencia de un péptidoglicano que le confiere propiedades tóxicas a la bacteria y que además le facilita la unión del estreptococo a las células epiteliales que invade. También nos encontramos con carbohidrato C, que es un polisacárido que puede presentar distintas características y, en función de éstas, se han dividido los estreptococos en grupos designados por las letras que van desde la A hasta la V. Además, existen estreptococos no clasificables en estos grupos, debido a que no presentan este carbohidrato C.

Se ha observado que la mayor parte de Streptococcus con carbohidrato C son además Beta hemolíticos, aunque existe una pequeña proporción de Alfa y de Gamma hemolíticos que pertenecen al grupo D de Lancefield. Los grupos más importantes son los del grupo A, que en su mayoría son también Beta hemolíticos y ejercen un efecto patógeno sobre el hombre. Además en el grupo A se ha observado que existen ciertas proteínas, siendo la más importante la M, que le confiere una gran virulencia a este tipo de gérmenes por las propiedades antifagocitarias que presenta.En sus cápsulas se ha encontrado en Streptococcus de los grupos A y C ácido hialurónico que presenta características antifagocitarias. En el grupo B se ha encontrado en su cápsula un carbohidrato asociado a infecciones del tracto respiratorio e incluso a infecciones del sistema nervioso central, como en el caso de S. pneumoniae.

En general, los estreptococos también pueden clasificarse inicialmente en función de su comportamiento antigénico frente a diversas pruebas serológicas de aglutinación pasiva, inmunofluorescencia, etc. Además, en esta clasificación se considerará el tipo de hemólisis y finalmente se completará con pruebas bioquímicas. El resultado de todo esto es la clasificación en tres importantes grupos:

· Streptococcus Beta hemoliticos, que corresponden a los grupos A, B, C, G y F.

·Streptococcus correspondientes al grupo D (enterococo), que pueden ser Alfa, Beta y Gamma hemoliticos y grupo D no enterococo.

· Streptococcus tipo Viridans

GÉNERO NEISSERIA

De acuerdo con la última edición del Manual de Bergey, el Género Neisseria se sitúa en la Sección X, donde se incluye a la Familia Neisseriaceae en la cual se encuentran microorganismos con forma cocoidea y con tendencia a agruparse en forma de diplococos. Estos tiñen con facilidad en la tinción de Gram comportándose como Gram-, son aerobios estrictos y en general todas las especies son parásitas del hombre y de los animales; algunas son altamente patógenas para éste aunque también se encuentran como saprófitas de mucosas en ciertas cavidades naturales. Se pueden aislar con facilidad en los genitales, faringe, fosas nasales, etc. Son citocromo-oxidasa positivos y utilizan los azúcares como fuente de energía, con la consiguiente acidificación del medio. Se comportan como catalasa positiva.

ESPECIES MÁS IMPORTANTES DEL GÉNERO NEISSERIA

De acuerdo con la última edición del Manual de Bergey's, la Familia Neiseriaceae se sitúa en la Sección X y se divide en un total de 4 géneros (Neisseria, Branhamella, Acinetobacter y Moraxella). De todos éstos, hasta el momento el Género Neisseria es el más importante desde un punto de vista clínico para el hombre.

Dependiendo del efecto que estas bacterias son capaces de producir en el hombre, Neisseria se dividen en tres importantes grupos:

· Neisseria meningitidis (meningococo). Es una especie patógena para el hombre difícil de cultivar salvo si el medio es muy específico y a temperaturas comprendidas entre 35-37 oC. Son especies muy estrictas y producen en el hombre meningitis.

· Neisseria gonorrhoeae (gonococo). Presenta idénticas características que la anterior, es decir, son especies muy exigentes y requieren cultivos muy específicos, incluso medios enrarecidos con CO2 (del 5 al 10%) ya que en estas condiciones se potencia su crecimiento. Crecen a temperaturas entre 35 y 37 oC. Son muy sensibles a los agentes externos y son parásitos estrictos del hombre, produciéndole gonorrea.

· Neisseria saprófitas (neiserias muy habituales en la rinofaringe y en el aparato genital). Son microorganismos poco exigentes, crecen a temperaturas entre 22 y 35 oC en medios generales y comunes, resisten muy bien los agentes externos y no son patógenos para el hombre. Entre las especies más características están Neisseria mucosa, Neisseria subflava, Neisseria lactamica, Neissería sicca, etc.

1.8. ENTEROBACTERIAS Y VIBRIOS

Las Enterobacterias corresponden a una gran familia de bacilos o cocobacilos Gram- aerobios y/o anaerobios facultativos, móviles (con flagelación peritrica) o inmóviles, que la última edición del Manual de Bergey's clasifica, junto a la Familia Vibrionaceae, dentro de la Sección VIII. Las Enterobacterias se caracterizan por ser fermentadoras de glucosa con o sin producción de gas (metabolismo oxidativo-fermentativo), suelen ser huéspedes habituales del tracto gastrointestinal del hombre y de los animales, produciendo en muchas ocasiones efectos patógenos de gravedad variable, en otros casos pueden actuar como saprófitos formando parte de la flora gastrointestinal, aunque también como consecuencia de esto se puede encontrar en el agua y en el suelo. Van a ser bastante resistentes a los agentes externos; de ahí su amplia distribución. En muchos casos, las Enterobacterias se pueden comportar como potencialmente patógenas, es decir, cuando las condiciones del huésped se lo permiten (bajas defensas) originando numerosas infecciones de tipo oportunista.

De acuerdo con la última edición del Manual de Bergey, la Familia Enterobacteriaceae y la Familia Vibrionaceae se encuentran englobadas en la Sección VIII. Concretamente la Familia Enterobacteriaceae se va a clasificar en función de sus caracteres bioquímicos (pruebas bioquímicas) y sus propiedades antigénicas. Las características más importantes de la Familia Enterobacteriaceae son las siguientes:

· Bacilos o cocobacilos Gram-.· Aerobios y anaerobios facultativos.· De 1 a 4 micrómetros de longitud.· Pueden ser móviles o inmóviles.· No producen citocromo oxidasa.

· Fermentan la glucosa en todos los casos, presentando un metabolismo fermentativo.· Reducen los nitratos a nitritos y, en ocasiones, a nitrógeno atmosférico.· Son capaces de fermentar otros azúcares y alcoholes con la consiguiente producción de ácidos y, en

ocasiones, también gas. (Estudio realizado en medio KIA).· Puede producir gran cantidad de fermentos, como por ejemplo gelatinasas, descarboxilasas, ureasas,

galactosidasas, desaminasas, etc.· Algunas son capaces de producir SH2 como, por ejemplo, Proteus.· Otras producen indol, como E. coli lo que facilita su identificación.· Presenta ciertas similitudes bioquímicas con otras familias, como por ejemplo Vibrionaceae; de ahí

que se estudien conjuntamente, aunque esta última es oxidasa positiva.

Con respecto a las características antigénicas de la Familia Enterobacteriaceae se sabe que existen distintos antígenos asociados a enterobacterias y éstos corresponden a:

· Antígeno somático o antígeno O. Son antígenos termoestables ligados a la pared de la bacteria. Este antígeno O es una endotoxina que presenta una parte proteínica responsable del poder antigénico y una parte lipídica inactiva bioquímicamente pero responsable en parte de la toxicidad. Existen distintas especies dentro de la Familia Enterobacteriaceae que se van a dividir en distintos grupos, según las características del antígeno O, muchos de los cuales se asocian a procesos patógenos.

· Antígeno capsular o antígeno K. Son antígenos que se encuentran en las estructuras capsulares de las bacterias y su naturaleza es polisacarídica. Presentan propiedades antifagocitarias; de ahí que intervengan en procesos patógenos.

· Antígeno flagelar o antígeno H. Este tipo de antígeno es característico de las cepas móviles. Este antígeno es de carácter proteico y responsable de la acción patógena de la bacteria.

Así, pues, de acuerdo con todo lo dicho, todas las enterobacterias pueden clasificarse atendiendo a sus propiedades bioquímicas; de hecho en la última edición del Manual de Bergey se han tomado como base para su clasificación estudios bioquímicos, que han dado lugar a más de 20 géneros con un total aproximado de 100 especies; de acuerdo con esto tenemos:

· Género Salmonella: S. choleraeuis, S. typhi, S. paratyphi A, S. paratyphi B, S. paratyphi C, S. typhimurium, S. enteritidis, S. gallinarum, S. salamae, S. arizonae y S. houtenae, entre las especies más importantes.

· Género Shigella: S. dysenteriae, S. flexneri, 5. boydii, S. sonnei, entre las especies más importantes.

· Género Escherichia: E. coli, E. blattae (especie nueva).

· Género Citrobacter: C. flreundii, C. diversus, C. amalonaticus, entre las especies más importantes.

· Género Klebsiella: K pneumoniae, K. oxitoca, K. planticola, K. terrigena, entre las especies más importantes.

· Género Enterobacter: E. cloacae, E. aerogenes, E. agglomerans, E. gergoviae, E. amnigenus, entre las especies más importantes.

· Género Hafnia: H. alvei, la más importante.

· Género Serratia: S. marcescens, S. liquefaciens, S. rubidaea, entre las especies más importantes.

· Género Proteus: P. vulgaris, P. miriabilis, P. myxofaciens, entre las especies más importantes.

· Género Providencia: P. alcalifaciens, P. stuartii, P. rettgeri, entre las especies más importantes.

· Género Morganella: M. morganii, la más importante.

· Género Yersinia: Y. pestis, Y enterocolitica, Y. pseudotuberculosis, entre las especies más importantes.

Las Enterobacterias siempre fueron clasificadas según su capacidad para fermentar la lactosa, con la consiguiente producción de ácido, en tres grupos:

· Enterobacterias fermentadoras rápidas de lactosa (coliformes), que incluyen los géneros Escherichia, Enterobacter y Klebsiella.

· Enterobacterias fermentadoras lentas de lactosa (coliformes), que incluyen los Géneros Citrobacter, Serratia, Hafnia, Yersinia y la especie Shigella sonnei.

· Enterobacterias no fermentadoras de lactosa (no coliformes), que incluyen los Géneros Salmonella, Shigella, Proteus, Morganella, Providencia y Edwardsiella.

Esta clasificación fue de gran utilidad ya que las enterobacterias patógenas, como por ejemplo Shigella o Salmonella, se incluyen dentro de las no fermentadoras de lactosa, pero existen numerosas excepciones como la Yersinia pestis que es una bacteria que fermenta de forma lenta la lactosa y también es muy patógena para el hombre; de ahí que esta última clasificación no se utilice demasiado desde un punto de vista taxonómico.

GÉNERO VIBRIO, FAMILIA VIBRIONACEAE

El Género Vibrio son bacilos Gram- anaerobios facultativos de morfología curva, no esporulados y móviles gracias a su flagelación lofotrica. Crecen bien en medios generales, aunque hay excepciones. Generalmente son oxidasa positiva, prueba que va a servir para diferenciarlo de la Familia Enterobacteriaceae. Aguantan muy bien altas concentraciones de cloruro sódico y su crecimiento se facilita en medios alcalinos, siendo muy sensibles a los medios ácidos. Existen algunas especies altamente patógenas que afectan al tracto gastroin-testinal del hombre.

Familia Metabolismo Oxidasa

Enterobacteriaceae Fermentativo -Vibrionaceae Fermentativo +Pseudomonadaceae Oxidativo +

Tabla 2. Diferenciación de la Familia Vibrionaceae con las Familias Enterobacteriaceae y Pseudomonadaceae

ESPECIES MÁS IMPORTANTES DEL GÉNERO VIBRIO

De acuerdo con la última edición del Manual de Bergey's, el Género Vibrio se encuentra en la sección VIII y está formado por bacilos Gram- anaerobios facultativos, que se dividen en dos importantes familias: Enterobacteriaceae y Vibrionaceae. Dentro de la última nos encontramos con los Géneros Vibrio, Aeromonas, Pleisomonas, Photobacterium y Lucibacterium. Sólo son patógenos para el hombre los Géneros Vibrio, Aeromonas y Pleisomonas. Dentro del Género Vibrio, que es el más importante de todos, existen en torno a unas 20 especies distintas, de las que la mitad son patógenas para el hombre, como por ejemplo V cholerae, que es el agente causal del cólera. A continuación se indican las especies más importantes del Género Vibrio para el hombre debido a su efecto patógeno.

· V. parahamelolyticus. Se encuentra en ambientes marinos y, a través de alimentos como los pescados, produce en el hombre cuadros de gastroenteritis que no suelen ser graves.

· V. fluvialis. Es poco invasivo, se encuentra en ambientes marinos y origina cuadros de gastroenteritis que suelen ser graves.

· V. furnisii. Su mecanismo de acción es análogo a V parahamelolyticus.

· V. alginolyticus. Es un Vibrio marino asociado a conjuntivitis y otitis.

· V. Vulnificus. Es agente causal de infecciones en heridas traumáticas causadas en ambientes marinos.

· V. mimícus. Es el más similar a V. cholerae, produciendo diarreas graves en personas que han ingerido productos marinos crudos.

· V. cholerae. Es el más patógeno para el hombre y el más importante. Es el agente causal del cólera, provoca en el hombre diarreas graves hasta llegar a la deshidratación, shock hipovolémico y, si no hay tratamiento, la muerte.

1.9. 5. BACILOS Y COCOBACILOS AEROBIOS Y ANAEROBIOS FACULTATIVOS

En este tema va a ser estudiado un amplio grupo de bacterias pertenecientes a familias y géneros muy distintos entre si pero con una morfología microscópica de carácter bacilar o cocobacilar y un metabolismo aerobio o anaerobio facultativo. De acuerdo con la última edición del Manual de Bergey's, en la Sección VII se estudian los géneros Pseudomonas, Brucella y Bordetella por sus caracteres un poco afines. Los géneros Haemophilus y Pasteurella dentro de la Sección VIII, y el Género Bacillus dentro de la Sección XV. Así pues, en este tema van a ser estudiados los siguientes géneros: Pseudomonas, Brucella, Bordetella, Francisella, Haemophilus, Pasteurella, Legionella y Bacillus.

GÉNERO PSEUDOMONAS

El Género Pseudomonas corresponde a bacilos generalmente de pequeño tamaño Gram- (aunque se tiñen con dificultad en la tinción de Gram) móviles, debido a la presencia de uno o varios flagelos polares (según especies), aerobios estrictos, catalasa y citocromo oxidasa positivas con un metabolismo glucidico tipo oxidativo y salvo, alguna excepción, no forman cápsula. No son esporulados y se encuentran muy distribuidos en la naturaleza, especialmente en el agua y en el suelo, pasando a partir de aquí a los animales y al hombre. No existe ninguna especie estrictamente patógena para el hombre, sino oportunistas, provocando sólo ante determinadas circunstancias (huésped debilitado) infecciones de carácter sobre todo hospitalario, que en ocasiones pueden resultar muy graves.

ESPECIES MÁS IMPORTANTES DEL GÉNERO PSEUDOMONAS

De acuerdo con la última edición del Manual de Bergey's, se establece un número aproximado de 27 especies del Género Pseudomonas, siendo en torno a 8 las que pueden tener importancia clínica por el posible efecto patógeno que podría desencadenar. Se distinguen los siguientes grupos:

1)P. aeruginosa o bacilo piociánico, P. putida y P. fluorescens; todos ellos se caracterizan por presentar pigmentos fluorescentes. Se pueden encontrar de forma saprófita en la piel y en el tubo digestivo, aunque pueden crecer en organismos debilitados (quemados, infecciones ulceradas, etc.) provocando cuadros más o menos graves, incluso mortales, si se produjese septicemia.

2) P. mallei y P. Pseudomallei. Generalmente se asocian a zoonosis, aunque excepcionalmente se podrían aislar en el hombre. La primera es el agente causal del muermo en animales.

3) P. cepacia, P. diminuta, P. maltophilia, P. acidovorans, etc., son especies que no suelen afectar al hombre, aunque excepcionalmente podrían ser responsables de algún efecto patógeno.

4) El resto de especies del Genero Pseudomonas no son patógenas para el hombre.

GÉNERO BRUCELLA

De acuerdo con la última edición del Manual de Bergey's, el Género Brucella se encuadra como el género anterior en la Sección VII y, en general, corresponde a un grupo de bacilos y cocobacilos Gram- inmóviles, de tamaño pequeño, aerobios estrictos, aunque excepcionalmente algunas cepas de Brucella crecen mejor en atmósferas enriquecidas con CO2 (5-10%). Su crecimiento en general es lento; de ahí que se requieran factores de crecimiento que lo aceleren. Son catalasa positiva, reducen los nitratos a nitritos, presentan actividad ureasa con mayor o menor intensidad según las cepas, son muy sensibles a medios ácidos y se destruyen con facilidad a temperatura de pasteurización.

ESPECIES MÁS IMPORTANTES DEL GÉNERO BRUCELLA

Las distintas especies del Genero Brucella se suelen clasificar en función del huésped en el que anidan, existiendo zonas especialmente endémicas aunque su distribución es muy cosmopolita. De acuerdo con esto, tenemos que B. melitensis afecta a cabras y ovejas, B. abortus a bóvidos, B. suis a cerdos, B. neotomae a ratas, B. ovis a ovejas y B. canis a perros. También existen otras clasificaciones atendiendo a sus características metabólicas (pruebas bioquímicas), características antigénicas y sensibilidad a fagos específicos.

GÉNERO BORDETELLA

De acuerdo con la última edición del Manual de Bergy's, el Género Bordetella se engloba dentro de la Sección VII como los géneros anteriores. Bordetella se caracteriza por ser bacilos o cocobacilos Gram- aerobios estrictos, móviles o inmóviles, capsulados y no formadores de esporas. Se consideran parásitos estrictos, ya que no pueden sobrevivir fuera del huésped. Crecen habitualmente en las células epiteliales ciliadas del tracto respiratorio y no se encuentran libres en la naturaleza.

ESPECIES MÁS IMPORTANTES DEL GÉNERO BORDETELLA

Dentro del Género Bordetella son fundamentalmente tres especies las responsables de los distintos cuadros clínicos que pueden afectar al aparato respiratorio.

· B. pertussis, conocida como bacilo Bordet y Gengou, corresponde a la especie más patógena y es el agente etiológico de la tosferina.

· B. parapertussis. Ha sido aislada en casos benignos de tosferina y no es considerada estrictamente patógena.

· B. bronchiseptica. Afecta más a animales que al hombre, aislándose en algunos casos excepcionales en síndromes de tosferina benigna en el hombre.

GÉNERO FRANCISELLA

El Género Francisella también se encuentra en la Sección VII, de acuerdo con la última edición del Manual de Bergey's, correspondiendo a cocobacilos Gram- anaerobios facultativos inmóviles, capaces de sobrevivir intracelularmente, aunque nos los podemos encontrar ampliamente distribuidos en la naturaleza.

ESPECIES MÁS IMPORTANTES DEL GÉNERO FRANCISELLA

El Género Francisella comprende varias especies, pero sólo existe una patógena para el hombre: F. tularensis, que es el agente causal de la tularemia en el hombre.

GÉNERO HAEMOPHILUS

El Género Haemophilus se sitúa junto con el Género Pasteurella, en la Sección VIII de acuerdo con la última edición del Manual de Bergey's. El Género Haemophilus corresponde a bacilos muy pequeños Gram- aerobios y anaerobios facultativos inmóviles y patógenos para el hombre y muchos animales. Sensibles a muchos agentes externos, como la desecación, el calor, y en general, muchos antisépticos. Requerirá de cultivos específicos a los que se ha de añadir sangre que le va a permitir crecer, ya que Haemophilus es incapaz de sintetizar los factores X (hemina o ferroprotoporfirina que es necesaria en la respiración bacteriana) y el factor V (nicotinamida-adenina-dinucleótido, NAD) necesarios para el proceso de respiración.

ESPECIES MÁS IMPORTANTES DEL GÉNERO HAEMOPHILUS

Existe en la actualidad, dentro del Género Haemophilus, en torno a una veintena de especies clasificadas en función de los factores X y/o V. De acuerdo con esto, existen las especies que se relacionan a continuación.

· H. influenzae, conocido también como bacilo de Pleiffer y que es el agente etiológico del 10 al 15% de las meningitis en niños de corta edad en España, así como de neumonías en ancianos.

· H. parainfluenzae, H. parahaemolyticus y H. haemolyticus, que se han encontrado como agentes causales de ciertas meningitis, afecciones respiratorias y en casos mas graves, en septicemias, aunque también se han aislado como saprofíticos en fosas nasales y boca.

· H. ducreyi, que es el agente etiológico del chancro blando (enfermedad venérea).

· H. aegyptius, que se ha aislado en conjuntivitis agudas.

· H. muris, H. gallinarum, etc., aisladas en procesos patógenos en animales.

GENERO PASTEURELLA

De acuerdo con el Manual de sistemática del Bergey's, el Género Pasteurella se sitúa en la Sección VIII y corresponde a bacilos de pequeño tamaño o cocobacilos Gram- no esporulados, anaerobios facultativos capsulados y patógeno para el hombre y los animales. Los cuadros clínicos más frecuentes son funda-mentalmente abscesos y estados septicémicos (los más graves). En general, se encuentra muy distribuida por la naturaleza.

ESPECIES MÁS IMPORTANTES DEL GÉNERO PASTEURELLA

El Género Pasteurella, según el Manual de Bergey's comprende hasta el momento un total de 6 especies conocidas:

· P. multocida, que es la más importante desde un punto de vista clínico para el hombre.

· P. haemolytica, aislada por primera vez de afecciones neumónicas. Es responsable de infecciones en heridas y abscesos.

· P. pneumotropica, que ha sido aislada en heridas, neumonías, sinusitis, etc.

· P. ureae, considerada como una variante de la anterior.

· P. aerogenes, aislada en heridas y en algunas ocasiones en sobreinfecciones pulmonares.

· P. gallinarum, que no ha sido aislada en el hombre y está asociada a procesos infecciosos en animales.

GÉNERO LEGIONELLA

El Género Legionella es uno de los de más reciente aparición. Corresponde a la Familia Legionellaceae, donde se incluyen una veintena de especies, de las que hasta el momento la más importante para el ser humano, desde un punto de vista clínico, es L. pneumophila, como agente etiológico de la legionelosis.

L. pneumophila es un cocobacilo o bacilo Gram- que se tiñe con dificultad en la tinción de Gram; es aerobio estricto y requiere de medios muy específicos para poder crecer. Es catalasa y oxidasa positivo y en ocasiones puede presentarse de forma filamentosa.

ESPECIES MÁS IMPORTANTES DEL GÉNERO LEGIONELLA

La clasificación que se ha realizado del Género Legionella ha sido en función de estudios obtenidos de su material genético ADN; de acuerdo con esto se ha encontrado una veintena de especies de las que las más importantes se relacionan a continuación: L. pneumophila, L.. gormani, L. pittsburghensis, L. bozemasii, L. micdadei, L. dumoffii, L. longbeachae y L. jordanis. La más importante para el hombre es la primera; del resto se tienen pocos datos hasta el momento y no se sabe hasta qué punto pueden resultar patógenas para el hombre.

GÉNERO BACILLUS

De acuerdo con la última edición del Manual de Bergey's, el Género Bacillus se encuentra dentro de la Sección XV, que corresponde a bacilos y cocos formadores de esporas. Dentro de dicha sección se encuentra la Familia Bacillaceae, que está formada por:

· Género Bacillus. Bacilos esporulados aerobios estrictos o anaerobios.

· Género Sporolactobacillus, en ningún caso patógeno para el hombre, por lo que no suscita interés desde un punto de vista clínico.

· Género Clostridium, bacilos esporulados y anaerobios estrictos, que originan en su mayoría potentes exotoxinas responsables de cuadros clínicos graves. (Véase unidad didáctica 10).

· Género Desulfatomaculum, bacilos esporulados anaerobios no patógenos para el hombre.

· Género Sporosarcina, no patógeno para el hombre, con morfología cocoidea.

El género Bacillus corresponde a bacilos comprendidos entre 1 y 7 micras de longitud Gram+ aerobios estrictos o anaerobios facultativos y en su mayoría móviles.

ESPECIES MÁS IMPORTANTES DEL GÉNERO BACILLUS

Se han descrito en la actualidad cerca de 50 especies distintas, aunque las más importantes para el hombre, desde un punto de vista clínico, son los siguientes:

· Bacillus antrhacis como agente etiológico del ántrax o carbunco.

· Bacillus cereus, responsable en muchas ocasiones de trastornos gastrointestinales.

· Otros bacilos que suelen resultar comensales para el hombre o incluso saprófitos del suelo, las aguas, etc., y que dependiendo del estado inmunitario del hombre pueden producir diferentes cuadros clínicos. De estos bacilos, los más conocidos son, Bacillus subtillis; Bacillus cuagulans, Bacillus megaterium, Bacillus macerans, etc.

1.10. CORINEBACTERIUM Y LISTERIA

GENERO CORINEBACTERIUM

El Género Corinebacterium se engloba, de acuerdo con la última edición del Manual de Bergey's en la sección XVII, junto con los Actinomicetes y otros organismos relacionados donde se encuentra el Género Corinebacterium.

El Género Corinebacterium lo forman bacilos inmóviles que se tiñen de forma irregular en la tinción de Gram, aunque se comportan como Gram+. Presentan un tamaño muy pequeño (de 1 a 6 micras de longitud) y suelen agruparse originando formas geométricas parecidas a letras chinas. Es frecuente en Corinebacterium la presencia de gránulos metacromáticos que suelen estar formados por polimetafosfato (gránulos de Babes y Ernst), muy fácilmente visible ante colorantes como azul de metileno o la tinción de Ernst-Neisser.

No forman esporas y son catalasa positiva. Son anaerobios facultativos y pueden dar lugar a un velo superficial en medios líquidos. Presentan ciertos rasgos comunes con Mycobacterium, de ahí que se sitúen en la misma sección en el Manual de Bergey's. Estos rasgos comunes se encuentran fundamentalmente en su pared bacteriana, que es muy rica en ácidos micólicos, arabinosa y galactosa entre otros aunque la tinción de Zhiel-Nielssen para Corinebacterium resulta negativa.

La especie más importante es Corinebacterium diphtheriae, aunque existen otras también patógenas para el hombre.

ESPECIES MÁS IMPORTANTES DEL GÉNERO CORINEBACTERIUM

Dentro del Género Corinebacterium, es C. diphtheriae la especie más importante por el efecto patógeno que puede causar en las personas. Otras especies que fundamentalmente se comportan como oportunistas pueden provocar algún efecto patógeno en un momento dado al hombre, por ejemplo, C. ulcerans, C. pseudotuberculosa, C. xenosis, etc.

GÉNERO LISTERIA

De acuerdo con el Manual de Bergey's, el Género Listeria se encuadra en la Sección XVI dentro de las bacterias bacilares Gram+ no esporuladas. El Género Listeria lo forman un total de 8 especies distintas, de las que Listeria monocytogenes es la que presenta mayor importancia para el hombre debido a que es el agente etiológico de la listeriosis. El resto de las especies hasta el momento no constituyen ningún peligro para el hombre.

Listeria monocytogenes es una bacteria de carácter bacilar a veces ligeramente curvada y de tamaño pequeño (2 micras de longitud). En la tinción de Gram se comporta como Gram+, aunque en cultivos viejos la tinción se realiza con gran dificultad. A veces puede agruparse, aunque no siempre. Cuando se agrupa puede adoptar formas atípicas en V, 1, etc. En los cultivos jóvenes, sus formas son cocobacilares y en los viejos forman estructuras más filamentosas, no presentan cápsulas ni esporas y es un germen que a temperatura corporal es inmóvil aunque presenta una gran movilidad a 22 oC debido a la presencia de flagelos que posee en disposición peritrica. Es aerobio y microaerófilo.

ESPECIES MÁS IMPORTANTES DEL GENERO LISTERIA

El Genero Listeria incluye un total de 8 especies, siendo con diferencia Listeria monocytogenes la más importante para el ser humano desde un punto de vista clínico, el resto no se comportan como patógenas.

1.11. MYCOBACTERIUM Y NOCARDIAS

GÉNERO MYCOBACTERIUM

De acuerdo con la última edición del Manual de Bergey's, Mycobacterium se encuadra en la Sección XVII dentro de los Actinomicetes. El Orden Actinomicetales presenta 8 familias, de las que 2 resultan importantes para el ser humano por su interés clínico (Familia Mycobacteriaceae y Familia Nocardiaceae).

La Familia Mycobacteriaceae engloba un solo género, Mycobacterium, en el que se incluyen numerosas especies, alguna de las cuales son altamente patógenas para el hombre.

Morfológicamente corresponden a pequeños bacilos finos, rectos y a veces incurvados, aunque en algunas ocasiones excepcionales pueden encontrarse filamentosos. No forman esporas, son inmóviles y con una pared típica y característica no encontrada en ninguna otra familia, excepto Nocardia. Dicha pared se encuentra altamente enriquecida con ácidos micólicos y, en general, componentes céreos de tal forma que para su coloración se necesitaron colorantes con alta capacidad tintorial, así como calor, para facilitar su penetración, ya que este tipo de microorganismos se tiñe muy difícilmente; una vez teñidos son altamente resistentes a la decoloración ácida. Por esta razón y basándonos en estas propiedades, este tipo de microorganismos son llamados también ácido alcohol resistencia positivos, lo que les diferencia del resto de microorganismos.

Son gérmenes muy distribuidos en la naturaleza. Pueden ser saprófitos del agua, suelo, etc., e incluso afectar al hombre provocando infecciones graves y en ocasiones crónicas como la lepra. Necesita una gran cantidad de oxígeno para poder sobrevivir.

Se tiñen difícilmente en la tinción de Gram, pero cuando lo hacen, responden a Gram+, aunque la principal característica es su carácter ácido alcohol resistencia.

ESPECIES MÁS IMPORTANTES DEL GÉNERO MYCOBACTERIUM

El género Mycobacterium incluye un gran número de especies Gram+, AAR+ y aerobias estrictas, saprófitas o patógenas para animales y el hombre.

Con respecto a su clasificación, se pueden dividir en dos importantes grupos:

1) Bacilos de Mycobacterium cultivables en medios artificiales con un crecimiento más bien lento y que en función de los cuadros clínicos que producen en el hombre, se subdividen en dos grupos:

· Especies que producen tuberculosis al hombre y a los animales (Mycobacterium tuberculosis y Mycobacterium bovis).

· Especies de micobacterias atípicas de crecimiento muy lento y que podrían presentar un poder patógeno para el hombre distinto al de la tuberculosis y la lepra (Mycobacterium kansasii, Mycobacterium avium, Mycobacterium xenopi, Mycobacterium marinum, Mycobacterium ulcerans, etc.).

2) Bacilos de micobacterias no cultivables sobre medios artificiales y patógenos para el hombre (lepra) y ciertos roedores (Mycobacterium leprae y Mycobacterium lepraemurium).

GÉNERO NOCARDIA

El Género Nocardia se engloba, de acuerdo con la última edición del Manual de Bergey's, en la Sección XVII, que corresponde a actinomicetos aerobios, que forman un micelio vegetativo que tiende a fragmentarse originando estructuras bacilares o cocobacilares.

En la tinción de Gram se comportan como Gram+ aunque se tiñen con gran dificultad. Son aerobios estrictos y AAR+, dato muy característico, salvo alguna excepción, debido a que su pared bacteriana tiene características análogas al Género Mycobacterium, ya que poseen gran cantidad de ácidos micólicos de cadena larga en su pared bacteriana. Poseen además otros lípidos complejos como glicolípidos y fosfolípidos, hecho que va a servir para su identificación y diferenciación. Es inmóvil, no esporulado, no capsulado, y sí existen ciertas especies patógenas para el hombre.

ESPECIES MÁS IMPORTANTES DEL GÉNERO NOCARDIA

La Sección XVII del Manual de Bergey's corresponde a Actinomicetes y organismos relacionados y engloba un total de 8 familias y ciertos géneros relacionados. De estas 8 familias, una de ellas, la sexta, corresponde a Nocardiaceae e incluye los géneros Nocardia y Pseudonocardia. El Género Nocardia constará de distintas especies tales como Nocardia brasiliensis, Nocardia amarae, Nocardia vaccinii, Nocardia transsualensis, Nocardia asteroides, Nocardia otitidiscaviarum, etc.

1.12. BACTERIAS ANAEROBIAS

Todas aquellas bacterias incapaces de crecer y/o mantenerse en contacto con oxígeno a la presión atmosférica se consideran anaerobias o anaerobias estrictas. Así pues, este tipo de microorganismos presenta un metabolismo anoxibiótico, es decir, incapaz de utilizar el oxígeno de la atmósfera como aceptor final de electrones. Se sabe que dicho tipo de bacterias no tiene ciertas enzimas llamadas metaloporfirínicas que en los mecanismos aerobios transportan el oxígeno. En su lugar, las bacterias anaerobias utilizan sustratos orgánicos como aceptores finales de electrones. Dicha respiración anaerobia también será llamada fermentación. Ha quedado claro que las bacterias anaerobias no son capaces de crecer en medios con oxígeno aunque las otras

condiciones de cultivo sean favorables, pero esto no indica que necesariamente mueran, es decir, nos encontraremos bacterias anaerobias para las que la presencia de oxígeno es altamente tóxica o bactericida, mientras que para otras bacterias anaerobias es sólo bacteriostático, de tal forma que cuando se restablezcan de nuevo las condiciones de anaerobiosis la bacteria crece.

Los mecanismos de acción tóxica sobre las distintas bacterias anaerobias son muy diversos. Puede ser por una acción letal directa o porque el oxigeno inhiba ciertos sistemas enzimáticos, o incluso porque la acción del oxígeno inhiba la función reguladora primordial del metabolismo celular (Morris, 1990) o porque se generen productos tóxicos al interaccionar el oxígeno con los componentes propios de este tipo de bacterias.

BACTERIAS ANAEROBIAS ESPORULADAS. GÉNERO CLOSTRIDIUM

De acuerdo con la última edición del Manual de Bergey, el Género Clostridium va a caracterizarse por ser bacilos Gram+, anaerobios estrictos, aunque excepcionalmente podrían aparecer algunas cepas microaerófilas. Forman esporas más o menos redondeadas en el interior de la bacteria a nivel terminal o subterminal, presentan flagelación peritrica, por lo que generalmente son móviles y no presentan cápsulas a excepción de Clostridium perfringes. Se encuentran ampliamente distribuidos en la naturaleza (agua, suelo, etc.) gracias a la formación de esporas, lo que le proporciona una alta resistencia a los agentes externos. Son responsables de infecciones e intoxicaciones muy graves en muchos casos (tétanos, botulismo, gangrena gaseosa, etc.). Algunos Clostridium podrían formar parte de la flora normal del hombre y animales, como por ejemplo, Clostridium welchi.

Las especies más importante por la acción patógena sobre el hombre actúan mediante la formación de toxinas con un extraordinario poder tóxico sobre el huésped.

ESPECIES MÁS IMPORTANTES DEL GÉNERO CLOSTRIDIUM

De acuerdo con el Manual de Bergey's, hasta el momento existen dentro del Género Clostridium algo más de 30 especies, gran parte de las cuales son muy peligrosas para el ser humano.

Este género se caracteriza por la formación de toxinas que responden a sustancias proteicas, solubles, termolábiles y altamente tóxicas para las personas. Así pues, según la naturaleza y el mecanismo de acción de la sustancia tóxica que forme cada especie de Clostridium, se dividen en los siguientes grupos:

A) Clostridium que originan toxinas cuyo mecanismo de acción es neurotóxico. En este grupo se encuentra Clostridium tetani, agente etiológico del tétanos, y Clostridium botulinum, agente etiológico del botulismo.

B) Clostridium que originan toxinas que actúan sobre tejidos provocando histotoxicidad. Para su penetración en el organismo se requieren lesiones previas y corresponde a Clostridium perfringes, agente etiológico de la gangrena gaseosa y otros Clostridium responsables de histotoxicidad en tejidos, como Clostridium novyi, Clostridium hístolyticum, Clostridium bifermentans y Clostridium septicum.

C) Clostridium que originan toxinas que actúan sobre el tracto digestivo (clostridios enterotóxicos). Aquí tenemos a Clostridium perfringes y Clostridium difficile, responsables de trastornos gastrointestinales no graves.

D) Clostridium responsables de cuadros purulentos (clostridios piógenos). En estos casos es frecuente la presencia, además, de otras bacterias anaerobias. La toxina no actúa ejerciendo efecto patógeno salvo cuando hay complicaciones. Aquí aparecen Clostridium ramosum y Clostridium perfringes, entre otros.

BACTERIAS ANAEROBIAS NO FORMADORAS DE ESPORAS

Este tipo de gérmenes se caracteriza por no formar esporas y crecer en ambientes de bajo potencial óxido reductor o, en algunos casos, ambientes microaerófilos. Se encuentran ampliamente distribuidos en la naturaleza y se incluyen aquí numerosos géneros y especies que presentan interés biológico, siendo muy pocas capaces de producir cuadros patógenos graves al hombre. Gran parte de ellos forman parte de la flora gastrointestinal, vaginal o bucal del hombre, no ejerciendo efecto patógeno alguno.

ESPECIES MÁS IMPORTANTES

En general los anaerobios no esporulados se pueden clasificar en:

A) Bacilos Gram+ no esporulados:

· Lactobacillus. Son microaerófilos, aunque muchos de ellos crecen mejor en condiciones de anaerobiosis. Pueden crecer en la flora bucal, vaginal e intestinal del hombre como especies habituales. Son de gran utilidad a nivel industrial, porque gracias a ellos se obtiene ácido láctico. No intervienen en ningún proceso patógeno para el hombre.

· Propionibacterium. Son anaerobios, aunque también pueden crecer en ambientes microaerófilos. Suelen presentar pleomorfismo y forman parte de la flora normal del tubo digestivo, tracto urinario y piel. La especie más importante es Propionibacterium acnes, responsable en ciertas ocasiones de infecciones en la piel.

· Bifidobacterium. Es frecuente en la flora intestinal del hombre. En ningún caso se asocia con procesos patógenos.

B) Bacilos Gram- no esporulados:

· Bacteroides. Forma parte de la flora intestinal, vaginal y bucal del hombre y se ha asociado en ocasiones a procesos gastrointestinales, especialmente Bacteroides fragilis que actúa como oportunista.

· Fusobacterium. Dentro de este género, sólo la especie Fusobacterium nucleatum se asocia a algunos procesos patógenos en el aparato respiratorio y tracto genital femenino, generalmente con carácter oportunista.

C) Cocos Gram+ no esporulados:

· Ciertos Streptococcus anaerobios que se encuentran frecuentemente en la flora gastrointestinal y que no suelen ir asociados a procesos patógenos.

· Peptococcus. No produce efecto patógeno alguno sobre el hombre.

D) Cocos Gram- no esporulados:

· Veillonella. Forma parte de la flora intestinal y bucal y no produce efecto patógeno para el hombre.

1.13. ESPIROOUETAS: TREPONEMA, BORRELIA Y LEPTOSPIRA

De acuerdo con la última edición del Manual de Bergey's, las espiroquetas se encuadran en la Sección V con una única familia. La Familia Espiroquetaceae, donde se incluyen un total de 5 géneros, siendo Treponema, Borrelia y Leptospira los únicos géneros hasta el momento con interés clínico para el hombre.Las espiroquetas corresponden a especies bacterianas cuya morfología es de tipo filamentoso, helicoidal o espiral con flagelos axiales muy relacionados con su movilidad. Presentan una pared celular muy fina y flexible de naturaleza lipopolisacárida y lipoproteica donde se van a encontrar la mayor parte de los antígenos específicos de estas bacterias.

Son Gram-, aunque a veces, en la tinción de Gram, presentan dificultades a la hora de teñirse. Se pueden visualizar por técnicas de impregnación argéntica, tinción de Giensa, o incluso por microscopía de contraste de fases. Presentan un metabolismo oxidativo y/o fermentativo, pudiendo por tanto ser aerobias o anaerobias facultativas.

Se encuentran muy difundidas por la naturaleza, como en las aguas, el suelo, o incluso, como agentes comensales en las mucosas del hombre y animales. Existen algunas especies patógenas para el hombre.

La Familia Espiroquetaceae, como se ha indicado, se divide en 5 géneros:

· Género Espiroqueta. Corresponde a las espiroquetas más grandes, estos se van a encontrar sobre todo en las aguas residuales ricas en SH2. No existen especies patógenas para el hombre.

· Género Cristispira. Son espiroquetas de tamaño algo menor que el género anterior con abundantes flagelos con localización lofotrica. No es patógena para el hombre y se encuentra muy distribuida, especialmente en aguas marinas.

· Género Treponema. Son espiroquetas muy helicoidales, muy finas pequeñas y móviles con flagelación lofotrica (de 3 a 5 flagelos). Son anaerobias facultativas y presentan un metabolismo fermentativo. Dentro de este género existen especies patógenas para el hombre, como Treponema pallidum que es el agente etiológico de la sífilis.

· Género Borrelia. Son espiroquetas más grandes que el género anterior y presentan pocas espiras, que son amplias e irregulares y con flagelación peritrica. Son anaerobias facultativas y presentan un metabolismo fermentativo. Difíciles de cultivar en medios artificiales y muchas de sus especies pueden provocar fiebres recurrentes al hombre transmitido por artrópodos.

· Género Leptospira. Son espiroquetas largas, muy finas y con numerosas espiras, profundas y regulares. Es difícil su visualización aunque se suele utilizar microscopía de contraste de fases, impregnación argéntica o el método de Giensa para poder ser observadas. Son aerobias y por lo tanto presentan un metabolismo oxidativo. Se cultivan con facilidad en medios artificiales. Están ampliamente distribuidas en la naturaleza, especialmente en las aguas. Pueden parasitar al hombre provocando leptospirosis y la enfermedad de Weil.

GÉNERO TREPONEMA

El Género Treponema son espiroquetas pequeñas (5-15 micrómetros) y finas (0,2 micrómetros) con un número de espiras comprendido entre 5 y 20 distribuidas de forma regular, con gran movilidad gracias a su aparato locomotor interno, formada por fibrillas. Se tiñe muy difícilmente en la tinción de Gram; de hecho, en ocasiones, no permite visualizaría y se recurre por ello a la tinción de Giensa, impregnación argéntica e incluso a la microscopía de campo oscuro y de contraste de fases. No crece en medios de cultivo in vitro y requiere de medios de cultivo in vivo para crecer. Crece bien en situaciones de bajo potencial óxido-reductor, presentando en ocasiones una respiración anaerobia. Existe una especie patógena para el hombre (Treponema pallidum) que transmite a éste la sífilis por contacto directo.

ESPECIES MÁS IMPORTANTES DEL GÉNERO TREPONEMA

Dentro del Género Treponema se incluye una serie de especies, pero son fundamentalmente tres las que suscitan un mayor interés por el efecto patógeno que pueden ocasionar el hombre y los animales. Existen dentro del Género Treponema especies comensales de las mucosas, tracto urinario, vaginal, tubo digestivo, etc., que no producen ningún efecto patógeno para el hombre.

GÉNERO BORRELIA

El Género Borrelia corresponde a espiroquetas de mayor tamaño con espiras más amplias e irregulares y con extremos afilados. Son móviles por la presencia de fimbrias que son muy numerosas. Existen especies patógenas para el hombre y los animales, originando fiebres recurrentes endémicas y epidémicas. Es anaerobia con un metabolismo fermentativo. Se tiñen con facilidad respondiendo a Gram-. Se puede cultivar in vitro pero requiere medios muy complejos y enriquecidos.

ESPECIES MÁS IMPORTANTES DEL GÉNERO BORRELIA

La clasificación hecha hasta el momento se basa en el artrópodo vector que causa la enfermedad al hombre. De acuerdo con esto tenemos:

· Especies del Género Borrelia transmitidas por piojos:

- Borrelia recurrentis. Provoca en el hombre las fiebres recurrentes con carácter cosmopolita. Es transmitida al hombre por Pediculus humanus.

· Especies del Género Borrelia transmitidas por garrapatas:

- Borrelia duttonii. Provoca en el hombre las fiebres recurrentes endémicas. Es transmitida por la garrapata O. moubata, propia de Africa.

- Borrelia hispanica. Provoca en el hombre las fiebres recurrentes endémicas. Es transmitida por la garrapata O. erraticus en España.

- Borrelia turicatae y Borrelia hermsii. Provoca las fiebres recurrentes y es transmitida al hombre por la garrapata O. erraticus, en Estados Unidos y Canadá.

GÉNERO LEPTOSPIRA

El Género Leptospira está formado por espiroquetas muy finas (0,1 micrómetros) de diámetro con espiras regulares y muy numerosas y apretadas, con sus extremos ligeramente incurvados y móviles gracias a la presencia de fibrillas. Se tiñen débilmente en la tinción de Gram comportándose como Gram-. También se pueden teñir con tinción de Giensa y con impregnación argéntica. Si se pueden cultivar in vitro en medios ricos

en albúmina y ácidos grasos. Su metabolismo es oxidativo y por lo tanto necesitará condiciones aerobias para poder crecer. Existen en la naturaleza leptospiras de vida saprófita y vida parásita. En el hombre puede originar de forma casual leptospirosis que se caracteriza por presentar cuadros febriles. El reservorio son animales; de hecho las leptospirosis son consideradas como zoonosis.

ESPECIES MÁS IMPORTANTES DEL GÉNERO LEPTOSPIRA

Considerando los caracteres diferenciales de Leptospira se han establecido dentro de este género dos especies importantes: Leptospira biflexa no patógena para el hombre y abundante especialmente en el agua y Leptospira interrogans donde aparecen cepas de vida parásita, alguna de las cuales causa la leptospirosis en los seres humanos.

1.14. RICKETTSIAS, CHLAMYDIAS Y MICOPLASMAS

GÉNERO RICKETTSIA

Las Rickettsias son un grupo de microorganismos procariotas que precisan de células vivas para poder desarrollarse, es decir, se encuentran adaptadas a un parasitismo celular estricto. Morfológicamente se consideran como pequeños cocos o cocobacilos que pueden visualizarse por tinciones vitales y que en la tinción de Gram se comportan como Gram- aunque a veces se visualizan difícilmente. Presentan una dotación enzimática muy escasa; de ahí que necesiten de organismos o células a los que parasitan. Producen en el hombre enfermedades endémicas y/o epidémicas transmitidas a éste por medio de artrópodos vectores (piojos, garrapatas, pulgas y ácaros).

ESPECIES MÁS IMPORTANTES DEL GÉNERO RICKETTSIA

De acuerdo con la edición del Manual de Bergey las Rickettsias se incluyen en la Sección XVIII y comprenden dos órdenes: Orden Rickettsiales y Orden Chlamydiales.

Dentro del Orden Rickettsiales se encuentra la Familia Rickettsiaceae junto con otras que, al no ser patógenas, no son importantes desde un punto de vista clínico. Dentro de esta familia nos encontramos tres géneros importantes:

· Género Rickettsia. Es el género más importante y todas sus especies son parásitas obligados. Crecen muy bien en el citoplasma de ciertos artrópodos; de ahí que éstos lo puedan transmitir al hombre. Engloba muchas especies patógenas como Rickettsia rickettsi, que produce la fiebre maculosa de las montañas rocosas, Rickettsia quintana, que produce la fiebre de las trincheras, Rickettsia prowazekii, que origina el tifus exantemático y Rickettsia typhi, que da lugar al tifus murino.

· Género Rochalimaea. Afecta a artrópodos pero no al hombre y no tiene interés clínico.

· Género Coxiella. Son parásitos obligados, con poco interés clínico para el hombre. La principal especie es Coxiella burnetti.

Además de la clasificación por géneros ya expuesta, existe otra clasificación desde un punto de vista epidemiológico que se establece en función del vector transmisor; así, pues, y de acuerdo con esto, nos encontramos con:

Si el vector transmisor es un piojo:

- Rickettsia prowazekii. Origina el tifus exantemático epidémico y la enfermedad de Brill-Zinser.

- Rochalimaea quintana. Provoca las fiebres de las trincheras.

Si el vector transmisor es una pulga:

- Rickettsia typhi. Origina el tifus murino

Si el vector transmisor es una garrapata:

- Rickettsia rickettsii. Origina las fiebres manchadas de las montañas rocosas.

- Rickettsia conorii. Provoca la fiebre botonosa mediterránea.

Si el vector transmisor es un ácaro:

- Rickettsia tsutsugamushi. Origina el tifus de los matorrales.

- Rickettsia akari. Provoca el tifus pustuloso.

Si no existe vector transmisor:

- Coxiella burnetti. Origina las fiebres Q.

GÉNERO CHLAMYDIA

Son microorganismos procariotas que hasta hace muy poco se consideraban más próximos a virus que a bacterias. Son parásitos intracelulares estrictos de células del hombre y animales ya que carecen de mecanismo biosintético autosuficiente. En las últimas clasificaciones se asocian a bacterias y concretamente próximas a rickettsias. Su tamaño es pequeño y su morfología es cocoidea. Responden a cocos Gram negativos en la tinción de Gram, son de pequeño tamaño e inmóviles. Poseen los dos tipos de ácidos nucleicos (ADN y ARN) y su multiplicación es por división binaria, dato que aleja las clamidias de los virus.

Se encuentran ampliamente difundidas entre los animales y el hombre, originando en algunos casos infecciones a éste. Es capaz de vivir en medios intracelulares durante mucho tiempo sin presentar una sintomatología clara, lo que facilitará la cronificación de procesos infecciosos.

ESPECIES MÁS IMPORTANTES DEL GÉNERO CHLAMYDIA

De acuerdo con el Manual de Bergey's, las clamidias junto a las rickettsias se sitúan en la Sección XVIII. En el Orden Chlamydobacteriales se encuentra una única familia, la Familia Chlamydiaceae, con el Género Chlamydia. Dentro del Género Chlamydia existen dos especies: Chlamydia psittaci y Chlamydia trachomatis.

Chlamydia psittaci es un parásito intracelular de animales y excepcionalmente del hombre, provocando brotes neumonicos de distinta gravedad.Chlamydia trachomatis es un parásito intracelular del hombre, provocando infecciones sistemáticas o locales de distinta gravedad y afectando especialmente a los genitales y a los ojos. Es muy sensible a las sulfamidas y en su citoplasma son características las inclusiones de glucógeno.

GÉNERO MYCOPLASMA

Es uno de los microorganismos más pequeños existentes en bacteriología y se caracteriza y diferencia respecto a los demás por no contener pared celular. Es capaz de dividirse por división binaria y vivir de forma independiente. El carecer de pared celular como característica importante le conferirá una serie de propiedades tales como sensibilidad a la presión osmótica del medio en el que se encuentren, que puede facilitar su lisis así como su pleomorfismo (forma cocoidea, filamentosa, estrellada, etc.) o resistencia a ciertos antibióticos, cuyo mecanismo de acción se establece en su pared bacteriana. Se desarrolla con cierta facilidad in vitro a partir de medios artificiales enriquecidos. Su fuente nutriente son las membranas de las células; de ahí su relación con éstas.

Se encuentran ampliamente extendidos en la naturaleza. Se puede asociar al hombre como comensal de sus mucosas aunque existen algunas especies patógenas, como por ejemplo, Mycoplasma pneumoniae, que afecta al aparato respiratorio. También se puede encontrar en animales y plantas de forma saprófita y a veces patógena.

ESPECIES MÁS IMPORTANTES DEL GÉNERO MYCOPLASMA

De acuerdo con el Manual de Bergey, Mycoplasma se sitúa en la Sección XIX en la Clase Mollicutes y concretamente en el Orden Mycoplasmatales, que incluye aquellos microorganismos de pequeño tamaño con un pleomorfismo más o menos característico según especies y ausencia de pared celular.

El Orden Mycoplasmatales a su vez, según el tamaño de su genoma y sus necesidades en esteroides, se divide en 3 familias:

· Familia Acholeplasmataceae. No se conocen especies patógenas para el hombre y por lo tanto no presenta interés clínico.

· Familia Spiroplasmataceae. Sólo tiene un género y no es patógena para el hombre.

· Familia Mycoplasmataceae. Si necesita esteroles para su crecimiento y nos encontramos con los géneros Mycoplasma y Ureaplasma. Dentro del Género Mycoplasma se conocen en la actualidad un total de 60 especies distintas que en su mayor parte son comensales del hombre y los animales. Sólo unas 10 especies pueden producir algún efecto patógeno, concretamente en las membranas celulares de las

mucosas orofaringeas y urogenitales. De éstas, la más importante desde un punto de vista clínico para el hombre, es Mycoplasma pneumoniae, que se asocia a neumonías.

1.15. CLASIFICACIÓN DE LOS HONGOS

La identificación y clasificación de los hongos filamentosos está basada principalmente en sus rasgos estructurales y morfológicos. Algunos hongos tienen una apariencia tan característica que pueden ser identificados fácilmente, pero en la mayoría de los casos se requiere observar una preparación del hongo al microscopio y estudiar sus características tales como:

Morfología de las hifas

· Presencia o ausencia de septos

· Ramificaciones

· Tipo de esporas· Características de las colonias, las que se estudian macroscópicamente La clasificación

de las levaduras usa principalmente el enfoque clásico con un gran énfasis en pruebas bioquímicas de utilización de carbohidratos.

El esquema taxonómico tradicional empleado para la clasificación de los hongos los ubica en cuatro divisiones, basándose fundamentalmente en variaciones en la reproducción sexual.

División ESPORAS ASEXUALES

ESPORAS SEXUALES

MICELIO EJEMPLOS

Zygomycota (Zigomicetos)

Endógenas (ensacos)

Oosporas Zigosporas

Cenocítico Rhizopus, Mucor

Ascomycota (Ascomicetos)

Exógenas(en las puntas olados de lashifas)

Ascosporas Septado Penicillium, Aspergillus, Levaduras

Basidiomycota (Basidiomicetos)

Exógenas(en las puntas olados de lashifas)

Basidiosporas Septado Setas Royas Tizones

Deuteromycota (Deuteromicetos) (Hongos imperfec- tos)

Exógenas(en las puntas olados de lashifas)

- Septado La mayoría de los patógenos de humanos yanimales

MORFOLOGÍA DE LOS HONGOS

El estudio de los hongos está al cargo de la micología, que es una de las disciplinas más antiguas en microbiología. Los hongos están generalmente entre los organismos más estudiados en microbiología. El papel de los hongos en la degradación de la materia vegetal y animal es harto reconocido. Los hongos han sido tan íntimamente unidos con la descomposición de la materia orgánica que han sido sinónimo de mohosidad, putrefacción y decadencia. La denominación de hongos provienen de sus representantes más sobresalientes, los hongos que tienen sombrerillo.

El tamaño de los hongos varía desde los más desarrollados que crecen sobre la materia en descomposición tejiendo una amplia red de fibras en el suelo hasta las levaduras unicelulares que sólo pueden ser observadas al microscopio.

Son organismos ecucarióticos y presentan en común con las plantas la posesión de una pared celular, la

vacuolización de su citoplasma y la presencia de una corriente plasmática bien observable así como la incapacidad de moverse. No presentan sin embargo pigmentos fotosintéticos y son C-heterótrofos (quimioorganoheterótrofos). Como todos los eucarióticos poseen una membrana alrededor del nucleo y del nucleolo, la respiracion celular sucede en las mitocondrias presentes en el citoplasma, y las células de los hongos tienen una disposición elaborada del sistema interno de membranas. Crecen en condiciones aeróbicas y obtienen la energía por oxidación de la materia orgánica. Si se comparan con las plantas diferenciadas en raíz, tallo y hojas (cormo) los hongos presentan sólo un grado muy bajo de diferenciación y en ellos casi no se da la división del trabajo.

EL CUERPO VEGETATIVO DE LOS HONGOS.

El cuerpo vegetativo de los hongos es una estructura llamada talo. Consiste en filamentos de unos 45 μm de diámetro que se ramifican repetidamente y que se extienden por la superficie o por el interior del sustrato. Los filamentos o hifas estàn formados por la pared celular y el citoplasma con sus inclusiones. Las hifas pueden estar separadas en células mediante paredes transversales o septos (hogos superiores) o carecer de paredes transversales (hongos inferiores). Incluso en las hifas septadas el citoplasma de una célula está en conexión con el de las vecinas por un poro central existente en el septo.

Al conjunto de hifas del talo de un hongo se le denomina micelio. En determinados estadios, a menudo en el paso a fases de multiplicación asexual a sexual, el micelio forma conjuntos de aspecto tisular denominados plecténquimas. La "carne" de las setas constituye un plecténquima típico. En los hongos superiores el micelio forma también gruesos filamentos, rizomorfos, algunos de los cuales participan en el transporte de sustancias.

Los mohos y sus estructuras.

Los hongos presentan una sorprendente variedad de tamaños y formas, aunque pueden ser en general divididos en dos grupos: los mohos y las levaduras. Los mohos son hongos filamentosos o micelares, y están compuestos de unas redes de filamentos llamadas hifas que están entrelazados formando estructura llamada micelio. Los mohos se reproducen sexual o asexualmente, y el micelio y los cuerpos fructíferos de un moho se refieren colectivamente al talo fungal. Las esporas de los hongos son de importancia primordial en la identificación del hongo, y serán discutidas en detalle más abajo. El tejido micelar es también algunas veces considerado como una anastomosis porque comprende una red de conexiones cruzadas de hifas. El crecimiento de la estructura micelar es por crecimiento desde los extremos de las hifas, con ramificación de los filamentos intermitentemente. El citoplasma de la hifa joven rellena el filamento, aunque más adelante, desde el extremo de crecimiento, el citoplasma es vacualizado, y las hifas viejas son estructuras huecas que pueden ser aisladas del resto del micelio.

En la mayoría de los mohos, las hifas están divididas en secciones por la aparición regular de paredes transversales o septos. Estas estructuras añaden rigidez al filamento, y ayuda a controlar el flujo de nutrientes a través de la red micelial. Los septos varían en complejidad; los septos sencillos tienen un único poro central, pero otros septos como los de los hongos superiores tienen una estructura denominada doliporo, en la que un estrecho poro central es flanqueado por algo parecido a un tonel, membranas perforadas hechas de material amorfo (membranas parentosomas). Los compartimentos individuales en la hifa pueden contener un solo núcleo, y estas son denominadas hifas uninucleadas o pueden contener varios núcleos, y entonces entonces son denominadas multinucleadas. En los hongos más primitivos como los Ficomicetos, no tienen septos para dividir las hifas en secciones, y la hifa aseptada se denomina como coenocitica. Los septos se desarrollan ocasionalmente en Ficomicetos, pero su función es para separar las estructuras reproductivas desde el cuerpo vegetativo de los hongos, o separar las secciones viejas de los talos. A diferencia de otros hongos el septo es diferente, las estructuras elaboradas por los Ficomicetos son placas sólidas, y no hay un poro central.

En ciertos hongos superiores, las hifas adyacentes pueden fusionarse vegetativamente para tomar una estructura tridimensional en red. Que no es otra cosa que los cuerpos fructíferos reproductivos formados. Las hifas pueden además agregarse para tomar acceso a otras estructuras especiales que exhiben un alto grado de organización interna como resultado de un crecimiento coordinado. Los Rizomorfos, literalmente recuerdan estructuras radicales, son parecidas a cuerdas filamentosas que tienen unas estructuras altamente diferenciadas. Estas estructuras aparecen como respuesta al estrés, y en la naturaleza se desarrollan en medios relativamente secos como se encuentran en suelos arenosos. Los esclerotios son estructuras endurecidas de las que disponen ciertos mohos para sobrevivir en un estado latente. En cultivo, los esclerotios están pigmentados y son suficientemente grandes para ser vistos a simple vista. Estos son generalmente redondeados, pero pueden mostrar una forma irregular. Las células de la pared exterior de un esclerotio

poseen paredes gruesas, y de este modo la estructura tiene grosor, lado protectivo. Éste encierra un córtex central de hifas que contienen las reservas de alimento necesarias para la latencia. Los nutrientes son típicamente almacenados como gotas de aceite o como glicógeno. La estructura más familiar generada por los hongos son las setas. Estas son estructuras reproductoras altamente complejas que demuestran un alto nivel de organización y diferenciación interna. Un tallo o estipe soporta la sombrilla o pileo bajo la que se desarrollan laminillas. En estas laminillas son producidas las esporas. El desarrollo de las láminas es un proceso altamente coordinado que responde a estímulos del medio ambiente. En orden a que las esporas sean producidas eficazmente, las laminillas se desarrollan verticalmente. Esto es alcanzado por geotropismo, como muestra la observación que si durante el desarrollo de la estructura es ladeada, entonces las laminillas aún tienden a la posición vertical.

Levaduras y sus estructuras.

En las levaduras, el talo fungal es general-mente una sola célula. Las levaduras son predominantemente hongos unicelulares que son redondeados, ovales o en forma alargada. Estas varían desde 2 a 10

micrómetros de tamaño. Un número limitado de levaduras elaboran cápsulas extracelulares. Un ejemplo es Cryptococcus neoformans, un patógeno humano que causa una forma crónica de meningitis ú-nicamente observada en pacientes con SIDA. En estas circunstancias, la cápsula mucopolisacarídica ayuda a las levaduras a

evadir los mecanismos de defensa del cuerpo, y en cosecuencia causan la enfermedad.

Las levaduras se reproducen generalmente por procesos asexuales en ciernes. La célula parental desarrolla una protuberancia que engrosa y se alarga dentro de una blastoespora que eventualmente se separa de la parental. Sin embargo, en la fisión de las levaduras, como Schizosaccharomyces pombe, una célula parental se divide en dos progenies de modo similar a la fisión binaria transversal vista en la reproducción bacteriana. Las levaduras raramente forman verdaderas estructuras multicelulares. Algunas levaduras forman cadenas o células alargadas que son llamadas pseudomicelios o pseudohifas. Los pseudomicelios son células de levadura alargadas que provienen de yemas adheridas juntas en cadenas ramificadas. Las células individuales con pseudomicelio son independientes unas de otras y, a diferencia de las unidades con hifas septadas de los mohos, estas no están conectadas por poros. Las levaduras con una típica morfología unicelular pueden agruparse terminalmente a lo largo de un pseudomicelio. Estas son llamadas blastoesporas secundarias. Algunas levaduras pueden producir septos, verdaderos micelios bajo ciertas condiciones de crecimiento.

Hongos dimórficos.

Aunque es conveniente dividir los hongos en dos grupos, mohos y levaduras, estas son hongos capaces de adaptar sus estructuras en respuesta a cambios en su medio ambiente. Pueden crecer en cualquiera de las dos formas, micelio o levadura., dependiendo de las condiciones prevalentes de crecimiento. A este tipo nos referimos como hongos dimórficos. Los micelios formados por los hongos dimórficos son verdaderos micelios, a diferencia de los pseudomicelios producidos por algunos levaduras. Muchos de los hongos que causan enfermedades en humanos y animales son dimórficos, por ejemplo Candida albicans, el hongo que causa afta. Es una infección que afecta las membranas mucosas como las encontradas en la boca o el tracto genital. Los síntomas del afta oral son placas blancas en la boca, y la afta vaginal aparece como un comezón o picor descargado sobre la vagina blanca.

La pared celular de los hongos.

Los hongos fueron descritos en un princiopio como plantas, ya que no tienen generalmente movimiento y porque sus células están rodeadas por una bien definida y multiestratificada pared celular. Sin embargo, la estructura de la pared celular de las plantas y de los hongos difieren considerablemente, la pared celular de las plantas está hecha de celulosa y hemicelulosa, y las paredes celulares de los hongos está compuesta generalmente de otros polisacáridos incluyendo quitina, un polímero de N-acetilglucosamina. La quitina es una estructura polimérica que está también presente en el exoesqueleto de los artrópodos.

El principal componente de las paredes celulares tanto de los mohos como de las levaduras es polisacárido, con más del 80% del material de la pared celular comprendido microfibrillas cristalinas en una matriz de material amorfo. El restante 20% de los componentes de la pared celular, proteínas y lípidos están presentes en proporciones aproximadamente iguales. Los componentes de la pared celular polisacárida dependen del tipo de hongo. En los mohos, la quitina es componente fibrilar principal y los polímeros de glucosa conocidos como glucanos forman la matriz de material amorfo. En contraste con los mohos, los manonos, polímeros de manosa, son los componentes estructurales predominantes de las paredes celulares de la levadura aunque también presentan glucanos. En la levadura del pan, Saccharomyces cerevisiae, la pared celular contiene menos que el 1% de quitina, y este polímero está principalmente asociado con la cicatriz de la yema, en la que forma un tapón de material. En un grupo especial de hongos (Oomicetos) junto con los Ficomicetos, la celulosa forma el componente estructural dominante del material de la pared celular.

La pared celular de los hongos tiene cinco capas. Tomaremos como ejemplo la arquitectura de la pared celular de la hifa madura del moho Neurospora crassa. La primera capa de la pared celular es el plasmalema. Alrededor de ésta se situa una capa de microfibrillas de quitina en una matriz de proteínas amorfas, mananos y glucanos que tiene unos 20 nm de grosor. A continuación se situa una discreta capa de proteína de 10 nm de grosor. Ésta soporta una red de glucoproteínas embebidas en proteína. Ésta última de 50 nm de grosor. La capa más externa de la pared celular es la más gruesa, y está hecha de glucanos amorfos. Ésta última es de alrededor de 90 nm de grosor en Neurospora crassa.

REPRODUCCIÓN Y MULTIPLICACIÓN.

Las hifas de los hongos crecen por el extremo (crecimiento apical). En la mayoría de los hongos cualquier parte del micelio puede crecer; para sembrar resulta suficiente un pequeño trozo de micelio para que crezca un talo nuevo. Las formas y los mecanismos de multiplicación son extraordinariamente numerosos y constituyen la base de la clasificación de los hongos.

La reproducción en los hongos puede ser asexual o sexual y, en ambos casos, las esporas son las estructuras ,responsables de dipersar la progenie para colonizar nuevas localizaciones. Algunas esporas están diseñadas para resistir condiciones adversas de crecimiento o para proporcionar un periodo de latencia. El micelio de los mohos puede también estar fragmentado, y los fragmentos resultantes pueden cada uno subsecuentemente desarrollarse en un talo individual por el proceso de reproducción vegetativa. El término reproducción vegetativa es usado para referirse a la reproducción asexual, donde las estructuras reproductoras especiales no son esporas. El estado vegetativo o asexual de un hongo es conocido como anamorfo y el estado sexual como el teleomorfo (estado perfecto).

Reproducción asexual en hongos.

La forma simple de la reprocución asexual es la producción de esporas vegetativas. Son dos estructuras principales las asociadas con la reproducción vegetativa. Son los artroconidios, y los clamidoconidios. Los artroconidios son producidos por las hifas que se separan y fragmentan. Estos pueden también ser denominados talosporas. Los clamidoconidios son usualmente mayores que los artroconidios, son redondeados y están inflados con alimentos de reserva.. La formación de estas estructuras es usualemente como respuesta al estrés medioambiental. Bajo condiciones favorables, ambos, artroconidios y clamidoconidios ferminan para producir un nuevo micelio.

Las verdaderas esporas asexuales de los hongos difieren de las esporas vegetativas en que són formadas en estructuras especializadas llamadas esporóforos. Los cuales son también producidos generalmente en gran número. Se producen porque las células se dividen mitóticamente, y la composición genética de las esporas es idéntica a la de la célula parental. Estas esporas son variables en tamaño, forma complejidad y color. Esto proporciona medios excelentes para la identificación de los hongos. Y también en parte forma la base de la clasificación micológica. Algunos hongos producen sólo un tipo de esporas asexuales, mientras otros pueden producir diferentes tipos de esporas.

La mayoría de las esporas son diseminadas por el viento, agua o los insectos. Las esporas asexuales proporcionan un medio de reproducción para los hongos y, a causa del gran número de esporas que son producidas, la diseminación extensa de las especies es posible. Algunas esporas asexuales tienen vida corta, y son sensibles al estrés externo como la radiación ultravioleta y la desecación. Sin embargo, este no es el caso siempre. Muchas esporas, particularmente aquellas que tienen pigmentación oscura o aquellas con pared gruesa, tienen resistencia a las presiones medioambientales. Las esporas resistentes pueden ser usadas como un estado de latencia en el ciclo de vida del hongo.

Las esporas asexuales pueden ser producidas bien exógenamente en los extremos o lados de las hifas, o endógenamente en estructuras especializadas semejantes a sacos llamadas esporangios. Los hongos inferiores producen esporas en esporangios que están formados típicamente en los extremos de hifas ordinarias o en hifas especializadas denominadas esporangioforos, aunque pueden ser formados a lo largo de la estructura hifal. Los esporangioforos usualmente contienen gran número de esporangiosporas que pueden ser móviles o no móviles. Algunos esporangioforos forman una columela. Ésta es una estructura en forma de domo que separa la región esporulante de la no esporulanteen el esporangio. Una columela de un esporangio que ha descargado sus esporas puede tomar la apariencia de una umbrela. Muchos hongos terrestres producen esporas no móviles llamadas aplanosporas, pero los acuáticos y algunod hongos habitantes del suelo que viven en suelos húmedos producen esporas móviles, llamadas zoosporas dentro de esporangios. La movilidad de las zoosporas es conferida por la posesión de flagelos. Algunas zoosporas portan un solo flagelo, mientras que otras llevan típicamente un par de flagelos. En los hongos que producen zoosporas, el esporangio es nombrado como el zooporangio. Algunos micologistas clasifican estos hongos en los Protoctistas junto con los protozoos y las algas nucleadas.

Las esporas producidas exógenamente están formadas muchas veces en hifas especializadas, y son denominadas conidioesporas o simplemente conidios. Los conidios varían en forma, color y complejidad y pueden ser grandes o pequeños. Los hongos producen dos tipos de esporas, las primeras son llamadas macroconidios y las últimas microconidios. Estas están unidas en estructuras llamadas conioforos. Los conidios son producidos muchas veces desde extrechamientos especiales, estructuras puntuadas llamadas esterigmas que están pegadas al conidioforo. Los conidioforos algunas veces, pero no siempre, defieren de las hifas vegetativas, y pueden ser característicos de un género o especie de hongo particular. Los conidioforos pueden ser cementados conjuntamente para producir un tallo aéreo llamado coremio o sinnema. Esto sube el cuerpo de la espora hasta la superficie del sustrato, y así ayudar a dispersar las esporas. En algunos hongos, los conidioforos están organizados en la cara interior de una estructura globosa o en forma de matraz llamada picnidio. Otros, particularmente los patógenos de plantas, producen conidioforos en un lecho plano o en forma de platillo llamado acérvulo, que descarga las esporas a través de una apertura denominada ostiolo.

Éstas son las dos vías primarias por las que los conidios se desarrollan en los hongos: desarrollos blástico o tálico. Los conidios blásticos se producen por gemación o hinchazón de la estructura hifal desde la que se separan por un septo, mientras que los conidios tálicos son formados directamente desde las hifas por fragmentación o separación. A pesar de la producción por fragmentación de las hifas, los conididos tálicos pueden además experimentar hinchazón. Ésta es una característica de las especies del género Microsporus, uno de los causantes de la tiña en humanos, en la que la hifa no va a fragmentarse durante la formación de la espora. Debido a la formación de los conidios en estos hongos se enreda por completo del final de una hifa, estos son descritos como holotálicos, implicando el envolvimiento total del cuerpo fungal. Los conidios tálicos pueden ser además formados por fragmentación de los talos en una serie de segmentos y la formación de esporas de esta manera puede ser descrita como ártrica. Los hongos de los géneros Geotrichium forman conidios por fragmentación de una sección completa de unas hifas, loss cuales son descritos como holoártricos. Los conidios de Coccidioides spp. no son formados en todas las secciones de las hifas y son produdos desde células alternadas; éstos son descritos como enteroártricos.

Las levaduras como Saccharimyces cerevisiae que muestran gemación asexual proporcionan un ejemplo obvio de hongos blásticos. Aunque la gemación es el principal método de reproducción de las levaduras, los mohos pueden también formar esporas asexuales de esta manera. Los hongos del género Cladosporium forman cadenas de esporas por gemaciones sucesivas desde una célula conidiogena o hifa fértil. Similares patrones de desarrollo de esporas son vistos en hongos pertenecientes a los géneros Sporothrix y Alternaria. Estos son todos clasificados como holoblásticos. Alternativamente, las pueden engrosar o gemar desde dentro de una hifa, y son descritos como enteroblásticos. Este tipo de desarrollo es visto en miembros de dos generos, Scopulariopsis y Aspergillus. Los cuales, dentro de los dos métodos principales de formación de esporas, tienen considerables variaciones en el tema básico, y el método del desarrollo de las esporas asexual puede ser satisfactoriamente explotado en la identificación de los hongos.

Reproducción sexual en los hongos.

Los hongos son clasificados de acuerdo a su método de reproducción sexual, pero hay un grupo de hongos en el que la reproducción sexual no ha sido observada y existen sólo en el estado anamórfico. Estos hongos son agrupados juntos en un grupo artificial conocido los Hongos Imperfectos o Deuteromicetos (Deuteromicotina). en algunos casos, los Hongos Imperfectos pueden ser incapaces de reproducirse sexualmente, pero en otras instancias puede simplemente no haber sido observada. Algunos miembros de los Duteromicetes son claramente referidos a especies cuyo patrón de reproducción sexual ha sido esclarecido. Tales similitudes son generalmente demostradas por similaridad con las estructuras de reproducción asexual de los hongos. Ocasionalmente ha sido posible para trasladar especies desde los Deuteromicetos y para asignar a ellos una clasificación propia a veces la reproducción sexual ha sido observada y su estado telemórfico caracterizado.

La reproducción sexual en hongos es muchas veces en respuesta al estrés ambiental como cambios de temperatura, pH adverso o carencia de nutrientes. En el laboratorio, las condiciones pueden ser manipuladas para disparar la reproducción sexual por cultivos de crecimientos en medios que son deliberadamente bajos en nutrientes. El resultado de la reproducción sexual en hongos es la producción de esporas sexuales que son muchas veces estructuras resistentes, capaces de entrar en una fase de latencia.

Como en toda la reproducción sexual, en los hongos básicamente implica la fusión de dos núcleos compatibles. Con la excepción de algunas especies de levaduras, los hongos están en un estado haploide. Esto consiste en que tienen un solo conjunto de cromosomas desapareados. La reproducción sexual de los hongos les produce un estado diploide, en el que los cromosomas están pareados, y la fusión celular es seguida por una meiosis del núcleo del zigoto (inmediatamente a menudo) así que la progenie puede regresar otra vez más al estado haploide. En la reproducción sexual pocas veces el hongo oportunamente para iniciar la recombinación genética para producir que haya una diferente constitución genética de la de sus parentales. Esto tiene la ventaja de fomentar la diverdidad genética. En definitiva, esto mejora las posibilidades evolutivas que los hongos `pueden explotar junto a la selección natural.

Típicamente ellos tienen tres fases en la reproducción sexual de los hongos, nombrada plasmogamia, cariogamia y meiosis. La plasmogamia supone la fusión de dos protoplastos. Esto conduce a unir dos núcleos compatibles en las células idénticas. El par de núcleos es llamado dicarión y la célula que los contiene se designa por dicariótica. En los hongos inferiores, la plasmogamia es casi imnediatamente seguida por la cariogamia, o la fusión de los dos núcleos, pero en los hongos superiores estos dos procesos pueden ser separados en el tiempo. Además, en los hongos superiores, las células dicarióticas pueden multiplicarse, con una división simultánea de las dos núcleos en cada célula. Este proceso puede producir numerosas células dicarióticas. Esto es lo que se refiere a la fase dicariótica. Cuando la fusión nuclear o la cariogamia sucede eventualmente, esta es seguida por la meiosis, volviendo las células fungales al estado haploide una vez más.

Los organos sexuales de los hongos se denominan gametangios, estos son diferenciados desde las hifas vegetativas. En algunos hongos son indistinguibles unos de los otros, además otros gametangios machos y hembras son claramente diferentes.Algunos hongos son capaces de fertilizarse a si mismos, y son denominados como hongos homotálicos. En contrste, los hongos heterotálicos requieren la interacción entre dos tipos de apareamiento, arbitrariamente designados como por ejemplo + y -, para satisfacer el suceso de la reproducción sexual. El modo de reproducción sexual difiere en varias clases de hongos.

Reproducción sexual en los Ficomicetos. En todos los Ficomicetos, el resultado de la reproducción sexual es producir esporas que germinan bajo condiciones favorables para producir el estado reproductivo asexual directmente, o poco después de la germinación. Los Ficomicetos acuáticos generalmente forman gametos móviles llamados zoosporas. Se fusionan para formar un zigotomóvil que solamente le queda entrar en una última fase. Algunos Ficomicetos tienen morfoloógicamente dispares gametangias. Las estructuras masculinas son llamada anteridios, y las estructuras femeninas son oogonias. El zigoto que es producido por un anteridio y una oogonia es llamado oospora. En los ficomicetos más avanzados, las gametangias son hifas modificadas que son similares morfológicamente. Estas fusiones terminan con la producción de paredes gruesas, estructuras resistentes llamadas zigosporas.

Reproducción sexual en Ascomicetos (Ascomicotina). La reproducción sexual en los Ascomicetos termina en la producción de ascosporas sexuales haploides en una estructura parecida a un saco llamada asca. La forma de las ascoporas y ascas varia con la especie particular de hongo. Típicamente hay 8 ascosporas en cada asca. En los Ascomicetos inferiores, incluyend las levaduras, el proceso de reproducción sexual es simple. Las dos células vegetativas se fusionan, y esto es seguido inmediatamente por la fusión de los dos núcleos. La célula zigoto resultante favorece al asca en la cual sucede la meiosis para producir las ascosporas.

En los Ascomicetos superiores, la reproducción sexual es un proceso más complicado. Los núcleos compatibles han sido frecuentemente encontrados morfológicamente dispares en sus gametangias. El gametangio macho es llamado anteridio, y la hembra es acogonio. La fusión nuclear, o cariogamia, no se hace inmediatamente a continuación de la plasmogamia, o fusión protoplastica, y las células dicarióticas son producidas. También son referidas como hifas ascógenas. Las ascas que contienen ascosporas son producidas desde las células binucleares terminales de las hifas ascógenas, y es aquí que la cariogamia y la meiosis toman sitio eventualmente para producir las ascosporas. Son varios tipos de ascas. Algunos son globulosos en forma de porra liberando sus ascoporas por ruptura de la pared., mientras otras son cilíndricas y tienen mecanismos de eyección de las esporas.

Los Ascomicetos superiores producen sus ascas en una estructura fructífera o ascocarpo (Ascoma). Hay tres tipos generales de ascocarpos, llamados cleistotecio, peritecio y apotecio. El cleistotecio tiene completamente cerrada su estructura donde encierra las ascas que dispone aleatoriamente dentro; las ascosporas pueden ser sólo liberadas por ruptura o desintegración de la pared. El peritecio tiene un estrato de ascas organizadas en sus paredes interiores, y un ostiolo a través del cual las ascoesporas son liberadas. En muchas de Ascomicetos que producen peritecios, cada asca asciende al interior del ostiolo en sucesión., y allí descarga enérgicamente cada una de sus ascoesporas. Un apotecio es na estructura abierta con ascas ordenadas en un estrato bien definido en su superficie superior. Cleistotecio y peritecio son producidos en cultivos, y son muchas veces visibles a simple vista.

Reproducción sexual en Basidiomicetos (Basidiomicotina). La célula sexual característica en este grupo de hongos es el basidio. El basidio soporta las células sexuales haploides o basidioesporas, usualmente cuatro, externamente en estructuras llamadas esterigmas. En los Basidiomicetos inferiores el basidio está septado y produce desde una hifa o una pared engrosada la última espora llamada teliospora. En los Basidiomicetos superiores los basidios son unicelulares y con forma de porra y son producidos generalmente en estructuras fructíferas conspicuas llamadas basidiocarpos. Muchas veces están organizadas en capas bien definidas llamadas himenio por ejemplo, en la superficie de laminillas como en setas, o revistiendo los poros de los hongos.Una fase micelial extensiva binucleada (dicariótica) es característica de estos grupos de hongos. Resulta de la fusión de hifas adyacentes sin fusionar sus núcleos; estas pueden ser de dos líneas sexuales compatibles si el hongos es heterotálico. Un proceso llamado formación abrazadera asegura que cuando estas células dicarióticas se multiplican, y sus dos núcleos se dividen simultáneamente, uno de cada par va dentro de cada célula hija. El micelio de muchos Basidiomicetos está siempre caracterizado por pequeñas protuberancias a lo largo de la longitud del micelio, allí la conexión en abrazadera sucede para la unión de las células.

Nutrición de los hongos.

Los hongos son muchas veces erróneamente confundidos con las plantas. Sin embargo las plantas pueden elaborar compuestos órganicos complejos desde moléculas inorgánicas simples como el agua y el dióxido de carbono por el proceso de la fotosíntesis. Los hongos, en contraste, todos requieren un suplemento de compuestos orgánicos preformados para su producción de energía y crecimiento. Son descritos como organismos heterotróficos, de aquí que, los heterótrofos sean nutridos desde otra parte, es decir, no son capaces de alimentarse por sí mismos como hacen las plantas autotróficas. Muchos hongos son encontrados en la oscuridad, hábitats húmedos, pero están universalmente presentes allí donde se encuentra la materia orgánica.

Los hongos pueden ser sacrofíticos o parásitos. Los organismos sacrofíticos son definidos como aquellos que viven en la materia orgánica en descomposición mediante la degradación de las plantas. Los parásitos obtienen sus nutrientes de animales y plantas vivos, y generalmente causa enfermedades en sus hospedadores. La mayoría de los hongos se encuentra como saprófitos en el suelo, viviendo en material vegetal en descomposición, donde estos juegan un papel vital en el reciclado de la materia orgánica. Los hongos se alimentan por secreción de enzimas hidrolíticas dentro de su medio local. Estas enzimas digieren varios polímeros para producir productos solubles que los hongos entonces absorben.En cultivos artificiales, muchos hongos pueden crecer en un medio de sales minerales conteniendo una fuente de sales nitrogenadas, proveyendo que tenga glucosa presente como fuente de carbono pueden manufacturar todas las moléculas orgánicas que requieren para crecer a partir del metabolismo de la glucosa. Otros hongos requieren un suplemento exógeno de vitaminas u otros factores de crecimiento que no pueden fabricar por ellos mismos en orden a crecer en cultivos artificiales. Los factores de crecimiento añadidos son de particular importancia si las células vegetativas en cultivo están por iniciar la esporulación. Los honfos tienen un requerimiento específico de elementos traza incluyendo calcio, magnesio, hierro, zinc, cobre y manganeso. No

se han encontrado hongos que puedan fijar el nitrógeno atmosférico.

El glucógeno el polímero principal de almacenamiento usado por los hongos, pero las gotitas de aceite son también usadas para almacenar nutrientes. Igual que muchos eucariotas, los hongos son aerobios obligados, y obtienen la energía a través de la respiración aeróbica de la glucosa. Sin embargo una minoría de especies de levadura son anaerobias facultativas, y si están bajo condiciones aeróbicas puede obtener energía por fermentación. Este proceso no es tan eficiente como la respiración. En cultivo, los mutantes de las levaduras del pan Saccharomyces cerevisiae que carecen de mitocondrias con una frecuencia de alrededor del 1%. Estas células son incapaces de respirar, a causa de su incapacidad de reunir mitocondrias. Consecuentemente cuando crecen en un medio sólido con glucosa ellas sólo pueden obtener energía por fermentación. Tales mutantes originan colonias muy pequeñas comparadas con las células de tipo salvaje que poseen mitocondrias, y son descritas como pequeñas mutantes.

1.16. CLASIFICACIÓN DE LOS VIRUS

Dependiendo del tipo de célula que infectan, los virus se clasifican en:

a. Virus animalesb. Virus de plantasc. Virus de bacterias o bacteriófagos

De ahora en adelante, nos vamos a ocupar de los virus animales, debido al gran número de enfermedades de origen viral que afectan al hombre y a los animales.

Los virus animales se clasifican tomando en cuenta las características siguientes:

Características primarias

1.1 Organización de la cápsidaa. Forma y tamaño de la partícula viralb. Número de capsómerosc. Presencia o ausencia de cubierta lipídicad. Simetría de la nucleocápsida

1.2 Estructura del ácido nucleicoa. Tipo de ácido nucleicob. Número de cadenasc. Peso molecular del ácido nucleicod. Número aproximado de genes

1.3 Presencia de transcriptasa

Características secundarias

2.1 Huéspeda. Especieb. Tejido

2.2 Modo de transmisión2.3 Características inmunológicas

Los virus no se nombran usando el esquema binomial clásico que se utiliza para los otros microorganismos, a los virus se les denomina con el nombre de la enfermedad que causan, por ejemplo, virus de la rabia, virus del sarampión, etc.

CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS VIRUS

La denominación virus (veneno) se aplicó inicialmente a los agentes causantes de enfermedades que se conocían mal. Los virus se diferencian de los microorganismos por las siguientes características:

1. Tienen un sólo tipo de ácido nucleico, ADN o ARN.2. Para la reproducción sólo es necesario el ácido nucleico.3. No son capaces de reproducirse fuera de las células vivas.

Por tanto los virus no son organismos independientes, sino que necesitan células vivas para su reproducción. La reproducción tiene lugar en la célula hospedadora. Para la replicación del material genético y para la síntesis de la cubierta proteica el virus depende de la célula hospedadora. El desarrollo conduce a la muerte de la célula hospedadora. Fuera de la célula hospedadora el virus se presenta como partícula vírica o virión. Está compuesto por el ácido nucleico y una cubierta proteica, la cápsida. La partícula vírica es un nucleocápsido.

Los virus se reconocen por las consecuencias de su desarrollo en el hospedador. Pueden destruir totalmente complejos celulares y provocan lesiones tisulares, áreas de necrosis o halos de lisis. Los hospedadores normales de los virus son plantas, animales y microorganismos.

Virus vegetales.

Los virus de los vegetales llegan al interior de las células a través de lesiones, no penetran en la planta de una forma activa. La demostración cuantitativa de los virus vegetales se basa en el desarrollo de necrosis alrededor de lesiones primarias realizadas artificialmente. En la naturaleza los virus se transmiten por contacto directo o por vectores. Frecuentemente los virus llegan a los tejidos vegetales por lesiones debidas a fricciones. En la Cuscuta los haustorios penetran en otras plantas y establecen con su sistema de vasos una comunicación directa entre dos plantas, a través de la que pueden ser transportados los virus. Numerosos virus son transportados por insectos. En algunos casos los virus se multiplican en el tracto digestivo del insecto (virus persistentes); en estos casos la nueva infección de una planta sólo es posible después de un cierto tiempo de incubación en el insecto. Los virus no persistentes son transmitidos directamente por la picadura del insecto. Numerosas enfermedades de vegetales están determinadas por virus. De gran importancia económica son los virus de la patata. El virus vegetal mejor estudiado es el del mosaico del tabaco (TMV). El material genético de los virus vegetales es ARN.

Virus patógenos de animales.

Los virus desencadenan enfermedades en hombres y animales: viruela, varicela, sarampión, rabia, poliomielitis, gripes, constipados, glosopeda, etc. Se transmiten por contacto o por insectos y penetran aparentemente en las celulas por fagocitosis o pinocitosis. Para investigar los virus en el laboratorio hay que recurrir a animales de experimentación o a embriones de pollo. Algunos virus pueden reproducirse también en cultivos de tejidos y demostrarse cuantitativamente. El material genético de los virus animales es ADN o ARN. Mientras que el ADN generalmente se presenta en forma de doble hélice, los virus ARN tienen una cadena polinucleotídica única o doble.

Virus bacterianos.

Los virus que tienen como huéspedes a las células bacterianas son los bacteriófagos. No debe haber ninguna bacteria para la que no pueda encontrarse un virus después de una búsqueda intensa. Los bacteriófagos se reconocen por la formación de calvas sobre un tapiz o cultivo confluente de bacterias. En suspensiones bacterianas se reproducen tan rápidamente que pueden lisar en poco tiempo a todas las células. El ácido nucleico de los bacteriófagos es ADN o ARN de una o doble cadena. La investigación de los bacteriófagos y sus distintos ciclos de desarrollo ha aportado puntos de vista esenciales en los mecanismos de transmisión del material genético de una célula a otra.

Organización de los virus.

Una particula vírica, también denominada virión, está compuesta por ácido nucleico, ADN o ARN, rodeado por una cubierta proteica, la cápsida. El ácido nucleico rodeado por la cápsida, el nucleocápsido, puede presentarse desnudo o incluido en una membrana. Nucleocápsidos desnudos son, por ejemplo, el virus del mosaico del tabaco, el virus de las verrugas y los adenovirus. Rodeados por membranas están el virus de la gripe y el del herpe. Por su parte, un cápsido está compuesto por subunidades, los capsómeros. El cápsid tiene generalmente una organización simétrica. se diferencian dos tipos de simetría, la simetría helicoidal y la simetría cúbica. La figura 1.10 da una visión general de los virus de acuerdo con su constitución estructural.

Los virus son extraordinariamente específicos en cuanto a su hospedador, y dentro de él se especializan en determinados tejidos o células. Entre los virus animales se habla de neurotrópicos (se desarrollan en células neuronales), linfotróficos (en linfocitos), mixotróficos (en el glucocáliz de epitelios y membranas mucosas).

Los virus afectan a los vegetales se denominan de acuerdo a los síntomas de la enfermedad y a sus hospedadores. Es muy bajo el número de virus de hongos, algas y protozoos que se han investigado. Los bacteriófagos se denominan según su hospedador, a partir del cual se hayan aislado por primera vez. La división de los virus patógenos de animales se establece generalmente mediante un nombre de familia que hace referencia a los síntomas de la enfermedad (viruela, tumor), naturaleza y tamaño del ácido nucleico (pico-ARN) o incluso según el mecanismo de replicación del ácido nucleico (retrovirus). El número de virus conocidos es enorme.

Estructuras víricas. En la figura se representan cuatro virus conocidos como patógenos: dos virones de simetría helicoidal, de ellos uno sin cubierta (virus del mosaico del tabaco) y otro con cubierta (virus de la gripe o influenza), así como dos viriones de simetría cúbica, uno sin cubierta (virus poliédricos y de la poliomielitis) y otro con cubierta (herpes).

Virus del mosaico del tabaco. El virus del mosaico del tabaco (TMV) es el virón clásico de simetría helicoidal. Puede aislarse fácilmente del jugo obtenido por homogenización de plantas enfermas que han sido atacadas por el MTV. Aparece como unos bastoncillos con un diámetro de 18 nm. Este nucleocápsido en forma de palillo está compuesto aproximadamente por unos 2100 capsómeros. Estos están ordenados helicoidalmente y forman un cilindro hueco. Cada capsómero está compuesto por una cadena polipeptídica de 158 aminoácidos de secuencia conocida. En la pared del cilindro hueco entre los capsómeros se incluye el ARN; la cadena de ARN sigue a la hélice.

Virus de la gripe. Las partículas del virus de la gripe o influenza tienen un diámetro de 110 nm. El nucleocápsido, al igual que el TMV, está ordenado helicoidalmente, pero no tiene forma de

palillo sino que está enrollado varias veces. El nucleocápsido está rodeado por una cubierta. La cubiera es parte de la membrana de la célula hospedadora de la que ha surgido el virión. La cubierta lleva en su cara exterior unas prolongaciones aciculares (spikes); éstas sirven para la adsorción del virión a la célula hospeda-dora y contienen mucoproteínas y el enzima neuraminidasa. Esta enzima elimina un componente de las mucoproteínas de la célula hospedadora (ácido N-acetilmurámico) y tiene aparentemente una función en la fluidificación de la mucosa que recubre a las células epiteliales de la cavidad nasofaríngea. La reproducción del virus tiene lugar en la célula hospedadora. La liberación del virón se realiza como una especie de gemación.

Manifiesta que la cubierta de la partícula vírica está compuesta por la membrana de la célula hospedadora, que puede estar modificada libremente por proteínas determinadas por el virus. Hay muchos tipos de virus de la gripe. El tipo de tejido que resulte afectado depende de la especificidad de hospedador por parte del virus y de características receptoras de las células. El virus puede conducir a un entorpecimiento del metabolismo o a una lesión de la célula. Tiene acción antigénica y determina en el hospedador la formación de anticuerpos. Los virus responsables de las grandes epidemias de gripe se diferencian por su virulencia y patogenicidad.

Virus poliédricos sin envoltura. Muchos virus de apariencia esferoidal son poliédricos. La forma poliédrica preferida es el icosaedro, un cuerpo delimitado por 20 triángulos equiláteros con 12 esquinas. El cápsido de un virus icosaédrico está compuesto por dos tipos de capsómeros: en los vértices se sitúan pentágonos (pentones) constituidos por cinco monómeros proteicos (protómeros); las caras y los vértices están compuestos por hexágonos (hexones), constituidos por 6 protómeros. La organización de la cápsida a partir de los capsómeros sigue las leyes de la cristalografía; según ello, el cápsido menor icosaédrico cebería tener 12 pentones, el siguiente 12 pentones y 20 hexones. Existen virus con 252, e incluso 812 capsómeros. Según el principio del icosaedro se contituyen muchos virus: el virus de la poliomielitis, el de la glosopeda bovina, el adenovirus y el virus tumoral SV40.

Virus poliédricos envueltos. Con este tipo de estructura están los virus causantes de la varicela, del herpes zóster y otros herpes. La cápsida icosaédrica del herpesvirus está compuesta por 162 capsómeros. La membrana de la envuelta procede con toda seguridad de la membrana nuclear interna de la célula hospedadora. Los herpesvirus se multiplican en el núcleo de la célula hospedadora. Las cápsidas se rodean entonces por la membrana nuclear interna, se liberan por gemación y se conducen al exterior por el sistema del retículo endoplasmático.

El virus de la varicela infecta al tracto respiratorio superior y se disemina a través de la sangre; por último, se localiza en la piel y provoca la aparición de vesículas en forma de manchas. El herpes zóster se presenta en personas parcialmente inmunes; se produce por reactivación del virus de la varicela. Por tanto, las dos enfermedades están causadas por el mismo virus.

Virus de la viruela. Los virus de la viruela son los mayores entre los patógenos de los animales. están constituidos de una forma totalmente distinta a los cuatro tipos expuestos anteriormente. Contienen ADN, proteínas y varios lípidos, por lo que también reciben el nombre de viriones complejos. Las partículas víricas de la viruela y de la vacuna tienen el aspecto de sillares redondeados. Se componen de un cuerpo interno que contiene ADN de doble cadena, una capa doble que contiene proteínas, cuerpos proteicos elípticos y una membrana envolvente; están rodeados por unos filamentos estrechamente adosados. Las partículas víricas son muy resistentes a la desecación y por tanto muy infecciosas. La viruela (pústulas) sólo puede afectar al hombre o a los monos. Susceptibles al virus de la vacuna son los terneros, los conejos y los corderos. Los dos virus, el de la viruela y el de la vacuna tienen antígenos comunes. Por ello se inyecta al hombre como prevencion con virus de la vacuna que se obtienen de terneros y que en el hombre sólo desencadena síntomas patológicos muy leves.

Virus bacterianos o bacteriófagos.

Tabla 1.6 Clases morfológicas de virus

Estructura helicoidalCápsida desnuda Capsida envuelta

ARN Virus del mosaico del tabaco y otros muchos virus vegetales

ARN Myxovirus:virus de la gripe y la parainfluenza (paperas y sarampión)

ADN Colifago fd

Estructura poliédrica (icosaédrica)Cápsida desnuda Cápsida envuelta

ARN Picornavirus: MKS, ECHO, polio, reovirus

ARN Retrovirus: sarcoma, leucemia, carcinoma

ADNc Papovavirus: papiloma, polioma, SV40

ARN Togavirus: SFV, encefalitism fiebre amarilla

ADNsc

Colifago ΦX174, M13

ADN Herpes simplex, varicela, Virus EB (mononucleosis infecciosa)

Virus compuestos (cabeza icosaédrica + cola helicoidal)

ADN Bacteriófagos grandes (T2, T4, T6)

Virus complejos

ADN Varicela, vacuna

Aislamiento y demostración. Los bacteriófagos pueden aislarse fácilmente suspendiendo material de un hábitat en el que se encuentre de forma natural la especie bacteriana implicada, junto con la propia bacteria en un medio de cultivo líquido. Si este cultivo de enriquecimiento se incuba en condiciones bajo las cuales se desarrollen bien las bacterias que nos interesan, los fagos que se encontraban en el inóculo se reproducirán en poco tiempo. El virus se multiplica exclusivamente en células en crecimiento. Por centrifugación o filtración se separan las bacterias y en el sobrenadante o en el filtrado, el "lisado", se puede determinar el número de fagos ("titulación"). Si se inocula un medio de culrivo sólido con una suspensión de bacterias sin fagos se forma un tapiz o cultivo confluente de bacterias, pero si se inocula una suspensión que contenga unos pocos fagos se forman unas calvas o placas en el cultivo continuo. En los lugares donde haya habido un fago y haya atacado a una bacteria tiene lugar rápidamente la lisis de un número cada vez mayor de bacterias, hasta que el área infectada por los fagos se hace visible macroscópicamente, como una mancha sin bacterias. Mediante métodos apropiados se pueden reproducir rápidamente a los fagos sobre cultivos continuos de bacterias en medios sólidos o en suspensiones bacterianas. A continuación se aislan los fagos por centrifugación, se mata con cloroformo a las bacterias residuales y se obtiene un lisado de fagos, que por lo general contiene de 1010 hasta 1013 fagos por mililitro.Morfología de los bacteriófagos. En particular desarrollaremos el modelo de los fagos de la serie T de Escherichia coli. El colifago T2 está compuesto por una cabeza poliédrica de 100 nm de largo sobre la que se adosa una cola de aproximadamente la misma longitud. Se habla por ello de virus compuestos.

2. Clasificación de los agentes biológicos por grupos de riesgo

2.1. CLASIFICACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS EN BASE AL RIESGO

Los microorganismos varían en su capacidad para producir infecciones. Algunos son inofensivos; otros pueden ser responsables de enfermedades con síntomas leves; algunos otros pueden causar graves enfermedades; un pequeño número de ellos poseen la capacidad de difundirse entre la comunidad y ocasionar una grave enfermedad epidémica. Los microorganismos y virus se clasifican en cuatro grupos de riesgo. Se han publicado tres sistemas distintos de clasificación y se presentan en la Tabla 2.1. El más reciente de ellos, el de las Medidas de Seguridad del Programa de Microbiología de la Organización Mundial de la Salud (OMS) es el mejor y es el que nosotros adoptaremos en este manual (Tabla 2.2).

Dicha clasificación utiliza cuatro grupos de Riesgo (I-IV) en orden creciente de peligro para quienes trabajan en el laboratorio, la comunidad y el medio ambiente. Los números de Grupo de Riesgo indican también los niveles de "contención", es decir, las precauciones y técnicas necesarias para prevenir las infecciones. La Organización Mundial de la Salud no publicó relaciones de microorganismos dentro de cada uno de los Grupos de Riesgo. Se instaba a los estados miembros a preparar sus propias relaciones, ya que los gérmenes que pueden presentar un alto riesgo en un país pueden ser de poco o ningún riesgo en otro; no es tampoco necesario tomar extremadas y costosas precauciones contra un germen en el laboratorio si el personal está expuesto a él en el exterior.

En las Tablas 2.3 y 2.4 se clasifican algunos gérmenes dentro de los grupos I, II y III con referencia a listas ya existentes elaboradas a partir de los datos de las infecciones que han ocasionado. No se hace referencia al grupo IV ya que contiene únicamente virus con los cuales no vamos a trabajar.

Tabla 2.2 Clasificación de los microorganismos en base al riesgo. Sistema de Grupo de Riesgo de la OMS

Grupo de Riesgo I (bajo riesgo individual y comunitario).Un microorganismo que es improbable produzca enfermedad humana o enfermedad animal de importancia veterinaria

Grupo de Riesgo II (riesgo individual moderado, riesgo comunitario limitado).Un patógeno que puede causar enfermedad humana o animal pero que es improbable sea un riesgo grave para el personal de laboratorio, la comunidad, la ganadería o el medio ambiente. Las exposiciones de laboratorio pueden producir infección grave, pero son posibles el tratamiento efectivo y las medidas preventivas y es limitado el riesgo de difusión.

Grupo de Riesgo III (riesgo individual alto, riesgo comunitario bajo).Un patógeno que produce generalmente enfermedad humana grave, pero que no se difunde de ordinario de un individuo a otro.

Grupo de Riesgo IV (elevado riesgo individual y comunitario).Un patógeno que produce generalmente enfermedad humana o animal grave y puede transmitirse fácilmente de un individuo a otro, directa o indirectamente.

Tabla 2.1 Resumen de los sistemas de clasificación de microorganismos según los riesgos para personal de laboratorio, la comunidad y el medio ambiente

Riesgo Bajo Alto

USPHS (1974)

Reino Unido, DHSS (1978)

OMS (1979)

Laboratorio apropiado

Clase 1ninguno o mínimo

Grupo de Riesgo I individual, bajo comunitario, bajo

Básico

Clase 2potencial ordinario

Categoría Csin potencial especial

Grupo de Riesgo IIindividual, moderado comunitario, limitado

Básico

Clase 3especial, para el individuo

Categoría Bespecial, para el individuo

Grupo de Riesgo IIIindividual, alto comunitario, bajo

De seguridad

Clase 4alto, para el individuo y la comunidad

Categoría Aalto, para el individuo y la comunidad

Grupo de Riesgo IValto, para el individuo y la comunidad

Máxima seguridad

Tabla 2.3 Grupos de Riesgo de las bacterias más comunes en el trabajo de laboratorio

Grupo de Grupo deOrganismo Riesgo Organismo Riesgo

AcetobacterAchromobacterAcinetobacterActinobacillusActinomices bovis eriksonii israelii naeslundii otras especiesAerococcusAeromonasAlcalescensAlkaligenesArizonaBacillus anthracis otras especiesBacteroidesBifidobacteriumBordetellaBorreliaBranhamellaBrevibacteriumBrochothrixBrucellaCampylobacterChromobacteriumCitrobacteriumClostridium botulinum dificille fallaz novyi perfringes septicum sordelli tetani otras especiesCorynebacterium diphtheriae equi pyogenes renale ulcerans otras especiesEdwarsiellaEikenellaEnterobacterErwiniaErysipelothrixEscherichiaFlavobacterium meningosepticum otras especiesFrancisellaFusobacteriumGardnerellaGemellaGluconobacterKlebsiellaLactobacillusLegionella

IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII

LeptospiraLeuconostocListeriaMicrobacteriumMicrococcusMoraxellaMycobacterium africanum avium bovis chelonei fortuitum intracellulare kansasii leprae marinum malmoense scrofulaceum simiae szulgai tuberculosis ulcerans xenopi otras especiesNeisseria gonorrhoeae meningitidis otras especiesNocardiaPasteurellaPediococcusPhotobacteriumPlesiomonasPropionibacteriumProteusProvidencePseudomonas mallei pseudomallei otras especiesSalmonella paratyphi A typhi otros serotiposSerratiaShigellaStaphylococcus aureus otras especiesStreptobacillusStreptococcus especies patógenos especies de la lecheStreptomyces madurae pelleteri somaliensisTreponemaVeillonellaVibrio cholerae parahaemoliticus Otras especiesYersinia pestis otras especies

IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII

IIIIIIIIIIIIIIIIIIII

Tabla 2.4 Grupos de Riesgo de los hongos y levaduras más usuales en el trabajo de laboratorio

Grado de Grado deOrganismo Riesgo Organismo Riesgo

AcremoniumAlternariaAspergillusBlastomycesBotrytisCandidaCladosporiumCoccidioides immitisCryptococcus neoformansDebaromycesEndomycesEpidermophytonFonseceaeGeotrichumGliocladiumHansenulaHelminthosporiumHistoplasma capsulatum

IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII

KloecheraMadurellaMicrosporonNeurosporaPaecilomycesParacoccidioides braziliensisPenicilliumPhialophoraPichiaPullulariaRhodotorulaSaccharomycesScopulariopsisSporobolomycesSporothrixTorulopsisTrichodermaTrichophyton

IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII

3. Célula procariota: componentes

3.1. ESTRUCTURA BACTERIANA

Las bacterias están estructuralmente constituidas por dos tipos de elementos: elementos obligados y elementos facultativos. Los elementos obligados están presentes en todas las bacterias y son indispensables para la vida de éstas. Los facultativos pueden estar o no presentes y depende su aparición de la ecología de la bacteria.

ELEMENTOS OBLIGADOS

Son la membrana plasmática, la pared, el citoplasma, los ribosomas y el cromosoma bacteriano.

Membrana plasmática.

Es una delgada estructura que se extiende por dentro de la pared encerrando al citoplasma de la célula. Está constituida por una doble capa lipídica (fosfolípidos) en la que se insertan proteínas específicas con estructura globular y que se disponen de manera irregular.

Actúa como barrera selectiva, interviene en la degradación de nutrientes y en la producción de energía. En algunas bacterias se encuentran pigmentos y enzimas implicados en la fotosíntesis.

La membrana bacteriana se diferencia de los organismos eucariotas en que presenta unos plegamientos grandes e irregulares que se encargan de dirigir la duplicación del ADN y de realizar la respiración. Reciben el nombre de mesosomas.

Pared celular.

Es el límite externo de la célula. Presenta una estructura rígida como la de la pared celular de las células eucariotas vegetales. Su estructura y composición varía de unas a otras, hasta tal punto que clásicamente las

bacterias se han clasificado en Gram+ y Gram-, en función de su comportamiento ante el sistema de tinción denominado de Gram.

La pared celular de las bacterias Gram+ es monoestratificada y está compuesta por el péptido-glucano mureína, proteínas y ácidos teicoicos y, al contrario de la membrana, es baja en lípidos. La mureína está compuesta por cadenas de ácido N-acetil murámico (NAM) y ácido N-acetil glucosamina (NAG) unidas entre sí por puentes peptídicos. La mureína llega a constituir en este tipo de bacterias hasta el 50 % del peso seco.

La pared celular de las bacterias Gram- es biestratificada; la primera capa está constituida por mureína (está en poca cantidad), y la segunda capa está formada por polisacáridos, proteínas, fosfolípidos y lípidos. No hay ácidos teicoicos. La pared celular de las Gram+ es más rica en mureína que la de las Gram-.

Existen además otras bacterias que no son sensibles a la tinción de Gram, debido a que presentan una pared bacteriana de composición distinta, las llamadas ácido-alcohol-resistentes; o bien, a que no presentan pared celular, las pertenecientes al género Mycoplasma (patógenas), y las que habitualmente si tienen pared (formas S) pero la han perdido (formas L).

La pared celular cumple una serie de funciones muy importantes para la célula, como son: proteger a la bacteria de cambios externos adversos, ayudarla a mantener su morfología, proporcionarle resistencia a los antibióticos, permitir el paso selectivo de sustancias a su través, proporcionar la especificidad de grupo y de tipo e implicar su posible patogenicidad.

Citoplasma.

Está constituido por todo el material que hay en el interior de la membrana celular. Formado por un 80 % de agua en la que están disueltos enzimas, iones y algunos principios inmediatos, formando un estado coloidal que oscila entre una fase densa gel y otra menos densa o sol.

Su función es englobar los orgánulos celulares, incluyendo el material nuclear, los ribosomas, los depósitos de reserva llamados inclusiones, las vacuolas, etc. Además en el se producen la mayor parte de las reacciones metabólicas de la célula y no solo sirve de soporte para éstas sino que también distribuye los productos resultantes de unas partes a otras de las células a través de un citoesqueleto formado por estructuras proteicas tubulares y filamentosas (microtúbulos y microfilamentos).

Ribosomas.

Son orgánulos de aspecto granular que, al estar abundantemente, también confieren al citoplasma de la bacteria un aspecto granular. Son más abundantes en éstas que en las células eucariotas.

Normalmente se encuentran formando grupos de 3 a 4 unidos por un filamento de ARNm, denominados polirribosomas. Cada ribosoma está constituido por dos subunidades, una mayor de 50S (la letra S corresponde a la unidad de velocidad relativa de sedimentación o Svedberg) y otra menor de 30S. La composición de ambas subunidades consta de ARNr y proteínas de distinta naturaleza, en proporciones que varían según la subunidad y la especie bacteriana. Los ribosomas de las células eucariotas (80S) son mayores que los de las células procariotas (70S).

La función de los ribosomas es exclusivamente la formación de los polipéptidos que terminarán formando las proteínas.

Material nuclear.Es una zona no diferenciada del resto del citoplasma (no existe una membrana nuclear) donde se acumula el material genético en forma de una única cadena de ADN bicatenario circular que contiene los genes o unidades mínimas de información genética.

Su función es transmitir la información genética de la célula sobre las estructuras y funciones celulares.

Además del ADN cromosómico pueden existir unas estructuras denominadas plásmidos independientes y con una estructura también bicatenaria y circular. Estas estructuras genéticas replican independientemente del cromosoma, pueden transmitirse de una célula a otra a través de unos elementos facultativos llamados pili

(pelos) en un proceso de reproducción pseudosexual denominado conjugación. Estos plásmidos portan genes muy importantes, que determinan actividades como la resistencia a antibióticos, tolerancia a metales tóxicos, etc; ya que estos genes codifican enzimas capaces de controlar reacciones bioquímicas especiales orientadas a conseguir las actividades antes mencionadas.

ELEMENTOS FACULTATIVOS

Inclusiones citoplasmáticas.

Son elementos que aparecen en el citoplasma de las bacterias y que no tienen una estructura uniforme. Se utilizan como depósitos de reserva o intervienen en funciones de regulación del metabolismo.

Existen dos tipos: los gránulos de reserva y las vacuolas.Los gránulos de reserva se clasifican dependiendo del material de reserva que almacenan: los lipídicos acumulan lípidos y se tiñen con negro Sudán; los corpúsculos metacromáticos acumulan fosfato inorgánico, se tiñen con azul de metileno y tienen importante valor diagnóstico para la identificación de Corynebacterium diphtheridae; los polisacarídicos almacenan glucógeno y almidón, se tiñen con tintura de yodo; gránulos de azufre; y los carboxisomas contienen encimas esenciales para algunos tipos de bacterias.

Las vacuolas están constituidas por acúmulos de gases o líquidos rodeados de membranas.

Flagelos.

Son largos apéndices filamentosos responsables de la movilidad bacteriana. En su estructura se diferencian tres partes: filamento, codo y corpúsculo basal.

Según su número y distribución en la bacteria se clasifican en:- monótricos: un solo flagelo en un extremo de la bacteria,- lofótricos: dos o más flagelos en un extremo de la bacteria,- anfítricos: un grupo de flagelos en un extremo de la bacteria y otro en el otro extremo,- perítricos: flagelos distribuidos en toda la superficie de la bacteria.También se clasifican las bacterias atendiendo al tipo de flagelos que presentan.

Los flagelos son mucho más frecuentes en los bacilos que en los cocos, donde su presencia es bastante rara.

Pelos (pili) o fimbrias.

Son elementos superficiales rígidos constituidos por una proteína. Son cortos, muy numerosos y distribuidos por toda la superficie. Sus funciones son la capacidad de fijación a superficies y como soporte a través del cual se intercambia la información genética por conjugación. Atendiendo a estas dos funciones se clasifican en pelos comunes y pelos sexuales.

Son más frecuentes en Gram- que en Gram+.

Cápsula.

Es la estructura que rodea a la pared bacteriana. Se visualiza con tinción negativa (empleando tinta china). Su composición es a base de polímeros glucídicos: ácido D-glutámico, glucosa, ácido urónico, ácido glucurónico y acetilglucosamina; también pueden aparecer polipéptidos.

Sus funciones son regular el intercambio de agua, iones y nutrientes, servir como almacén externo de nutrientes, actuar como defensa frente a los anticuerpos, fagos y células fagocíticas (la bacteria pierde su virulencia al perder su cápsula), proteger de la desecación y permitir la formación de colonias ya que habitualmente una cápsula engloba más de una bacteria.

ENDOSPORAS

Muchas bacterias Gram+ comparten la capacidad de formar un tipo distinto de célula en reposo, la endospora. Las bacterias formadoras de endosporas tienen forma bacilar (Bacillus, Clostridium y Desulfatomaculum), con

una excepción, con forma cocácea (Sporosarcina).

Se forma una endospora por cada célula vegetativa. Una vez madura es liberada por lisis de la célula vegetativa en la que se ha desarrollado, a partir de este momento pierde su carácterística de bacteria Gram+ y la espora se puede decir que es Gram-. Son fáciles de reconocer al microscópio por ocupar un lugar intracelular durante su formación, su extremada refringencia y su resistencia a la tinción por colorantes básicos de anilina que, sin embargo, tiñen fácilmente las células vegetativas.

Su diferenciación comienza cuando una población de células vegetativas sale de la fase de crecimiento exponencial, como consecuencia de la limitación de nutrientes. Por tanto no se forman normalmente en la fase de crecimiento activo ni durante la división celular.

En las endosporas libres no se detecta metabolismo y a su estado de reposo total se le conoce como criptobiosis.Son sumamente resistentes al calor, a las radiaciones ultravioleta e ionizantes y a muchos productos tóxicos, hasta tal punto que su resistencia al calor se utiliza para su propio aislamiento, seleccionadolas sometiendo suspensiones de las muestras de origen a un precaletamiento térmico suficiente para matar las células vegetativas.

Generalmente las esporas poseen una pared lisa y forma ovoide, pero en ciertas especies su aspecto es esférico, cuando no presentan crestas características. En Bacillus, las esporas poseen un diámetro considerable, mientras en Clostridium su tamaño es menor y se acompaña de la formación de una protuberancia que puede ser terminal (en palillo de tambor) o central. La endospora puede situarse en el centro, en un polo o puede tener también una situación subpolar.

ESTRUCTURA DE LA ESPORA

En la espora podemos distinguir varias capas de dentro afuera: pared o membrana de la espora, corteza o córtex, cubierta externa y exosporium.

Pared o membrana de la espora. Corresponde a una delgada capa, mucho menor que la pared de la célula vegetativa, en la que es difícil distinguir un componente de membrana y un componente de pared, aunque presenta el mismo tipo de enlaces cruzados en sus péptido-glucanos que la pared de la célula vegetativa.

Corteza o córtex. Es la capa más gruesa, con una estructura concéntrica entre cuyas láminas presenta zonas más claras. Los péptido-glucanos presentan un tipo de enlaces cruzados distintos de la anterior y una estructura menos rígida.Cubierta. Es una estructura aún más delgada que la pared de la espora y es la capa que aparece más densamente teñida en las preparaciones para el microscopio electrónico. Esta constituida por una proteína del tipo de la queratina; esta proteína es insoluble a menos que se reduzcan sus numerosos enlaces S-S. Es la capa responsable del aumento de resistencia de la espora a las sustancias químicas tóxicas y a las radiaciones, impidiendo el paso de los productos radioquímicos que se forman en el medio mediante los enlaces S-S que son capaces de combinarse con los radicales libres.Exosporium. Las esporas de ciertas especies se encuentran además rodeadas por una fina capa (B. cereus) constituida por lipoproteínas con un 20 % de glúcidos y, que al parecer, se forma como una extensión de la membrana externa de la preespora. Esta membrana no es esencial para la superficie de la espora, pero interviene en el proceso de formación de la cubierta.

FASES DE LA ESPORULACIÓN

Los cambios citológicos y los acontecimientos bioquímicos que suceden en el transcurso de la formación de la endospora bacteriana están bien definidos y permiten reconocer distintos estadíos, desde el 0 hasta el VI, con una duración de 6 a 8 horas.

En el estadio 0 la célula duplica su cromosoma

En el estadio I, que dura hora y media, los dos cromosomas se desespiralizan y forman un tracto continuo a lo largo del protoplasma de la bacteria. Cada cromosoma puede estar adherido a la membrana plasmática por un mesosoma. En este estadio comienza la renovación de las proteínas de la bacteria y la excreción de sustancias antimicrobianas peptídicas, que inhiben la síntesis de ADN, de la pared celular y que modifican la estructura o

la función de la membrana celular, así como la excreción de enzimas amilasas, proteasas y ribosidasas.

En el estadio II, comprendido entre la hora y media y las dos horas y media, se caracteriza por la formación del septo de la espora. Se separan los cromosomas, uno se dirige hacia un extremo de la bacteria, donde queda incluido en un compartimento formado por la invaginación de la membrana plasmática. Durante este estadio se sintetiza la alaninadeshidrogenasa.

En el estadio III, que dura desde las dos horas y media hasta las cuatro y media, aparece en la célula un protoplasto esporal reconocible. Este protoplasto lo forma la membrana plasmática al dilatarse desde el punto donde está adherida al septo hasta el polo proximal de la célula. Durante el estadio III, la bacteria sintetiza enzimas del ciclo ATC y del ciclo del glioxilato, junto con catalasa y fosfatasa alcalina.

En el estadio IV, de las cuatro horas y media a las seis horas, se forma la corteza de la espora. Debido a una perdida de material del citoplasma en la célula vegetativa, sucede un engolfamiento de la preespora por la célula vegetativa de forma que queda rodeada por una membrana doble. El material que formará la corteza se va depositando entre ambas membranas del protoplasto de la espora, por ello se hace visible la espora con el microscopio de contraste de fase como un área refringente. Los acontecimientos bioquímicos que tienen lugar en este estadio incluyen la síntesis de ácido dipicolínico y de las enzimas adenosinasa, desamilasa y ribosidasa, además de una notable incorporación de iones calcio.

En el estadio V se deposita la cubierta de la espora, desde las seis horas hasta las siete horas. Parece ser que el material de la cubierta se sintetiza a cierta distancia de la corteza y se va depositando después sobre ella. Al material de la cubierta se incorpora gran cantidad del aminoácido cisteína y es en este estadio en el que la espora se hace resistente al octanol.

El estadio final es el VI, de las siete horas hasta las ocho horas. En él se produce la maduración de la endospora y su separación de la bacteria.

GERMINACIÓN DE LA ENDOSPORA

Se llama germinación al proceso general que convierte a una espora en una célula vegetativa. Este proceso consta de tres fases bien diferenciadas: activación, germinación (iniciación) y crecimiento.

Activación. Aunque ciertas esporas bacterianas son capaces de germinar espontáneamente en un medio adecuado, otras (especialmente si son esporas recíen formadas) deben ser activadas por acción de algún agente traumatizante, como puede ser el calor, un pH ácido o un compuesto sulfhidrilo (-SH). La causa natural más importante para la germinación de la espora es el envejecimiento. Es posible que la activación sea el resultado de una lesión de la cubierta impermeable de la espora, ya que dicha activación puede también conseguirse utilizando vidrio pulverizado.

La falta de respuesta ante un medio activante se denomina letargia y tiene la misma función biológica que en las semillas de las plantas: la semilla de una planta superior silvestre, al igual que la endospora bacteriana, no llega a germinar a menos que su cubierta externa sea dañada por un agente que forma parte de su entorno; de esta forma, la germinación se extiende en el tiempo y en el espacio, lo que favorece la supervivencia de la especie al impedir la germinación uniforme de la totalidad de las endosporas en condiciones que pueden ser tan solo temporalmente favorables.

Germinación. A diferencia de la activación, para la germinación es necesaria la presencia de agua, así como de un agente activador de la germinación. La endospora responde a una serie de metabolitos (alanina, dipicolinato, etc, dependiendo de la especie) y de iones inorgánicos (Mn++), que penetran en la cubierta lesionada y activan una enzima esporolítica. La subsiguiente hidrólisis del peptido-glucano de la corteza se completa en escasos minutos, o incluso en unos pocos segundos.Con la desintegración de la corteza la célula empieza a captar K+ y Mg++ por lo que su refringencia disminuye. Esta pérdida de la refringencia se utiliza para determinar el inicio de la germinación. Disminuye la resistencia al calor y a la acción de los colorantes.

Crecimiento. En presencia de un medio nutritivo la germinación conduce al crecimiento; en cambio, si se trata de un medio insuficiente o en presencia de un inhibidor de la síntesis proteica, la germinación se completa y la célula se rehidrata pero la actividad metabólica es mínima.

El crecimiento constituye el inicio del crecimiento vegetativo. La síntesis proteica aumenta rápidamente. La pared de la espora se convierte en la pared de la célula vegetativa, aumentando su grosor. al cabo de una hora se inicia la síntesis del ADN y la célula, cuyo tamaño se ha doblado, ya empieza a salir de la cubierta de la espora.

4. Tamaño y morfología de las bacterias

4.1 EL TAMAÑO, FORMA Y TIPOS DE AGRUPACIONES BACTERIANAS

Entre las principales características de las bacterias se encuentran su tamaño, forma, estructura y tipo de agrupación. Todas estas características van a constituir la morfología propia de las células bacterianas. Dicha observación como se verá en las siguientes unidades de trabajo puede llevarse a cabo mediante exámenes directos en fresco o por medio de tinciones más o menos específicas según los casos.

Existen también algunas especies de bacterias que presentan otras características además de las ya mencionadas y que pueden ser detectadas a través de técnicas específicas de tinción, como es la presencia de diferentes elementos facultativos: flagelos, cápsulas, esporas, corpúsculos metacromáticos, etc; y que igualmente forman parte de la morfología de las bacterias, pero que estudiaremos en el apartado dedicado a estructura bacteriana.

La morfología nos da una información primaria sobre el tipo de bacteria, no de forma concluyente pero sí como paso previo a cualquier proceso de identificación y clasificación taxonómica.

TAMAÑO

Las bacterias son de pequeño tamaño, por lo que para su observación es necesario el microscopio. Su tamaño se mide en micras (1 μm = 10-6 m) y oscila entre 0,2 μm de algunos cocos y las 5-8 μm de largo por 1,5 μm de ancho de los bacilos. El tamaño es una característica para cada tipo bacteriano y se puede medir con gran exactitud y fiabilidad.

FORMA

La forma de una bacteria como organismo individual viene dada por la rigidez de su pared. Es igualmente una característica de cada tipo bacteriano. Las bacterias suelen adoptar fundamentalmente alguna de las formas siguientes: esférica, cilíndrica, helicoidal, filamentosa o formas intermedias de los casos anteriores.

Cuando la bacteria tiene forma esférica recibe el nombre de coco y a su forma se la denomina cocoidea. En los cocos aislados su esfericidad puede oscilar entre formas esferoides, ovoides, lanceoladas y reniformes.

Cuando la bacteria adopta forma cilíndrica recibe el nombre de bacilo y a su forma se la denomina bacilar. Las formas alargadas de los bacilos aislados pueden ser rectas, ahusadas, ramificadas, curvas y espirales.

Muchos autores clasifican dentro de los bacilos a las bacterias con incurvaciones: las que presentan una sola incurvación en forma de coma, más o menos alargadas y, en ciertas ocasiones, algo retorcidas, los vibrios; y las que presentan varias incurvaciones, los espirilos. En general hay muchas diferencias en cuanto a la longitud de este tipo de bacterias, el número de espiras y la amplitud de cada una de ellas. En algunos casos son muy pequeñas, con espirales muy apretadas y, en otros casos, todo lo contrario.

Cuando adoptan formas filamentosas suelen presentar al microscopio óptico un aspecto muy similar al de los hongos. Estas formas son características de las bacterias llamadas filamentosas.

Las bacterias que presentan formas intermedias entre los cocos y los bacilos se denominan cocobacilos, que en muchos casos, más que una forma característica de una u otra especie, corresponden a la etapa inicial del desarrollo de muchos bacilos, aunque no siempre.AGRUPACIONES

Las agrupaciones bacterianas las vamos a deslindar en dos grandes grupos: las agrupaciones microscópicas y las agrupaciones macroscópicas.

Agrupaciones microscópicas.

Si la forma de una bacteria aislada dependía de la rigidez de su pared celular, la agrupación depende de como se lleva a cabo la fisión binaria de la célula y que las células descendientes queden unidas o no. Son visualizables por microscopía y corresponde a lo que realmente se entiende por agrupación bacteriana, es decir, la tendencia que presentan los distintos tipos bacterianos para asociar las células del mismo tipo entre sí formando grupos de 2 o más bacterias. La agrupación microscópica es frecuentemente característica de un mismo grupo taxonómico, por ejemplo, de un género.

Es importante destacar que no todas las formas bacterianas forman agrupaciones microscópicas. Por ejemplo, los espirilos nunca se asocian mientras existen otras especies bacterianas en las que su agrupación es muy característica y útil a la hora de establecer clasificaciones taxonómicas, siendo las formas cocoideas las más frecuentes en este sentido, y en menor proporción las formas bacilares.

Las formas cocoideas se pueden agrupar de la siguiente forma:- Diplococos: cuando se divide la bacteria en un único plano permaneciendo las dos células hijas formando parejas.- Estreptococos: la bacteria se divide en planos paralelos quedando todas las células hijas unidas entre sí, formando cadenas.- Tétradas: la bacteria se divide en dos planos perpendiculares entre sí formando grupos característicos de 4 células situadas en un mismo plano.- Estafilococos: la división tiene lugar en tres planos diferentes sin tener necesariamente ninguna relación geométrica entre ellos. Se forman racimos de cocos.- Sarcinas: esta agrupación se forma como consecuencia de la división de la bacteria en tres planos perpendiculares originando agrupaciones cuboidales en torno a 8 cocos o más.

Las agrupaciones bacilares son menos frecuentes pero en ocasiones pueden aparecer como:- Diplobacilos: corresponde a dos bacilos unidos como pareja y originado por la división en un único plano perpendicular al eje longitudinal del bacilo.

- Estreptobacilos: agrupaciones de bacilos a modo de cadena.

- Formas irregulares: en ocasiones los bacilos pueden agruparse en formas muy irregulares parecidas a letras chinas.

Agrupaciones macroscópicas: colonias.

Estas agrupaciones son visualizadas a simple vista y corresponden al crecimiento en un punto de una única línea celular hasta formar una colonia (todas las células que componen la colonia provienen de una única célula). El cultivo se realiza en un medio de cultivo sólido para formar colonias que serán distintas y características para cada tipo bacteriano; el medio sólido impide el posible movimiento de los individuos de la colonia y favorece su agrupamiento. Para obtener colonias bacterianas nunca se empleará directamente un medio de cultivo líquido.

Estas colonias presentan una morfología macroscópica fácilmente reconocible y variable en función de:- Las características del medio de cultivo sólido donde se ha desarrollado la bacteria. Criterio de gran

importancia a la hora de hacer una valoración taxonómica de la misma.

- Tipo de bacteria problema. Las bacterias de mayor movilidad presentan mayor tendencia a dar colonias extendidas y planas frente a las que no presentan esta característica.

Es importante considerar que un mismo tipo de bacteria puede dar lugar a distintos tipos de colonias dependiendo del medio de cultivo sólido empleado, e igualmente, distintos tipos bacterianos pueden crecer formando colonias similares.

De cualquier forma la verificación de las diferentes formas, tamaños y aspectos de las colonias va a servir como:

- Un dato más en la tipificación de la bacteria problema.

- Medida de control para una siembra correcta. Lo ideal es que las colonias se encuentren más separadas que juntas y que en el proceso de la siembra no haya habido contaminación.

- Verificación de que en el medio de cultivo no está contaminado.

Los medios sólidos en los que se verifican las colonias pueden ser en placa o en tubo con agar inclinado, y siempre, sembrándolo por estría.

En placa, sembrándolo por estría.

El tamaño, forma y aspecto de las colonias obtenidas por esta técnica suele ser bastante constante para cada género y especie bacteriana, hecho que se puede utilizar como característica diferencial. Para ello debemos considerar los siguientes aspectos de las colonias: tamaño, forma, superficie, consistencia, transparencia y coloración y presencia o no de halos de transparencia.

Tamaño de las colonias.

· Tamaño pequeño: colonias puntiformes con aproximadamente 0,5 mm de diámetro o inferiores.

· Tamaño mediano: de 1 a 2 mm de diámetro.

· Tamaño grande: de 4 a 6 mm de diámetro.

· Tamaño muy grande: colonias extendidas en forma de velo invadiendo toda la superficie del medio de cultivo.

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Forma de la colonia. Atiende a la forma, elevación y borde de la colonia.

- Según la forma se dividen en puntiforme, circular, rizoide, filamentosa, irregular y fusiforme.- Según la elevación: plana, convexa (semiconvexa), cóncava (semicóncava), umbiculada,

acuminada, plano-convexa, papilada, en meseta, semiesférica, elevada, etc.

- Según los bordes: entero, lobulado, rizoide, filamentoso, ondulado, espiculado, redondeado, etc.

Superficie de la colonia. Corresponde al aspecto de la colonia.

- Pueden ser lisas, rugosas, planas, acuminadas, umbilicadas, mucosas, secas, etc. Es muy importante la diferenciación entre colonias lisas y rugosas, donde las segundas suelen presentar cápsulas u otros componentes superficiales que proporcionan un aspecto más compacto o rugoso, relacionando este tipo de bacterias con una mayor virulencia, la cual se pierde cuando la bacteria sufre un cambio de rugosa a lisa (no obstante existen bastante excepciones en este hecho).

Consistencia de la colonia.

- Las colonias pueden ser duras, viscosas, mucosas, secas, muy secas, cremosas, etc. En general, al mayor parte de las bacterias forman colonias de consistencia más o menos cremosa, aunque existen muchas excepciones y también, con poca frecuencia, pueden tener consistencia mucosa como la de la mayor parte de las levaduras.

Transparencia y coloración.

- En general es frecuente algún tipo de color en las colonias; esto puede ser debido a la elaboración de algún tipo de pigmento, a la formación de alguna sustancia por parte de la bacteria o por la utilización de algún sustrato del medio que acidifique o basidifique a éste de forma que, ante la presencia de indicadores de pH que están en el medio, cambia de color, hecho que nos ayuda a conocer la utilización de ese sustrato por parte de la bacteria (tipificación bioquímica). La transparencia puede ser completa, en cuyo caso, se habla de colonias translúcidas, semitransparentes o completamente opacas, dependiendo del tipo bacteriano o del medio de cultivo utilizado.

Presencia o ausencia de halos de transparencia

- Es muy frecuente la presencia de distintos sustratos en el medio de cultivo que influyen de forma decisiva en el aspecto de la colonia, uno de ellos es la presencia o no de halos de transparencia en torno a la colonia.

En tubo, con agar inclinado, sembrándolo por estría.

Cuando se siembra una muestra en tubo con medio de cultivo sólido las colonias que aparecen en dicho medio presentan las mismas características que en placa, con la diferencia de su visualización es mucho peor porque se dispone de menor superficie, aunque su crecimiento en colonias en dicho medio es distinto. Así pues, el aspecto de las colonias según el tipo de bacterias, siembra y/o medio de cultivo puede ser filiforme, rizoide, arborescente, filamentoso, difuso, perlado, espinulada, arrosariada, etc.

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5. Nutrición microbiana: Modelos nutricionales

Los microorganismos están muchas veces divididos en clases metabólicas dependiendo de su fuente de energía. Los fototrofos obtienen su energía de la luz mientras que los quimiotrofos obtienen la energía desde fuentes químicas. Los quimioorganotrofos usan compuestos orgánicos mientras los quimiolitotrofos usan compuestos inorgánicos como fuente de energía.

Estas clases metabólicas no sólo se diferencian en como obtienen la energía sino que también lo hacen en la fuente de la que obtienen el carbono que se incorporará a su masa celular.

Los fototrofos y los quimiolitotrofos usan como fuente principal de carbono la forma más oxidada de éste, el CO2. La conversión del CO2 en constituyentes orgánicos de la célula es una proceso de reducción que requiere un aporte neto de energía; que en estos grupos fisiológicos se obtiene de la luz o de la oxidación de compuestos inorgánicos reducidos.

Los quimioorganotrofos (heterótrofos) obtienen el carbono principalmente de nutrientes orgánicos que estarán en el mismo nivel general de oxidación que los constituyentes orgánicos de la célula, por lo que no tienen que sufrir una reducción primaria para servir como fuentes de carbono celular, al contrario de lo visto en los grupos anteriores. Además, estos sustratos orgánicos sirven a la vez como fuente de energía cuando son desviados a las rutas metabólicas energéticas.

Muchos organismos pueden utilizar un solo compuesto orgánico para cubrir sus necesidades de carbono y energía. Otros, sin embargo, necesitan un número variable de diferentes compuestos orgánicos adicionales como nutrientes cuyo papel es proveer a la célula de ciertos constituyentes orgánicos que el organismo es incapaz de sintetizar al carecer de las rutas biosintéticas adecuadas. A éstos nutrientes adicionales se les denominan factores de crecimiento y los veremos posteriormente.

TIPOS DE NUTRICIÓN DE LAS BACTERIAS

La más útil y sencilla clasificación es la que se basa en dos conceptos: la naturaleza de la fuente de energía y la naturaleza de la fuente principal de carbono. Con respecto a la fuente de energía empleada se distinguen los microorganismos que utilizan la luz: fototrofos; y los que dependen de una fuente de energía química: quimiotrofos. En cuanto a la fuente principal de carbono, se distinguen aquellos capaces de utilizar el CO2: los autótrofos; y los que de otra fuente orgánica de carbono menos oxidada: los heterótrofos. Utilizando ambos criterios se pueden distinguir cuatro clases de nutrición principales:

1.- Fotoautótrofos. Utilizan la luz como fuente de energía y el CO2 como principal fuente de carbono. Se incluyen aquí la mayor parte de los microorganismos fotosintéticos.

2.- Fotoheterótrofos. Utilizan la luz como fuente de energía y compuesto orgánicos como fuente principal de carbono. Incluye a algas rojas y verdes.

3.- Quimioautótrofos. Utilizan una fuente de energía química y CO2 como fuente principal de carbono. Obtienen energía por oxidación de compuestos inorgánicos reducidos, tales como NH4

+, NO2-, H2, formas

reducidas del azufre (H2S, S, S2O32-) o el ion ferroso. A este grupo sólo pertenecen algunos grupos de

bacterias que por su característica de crecer en medios estrictamente minerales y en ausencia de luz son denominados quimiolitotrofos.

4.- Quimioheterótrofos. Usan una fuente única de energía y un sustrato orgánico como principal fuente de carbono En esta clase de nutrición tanto el carbono como la energía pueden obtenerse de una misma fuente orgánica. En ella se incluyen la mayor parte de las bacterias. Por su amplitud se pueden distinguir diferentes subdivisiones que se basan en distintos aspectos de su metabolismo. Una subdivisión se basa en el estado físico en el que los nutrientes orgánicos entran en la célula: los osmotrofos (bacterias y hongos) ingieren todos los nutrientes en forma disuelta; los fagotrofos (protozoos) pueden ingerir partículas de alimento sólidas mediante el mecanismo denominado fagocitosis.

No obstante, la marcada versatilidad nutricional (pueden comportarse como autótrofos o como heterótrofos dependiendo de las condiciones nutricionales del medio) de muchos microorganismos hace que la

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aplicación de este sistema de categorías sea arbitraria. Para evitar esta contingencia se suelen emplear los calificativos estricto y facultativo para indicar la ausencia o presencia de versatilidad nutritiva. Así, un fotoautótrofo estricto es forzosamente dependiente de la luz y del CO2, pero un fotoautótrofo facultativo no lo es.

Con el fin de tener en cuenta el enriquecimiento de factores de crecimiento, a veces se emplean otros dos términos adicionales: prototrofía y auxotrofía. El prototrofo puede obtener todo el carbono que necesita de la fuente principal de carbono. Un auxotrofo requiere, además de la fuente principal de carbono, uno o más nutrientes orgánicos esenciales (factores de crecimiento). Tanto la prototrofia como la auxotrofia pueden ocurrir entre los organismos asociados a cualquiera de las cuatro categorías nutricionales principales antes mencionadas.

FACTORES DE CRECIMIENTO

Cualquier compuesto orgánico que un microorganismo requiera como precursor o constituyente de su estructura celular, pero que no pueda ser sintetizado por el mismo a partir de fuentes de carbono más sencillas y, por tanto, deba ser administrado como nutriente, recibe el nombre genérico de factor de crecimiento. Como los factores de crecimiento cubren necesidades muy específicas de la biosíntesis, son requeridos en pequeñas cantidades, en relación a la fuente principal de carbono. Hay tres tipos dependiendo de su estructura química y de su función metabólica:1.- Aminoácidos: Son requeridos como constituyentes de las proteínas. Son 20 diferentes.2.- Purinas y pirimidinas: Requeridas como constituyentes de los ácidos nucleicos. Son 5 compuestos

distintos3.- Vitaminas: Un conjunto diverso de compuestos orgánicos que forman parte de grupos prostéticos o

centros activos de ciertos enzimas.

Los requerimientos cuantitativos de estos factores son muy pequeños y, en particular, los de las vitaminas ya que los varios cofactores de los que son precursores tienen funciones catalíticas y, por consiguiente, están presentes a niveles de unas pocas partes por millón. (Ver Tablas 6.3 y 6.4)

Los microorganismos que necesitan muchos factores de crecimiento se denominan microorganismos exigentes, como el Lactobacilus. Estos microorganismos se emplean a veces para determinar la concentración de una vitamina en un medio.

Tabla 6.3Reacción con las coenzimas de lagunas vitaminas hidrosolubles

Vitamina Coenzima Reacciones enzimáticas que implican la forma de coenzima

Ácido nicotínico(niacitina)Riboflavina(vitamina B2)Tiamina(vitamina B1)Piridoxina(vitamina B6)

Ácido pantoténicoÁcido fólicoBiotinaCobalamina(vitamina B12)

Coenzimas de piridín-nucleótido(NAD+ y NADP+)Flavina-nucleótido(FAD y FMN)Pirofosfáto de tiamina(cocarboxilasa)Piridoxal fosfato

Coenzima AÁcido tetrahidrofólicoBiotinaDiversos derivados de la cobalamina

Deshidrogenaciones

Algunas deshidrogenaciones, transporte de electrones

Descarboxilaciones y algunas reacciones de transferencia de gruposMetabolismo de aminoácidos

TransaminaciónDesaminaciónDescarboxilación

Oxidación de cetoácidos, metabolismo de ácidos grasosTransferencia de unidades de un carbonoFijación de CO2, transferencia de carboxilosReacciones de reordenación molecular

Tabla 7.4Concentraciones de varias vitaminas hidrosolubles (en partes por millón de peso seco) en células bacterianas

Vitamina Enterobacter aerogenes Pseudomonas fluorescens Clostridium butyricum

Ácido nicotínicoRiboflavinaTiaminaPiridoxinaÁcido pantoténicoÁcido fólico

240 44 11 7140 14

210 67 26 6 91 9

250 55 9 6 93 3

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Biotina 4 7 ---

6. Crecimiento microbiano: Requerimientos físicos y químicos

NECESIDADES NUTRICIONALES DE LOS MICROORGANISMOS

Para reproducirse, crecer y realizar todas sus funciones vitales, los microorganismo al igual que todos los seres vivos, deben tomar del ambiente todas las sustancias que requieren para la síntesis de sus propias estructuras y para la generación de energía. Estas sustancias recogidas del medio reciben el nombre de nutrientes y un medio de cultivo, por lo tanto, debe contener todos los nutrientes apropiados y en cantidades adecuadas para el crecimiento de la especie para las cuales se ha elaborado.

Antes de considerar el cultivo de microorganismos en el laboratorio hay que considerar la composición química de las células de los mismos. El agua supone entre el 80 y el 90 % del peso total de las células y, por tanto, es el principal nutriente en términos cuantitativos. La materia seca de las células contiene, además de H y O, C, N, P, y S en orden decreciente de importancia. Estos 6 elementos suponen el 96 % del peso seco de la célula. Un segundo grupo de nutrientes son el K, Na, Mg, Ca, Cl y Fe y suponen

Tabla 6.2Funciones fisiológicas generales de los principales elementos

Elementos Funciones fisiológicas

Hidrógeno

Oxígeno

Carbono

Nitrógeno

Azufre

Fósforo

Potasio

Magnesio

Manganeso

Calcio

Hierro

Cobalto

Cobre, cinc níquel, molibdeno, etc

Constituyente del agua celular, materiales celulares orgánicosConstituyente del agua celular, materiales celulares orgánicos; como O2, aceptor de electrones en la respiración de los aerobios.Constituyente de materiales celulares orgánicosConstituyente de proteínas, ácidos nucleicos y coenzimasConstituyentes de proteínas (aas cisteína y metionina); de algunos coenzimas (CoA, cocarboxilasa).Constituyente de ácidos nucleicos, fosfolípidos, coenzimas.Uno de los principales cationes inorgánicos de las células, cofactor de algunas enzimas.Importante catión celular, cofactor inorgánico en muchas reacciones enzimáticas, incluyendo aquellas que requieren ATP; funciona uniendo las enzimas a los sustratos; constituyente de las clorofilasCofactor inorgánico de varios enzimas, a veces reemplazando al Mg.Importante catión celular, cofactor de algunas enzimas (proteinasas).Constituyente de citocromos y otras hemo o no hemoproteínas; cofactor de cierto número de enzimas.Constituyente de la vitamina B12 y de sus coenzimas derivados.Constituyentes inorgánicos de enzimas especiales.

Tabla 7.1Composición elemental aproximada de célula microbiana

Elemento Porcentaje del peso seco

CarbonoOxígenoNitrógenoHidrógenoFósforoAzufrePotasioSodioCalcioMagnesioCloroHierroTodos los demás

502014 8 3 1 1 1

0,5 0,5 0,5 0,2 ~ 0,3

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alrededor del 2,7 % del peso seco de la célula microbiana. A estos dos grupos de elementos nutrientes se les llama macronutrientes. El resto, hasta el 100 % del peso seco, es completado por elementos trazas o micronutrientes, como Cr, Co, Cu, Mn, Mo, Ni, Se, W, V y Zn, que aparecen en muy pequeña proporción (Tabla 7.1). La función de cada uno de estos nutrientes se describe en la Tabla 7.2

Algunos grupos de microorganismos requieren el aporte de nutrientes especiales que son específicos. Así, las algas diatomeas y otros grupos de algas fabrican paredes celulares fuertemente impregnadas de sílice (tecas) y tienen una demanda especial de este compuesto que se suministra a sus medios de cultivo en forma de silicato. Ciertas bacterias marinas, las cianobacterias y las bacterias fotosintéticas necesitan del sodio en concentraciones relativamente elevadas, sin que pueda ser reemplazado por otros cationes monovalentes.

Las necesidades y funciones del carbono, nitrógeno, oxígeno y azufre se describen a continuación de manera separada por la variedad de formas en que se pueden suministrar y su importancia en el crecimiento de los microorganismos.

REQUERIMIENTOS DE CARBONO

Los microorganismos están muchas veces divididos en clases metabólicas dependiendo de su fuente de energía. Los fototrofos obtienen su energía de la luz mientras que los quimiotrofos obtienen la energía desde fuentes químicas. Los quimioorganotrofos usan compuestos orgánicos mientras los quimiolitotrofos usan compuestos inorgánicos como fuente de energía.

Estas clases metabólicas no sólo se diferencian en como obtienen la energía sino que también lo hacen en la fuente de la que obtienen el carbono que se incorporará a su masa celular.

Los fototrofos y los quimiolitotrofos usan como fuente principal de carbono la forma más oxidada de éste, el CO2. La conversión del CO2 en constituyentes orgánicos de la célula es una proceso de reducción que requiere un aporte neto de energía; que en estos grupos fisiológicos se obtiene de la luz o de la oxidación de compuestos inorgánicos reducidos.

Los quimioorganotrofos (heterótrofos) obtienen el carbono principalmente de nutrientes orgánicos que estarán en el mismo nivel general de oxidación que los constituyentes orgánicos de la célula, por lo que no tienen que sufrir una reducción primaria para servir como fuentes de carbono celular, al contrario de lo visto en los grupos anteriores. Además, estos sustratos orgánicos sirven a la vez como fuente de energía cuando son desviados a las rutas metabólicas energéticas.

Muchos organismos pueden utilizar un solo compuesto orgánico para cubrir sus necesidades de carbono y energía. Otros, sin embargo, necesitan un número variable de diferentes compuestos orgánicos adicionales como nutrientes cuyo papel es proveer a la célula de ciertos constituyentes orgánicos que el organismo es incapaz de sintetizar al carecer de las rutas biosintéticas adecuadas. A éstos nutrientes adicionales se les denominan factores de crecimiento y los veremos posteriormente.

REQUERIMIENTOS DE NITRÓGENO Y AZUFRE

En nitrógeno y el azufre se encuentran en los compuestos orgánicos celulares principalmente en forma reducida, como grupos amino (-NH2) y sulfhidrilo (-SH), respectivamente. La mayoría de los microorganismos fotosintéticos, así como muchas bacterias no fotosintéticas y hongos, asimilan estos dos elementos en estado inorgánico oxidado, nitratos y sulfatos, lo que su pone su reducción previa para poder ser utilizados. Algunos microorganismos son incapaces de llevar a cabo la reducción de uno de ellos, o de ambos, por lo que se les deben suministrar en los medios de cultivo ya reducidos. El requerimiento de una fuente de nitrógeno reducido es muy común y suele realizarse mediante sales de amonio. El suministro de azufre reducido es más raro y puede realizarse administrado un sulfuro o un compuesto orgánico que contenga un grupo sulfhidrilo (el aminoácido cisteína, por ejemplo).

Los requerimientos de nitrógeno y azufre suelen también ser satisfechos añadiendo compuestos orgánicos que posean estos dos elementos en combinación orgánica reducida (aminoácidos o compuestos complejos de la degradación de las proteínas, pectonas). Tales compuestos también se pueden suministrar con un objetivo cuátriple, ser fuentes de carbono, nitrógeno, azufre y energía.

Algunos microorganismos pueden utilizar también la fuente natural más abundante del nitrógeno, el nitrógeno atmosférico (N2). Este proceso de asimilación del nitrógeno se denomina fijación del nitrógeno e

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implica la reducción preliminar del N2 a amoniaco.

FUNCIONES DEL OXÍGENO EN LA NUTRICIÓN

Como elemento constituyente del agua y de los compuestos orgánicos, el oxígeno es un componente universal de las células y siempre lo proporciona en grandes cantidades el nutriente principal, el agua. Sin embargo, muchos microorganismos lo requieren además en su forma molecular (O2). Son organismos que dependen de la respiración aeróbica para cubrir sus necesidades energéticas y para ellos el oxígeno molecular funciona como agente oxidante terminal. Tales organismos se denominan aerobios estrictos.

En el otro extremo fisológico están aquellos microorganismos que no usan el oxígeno molecular como nutriente y, es más en muchos de ellos actúa como una sustancia tóxica que les produce la muerte o inhibe su crecimiento. Son los anaerobios estrictos.

REQUERIMIENTOS DE OXÍGENO ATMOSFÉRICO

Los microorganismos exhiben gran diversidad en su capacidad de para usar el oxígeno libre (O2) para la respiración celular. Estas variaciones en los requerimientos de O2 reflejan las diferencias en los sistemas enzimáticos biooxidativos presentes en las distintas especies. Por tanto, estos pueden ser clasificados dentro de uno de los 5 grupos principales de acuerdo a sus necesidades de O2:

1.- Aerobios: Requieren la presencia de oxígeno atmosférico para el crecimiento. Sus sistemas enzimáticos necesitan usar el O2 como el aceptor final de electrones (hidrógeno) en la degradación oxidativa completa de moléculas de alta energía como la glucosa.

2.- Microaerófilos: Requieren cantidades limitadas de oxígeno atmosférico para crecer. El oxígeno en exceso de la cantidad requerida bloquea las actividades de sus enzimas oxidativas y termina en la muerte.

3.- Anaerobios estrictos. Requieren la ausencia de oxígeno libre para el crecimiento porque sistemas de enzimas oxidativas requieren otras moléculas distintas del O2 para actuar como aceptores final de electrones. en estos microorganismos, como en aerobios, la presencia de oxígeno atmosférico resulta en la formación de metabolitos tóxicos y productos como el superóxido, O2

-, un radical libre del oxígeno. Sin embargo, estos microorganismos carecen de las enzimas superóxido dismutasa y catalasa, cuya función es degradar el superóxido a agua y oxígeno como sigue:

Superóxidodismutasa 2O2

- + 2H+ H2O2 + O2

Catalasa 2H2O2 2H2O + O2

Por tanto, en ausencia de estas enzimas, pequeñas cantidades de oxígeno atmosférico son letales, y justificadamente estos organismos son llamados anerobios estrictos u obligados.

4.- Anaerobios aerotolerantes: Son microorganismos fermentativos y por tanto no usan O2 como aceptor final de electrones. Al contrario que los anaerobios estrictos, producen catalasa y/o superoxidasa dismutasa, y de este modo no son matados por la presencia de O2.

5.- Anaerobios facultativos: Estos microorganismos pueden crecer en presencia o ausencia de oxígeno libre. Usan preferentemente oxígeno para la respiración aeróbica. Sin embargo, en un medio pobre en oxígeno, la respiración celular puede ocurrir anaeróbicamente, utilizando compuestos nitratos (NO3

-) o sulfatos (SO42-)

como aceptores finales de electrones, o por vía de una ruta fermentativa.

Las necesidades de oxígeno de los microorganismos puede ser determinada por observando su distribución de crecimiento tras inoculación y agitación en tubo. Este procedimiento requiere la introducción del inóculo dentro de un medio de agar fundido, agitando del tubo de ensayo para dispersar los microorganismos a través del agar, y solidificación rápida del medio para asegurarse que las células permanecen dispersadas. Tras la incubación, la distribución del crecimiento indica los requerimientos de oxígeno de los organismos. Las aerobios muestran crecimiento en superficie, mientras los anaerobios crecen en el fondo del tubo. Los anaerobios facultativos, por su indiferencia a la presencia o ausencia de oxígeno, muestran crecimiento a

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través a lo largo de todo el tubo. Los microaerobios en una zona un poco por debajo de la superficie. Fig. 7.2

Algunos son capaces de crecer tanto en ausencia como en presencia de oxígeno molecular y reciben el nombre de anaerobios facultativos. Éstos a su vez se pueden diferenciar en términos metabólicos en dos grupos: unos, como las bacterias del ácido láctico, tienen un metabolismo exclusivamente fermentativo pero no son sensibles a la presencia de oxígeno molecular, son los anaerobios aerotolerante; otros, como muchas levaduras y las bacterias coliformes pueden pasar de un metabolismo respiratorio (en presencia de oxígeno molecular) a uno fermentativo (en su ausencia), son los propiamente facultativos.

Entre los que son aerobios estrictos, algunos crecen mejor a presiones parciales de oxígeno considerablemente más bajas (0,2 atm) que las presentes en el aire: microaerófilos.

CONDICIONES FÍSICAS PARA EL DESARROLLO Los microorganismos necesitan condiciones físicas propicias para el crecimiento, además de los nutrientes requeridos.

TEMPERATURA

El crecimiento microbiano depende directamente de como afecte la temperatura a las enzimas celulares. Con incrementos de temperatura, la actividad enzimática se incrementa hasta que la configuración tridimensional de sus moléculas es perdida a causa de la desnaturalización de la estructura de sus proteínas.De otra parte, si la temperatura baja cerca del punto de congelación, las enzimas se desactivan y el metabolismo celular disminuye gradualmente. A los 0 ºC las reacciones bioquímicas cesan en muchas células.

Las bacterias son capaces de crecer en un rango de temperaturas de -5 1C a 80 1C. Cada especie, sin embargo, requiere un rango pequeño de temperatura que es determinado por la sensibilidad al calor de sus sistemas enzimáticos. Los rangos de temperatura especificados constan de los siguientes puntos de temperatura significativos:

1.- Temperatura mínima de crecimiento. Es la temperatura mínima a la que se produce el crecimiento. Por debajo de esta temperatura, la actividad enzimática es inhibida y las células están metabólicamente inactivas a fin de que el crecimiento sea inapreciable o ausente.

2.- Temperatura máxima de crecimiento. Es la temperatura mayor a la que se produce crecimiento. Por encima de esta temperatura, muchas enzimas celulares son destruidas y el organismo muere.

3.- Temperatura óptima de crecimiento. La temperatura a la que la razón de reproducción más rápida; sin embargo, esta temperatura no es la óptima necesariamente para todas las actividades enzimáticas de la célula.

Todas las bacterias pueden ser clasificadas dentro de uno de los tres grupos principales siguientes, dependiendo de sus requerimientos de temperatura:

1.- Psicrófilos: Especies bacterianas que crecerán en un rango de temperatura de -5 ºC a 20 ºC. La característica distintiva de todos los psicrófilos es que crecerán entre 0 ºC y 5 ºC.

2.- Mesófilos. Especies bacterianas que crecerán en un rango de temperatura de 20 ºC a 45 ºC. La característica distintiva de todos mesófilos es su capacidad para crecer a la temperatura del cuerpo humano (37 ºC) y su incapacidad de crecer a temperaturas superiores a 45 ºC. Incluidos entre los mesófilos están dos grupos distintos:a) Aquellos cuya temperatura de crecimiento óptimo está en el rango de 20 ºC a 30 ºC. Son saprófitos de vegetales.b) Aquellos cuya temperatura de crecimiento óptimo está en el rango de 35 ºC a 40 ºC. Son aquellas que prefieren crecer en los cuerpos de hospedadores de sangre caliente.

3.- Termófilos: Especies bacterianas que crecerán a 35 ºC y superiores. Existen dos grupos:a) Termófilos facultativos: organismos que crecerán a 37 ºC, con una temperatura óptima de crecimiento de 45 ºC a 60 ºC.

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b) Termófilos estrictos (obligados): crecerán solamente a temperaturas superiores a los 50 º C, con una temperatura óptima de crecimiento superior a 60 ºC.

No obstante siempre hay que tener en cuenta que la temperatura ideal para una actividad enzimática específica puede no coincidir con la temperatura óptima de crecimiento para un organismo dado.

pH DEL MEDIO EXTRACELULAR

El crecimiento y la supervivencia de los microorganismos están muy influenciadas por el pH del medio, y todas las bacterias y otros microorganismos difieren en sus requerimientos. Cada especie tiene la capacidad de crecer en un rango de pH específico, el cual puede ser ancho o limitado, el crecimiento más rápido sucede en un rango óptimo pequeño. Estas necesidades específicas de pH reflejan las adaptaciones del organismo a su medio natural. Por ejemplo, las enterobacterias son capaces de sobrevivir en un amplio rango de pH, que es característico de su hábitat natural, el sistema digestivo. Las bacterias parásitas en sangre, de otro lado, pueden tolerar sólo un rango pequeño; el pH del sistema circulatorio permanece constante a aproximadamente 7,4 u. pH.

A pesar de esta diversidad y del hecho de que ciertos microorganismos puedan crecer a extremos de la escala del pH, se puede generalizar. El rango específico para bacterias está entre 4 y 9, con el óptimo entre 6,5 y 7,5. Hongos, mohos y levaduras prefieren un medio ácido, con actividad óptima a pH de 4 a 6.

Porque un medio neutral o casi neutral es generalmente ventajoso para el crecimiento de los microorganismos, el pH del medio elaborado es frecuentemente ajustado a aproximadamente 7. La actividad metabólica de los microorganismos resultará en la producción de desechos, como ácidos de la degradación de los carbohidratos y álcalis de la ruptura de las proteínas, y esto producirá cambios en el pH que pueden decrementar el crecimiento.

Para retardar este cambio, las sustancias químicas que actúan como amortiguadores (soluciones tampón) son frecuentemente incorporados cuando el medio es preparado. Un sistema de regulación comúnmente implica la adición de concentraciones equimoleculares de K2HPO4, una sal débilmente básica, y KH2PO4, una sal débilmente ácida. En un medio que ha sido acidificado, el K2HPO4 absorbe el exceso de H+ para formar una sal débilmente ácida y una sal potásica con el anión del ácido fuerte.

K2HPO4 + HCl KH2PO4 + KCl

En un medio que ha sido alcalinizado, el KH2PO4 libera el H+ para formar agua por combinación con el exceso de OH-, y la porción aniónica sobrante de la sal débilmente ácida con el catión del álcali.

KH2PO4 + KOH K2HPO4 + H2OPor lo tanto, la disolución actúa de amortiguador en cuanto que resiste cambios radicales en la concentración de ion hidrógeno (pH) cuando se produce ácido o álcali en el medio. Utilizando diferentes proporciones de fosfato ácido y básico, pueden establecerse diferentes valores de pH, que oscila entre 6.0 y 7.6 aproximadamente. sin embargo una buena acción amortiguadora sólo se obtiene en el estrecho margen de pH entre 6,4 y 7,2 porque la capacidad de una disolución amortiguadora está limitada por las cantidades de sus ingredientes básicos y ácidos. De ahí que cuanto más ácido es el amortiguador inicial, menor es su capacidad para evitar incrementos en la concentración de iones hidrógeno (descensos del pH) y mayor para reaccionar con los álcalis. Inversamente, cuanto más alcalino es el amortiguador inicial menor es su capacidad para evitar incrementos en el pH y mayor para evitar una acidificación.

Los fosfatos son ampliamente utilizados para la preparación de medios porque son los únicos agentes inorgánicos que tienen acción amortiguadora en la escala fisiológicamente importante entorno a la neutralidad, y porque son relativamente atóxicos para los microorganismos. Además, proporcionan una fuente de fósforo, que es un elemento esencial para el crecimiento. A concentraciones elevadas, el fósforo se hace inhibidor, de tal manera que la cantidad de fósforo de amortiguación que puede ser empleada en un medio está limitada por la tolerancia del microorganismo en particular que se va a cultivar. Generalmente, pueden ser tolerados por las bacterias y hongos unos 5 g de fosfatos de potasio por litro de medio.

Cuando en un cultivo se produce una gran cantidad de ácido, las pequeñas cantidades de amortiguador que se utilizan resultan insignificantes para el mantenimiento del pH conveniente. en tales casos pueden añadirse carbonatos a los medios, como "álcalis de reserva", para neutralizar los ácidos a medida que se van produciendo. en presencia de iones hidrógeno, el carbonato es transformado en bicarbonato y el bicarbonato es convertido posteriormente en ácido carbónico, que se descompone espontáneamente dando CO2 y agua. Todas estas reacciones son libremente reversibles:

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+H+ +H+

CO32- HCO3

- H2CO3 CO2 + H2O -H+ -H+

Puesto que el H2CO3 es un ácido extremadamente débil y que además se descompone por pérdida de CO2

que va a la atmósfera, la adición de carbonato impide el acumulo de iones hidrógeno y por tanto los ácido libres en el medio. Los carbonatos solubles, tales como el Na2CO3 son fuertemente alcalinos y por tanto no son adecuados para su uso en los medios de cultivo. Por el contrario, los carbonatos insolubles son ingredientes muy útiles en los medios de cultivo. De estos carbonatos insolubles, la caliza (CaCO3) finamente pulverizada es el más empleado. Por su insolubilidad, el carbonato cálcico no crea en el medio condiciones fuertemente alcalinas, especialmente si se usa junto con otros amortiguadores. Sin embargo, cuando el pH del líquido cae por debajo de 7,0 aproximadamente, el carbonato se descompone con desprendimiento de CO2. Actúa pues como agente neutralizante de cualquier tipo de ácido que aparezca en un cultivo, convirtiéndolo en sus sales cálcicas.

La adición de CaCO3 a los medios con agar utilizados para el aislamiento y cultivo de bacterias productoras de ácidos, ayuda a conservar las condiciones neutras. Además, como las colonias productoras de ácidos disuelven la caliza precipitada y quedan rodeadas por zonas claras, pueden ser fácilmente reconocidas cobre el fondo opaco del medio.

Muchos medios contienen aminoácidos, peptonas, y proteínas, los cuales por su naturaleza anfótera, pueden actuar como reguladores naturales. Por ejemplo, los aminoácidos son zwitterions (moléculas en las que el grupo amino y el grupo carboxilo están ionizados para formar iones dipolares).

CONTROL DE LA CONCENTRACIÓN DE OXÍGENO

LA PRESIÓN OSMÓTICA

La ósmosis es el movimiento neto de moléculas de agua (disolvente) a través de una membrana semipermeable desde una disolución con concentración de soluto baja a una disolución de concentración de soluto alta.

La disolución hipertónica posee una elevada presión osmótica y hay una concentración de soluto alta, y por tanto una cantidad de agua, en proporción, menor; tiende a atraer agua. La disolución hipotónica posee una presión osmótica baja y tiene una concentración de soluto baja, y por tanto, mayor cantidad de agua; tiende a perder agua. Si las dos disoluciones separadas por una membrana semipermeable tienen igual concentración de soluto y por tanto igual concentradión de agua, no hay ósmosis y las soluciones son isotónicas.

La célula y su medio representan las dos soluciones separadas por la membrana celular semipermeable. El citoplasma de la célula contiene partículas coloidales y disueltas dispersas en agua, que constituye el medio de la célula. El agua es esencial para el transporte de los materiales a través de la membrana celular. Así, la presión osmótica del medio en relación extracelular en relación al del citoplasma juega un papel vital en la vida y muerte de la célula. El medio ideal de las células animales, las cuales están rodeadas sólo por la frágil membrana celular debe ser completamente o casi completamente isotónico de manera que las células no sean susceptibles de ser dañadas por la presión osmótica. en un medio hipertónico, medio de alta presión osmótica, todas las células pierden agua por ósmosis y son arrugadas. Este efecto es llamado plasmólisis; inhibe la reproducción celular. Como el agua es necesaria para la realización de muchas reacciones químicas, la pérdida de agua afecta adversamente al metabolismo celular y a la reproducción. En un medio extracelular hipotónico, medio de baja presión osmótica, las células toman agua y estallan. Este fenómeno es llamado plasmoptisis. En un medio presión osmótica suficientemente baja, las células animales sufren lisis., lo que causa su muerte. Los microorganismos y otros organismos cuyas células poseen rígidas paredes celulares no son susceptibles para lisarse en medios hipotónicos. En cambio, estos organismos usualmente prefieren medios un poco hipotónicos para mantenerse en un estado turgente (distendido, hinchado).

La presión osmótica puede ser usada como un agente antimicrobiano efectivo. Los microorganismos no son usualmente afectados por la baja presión osmótica del medio porque su pequeño tamaño y la presencia de paredes celulares rígidas les permite un rápido ajuste a la hipotonicidad. Sin embargo, la hipertonicidad es comúnmente usada como método de inhibición del crecimiento microbiano.

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Por su variedad de hábitats, los microorganismos están generalmente adaptados a vivir en todo tipo de presiones osmóticas medioambientales, como suelo, aire, agua dulce y aguas de diferente salinidad. Los diferentes grupos de microorganismos requieren diferentes grados de salinidad para crecer, y como norma se pueden ajustar las concentraciones de sal de 0,5 % a 3 %. Concentraciones del 10 % al 15 % son inhibidoras del crecimiento de muchos microorganismos, excepto para los halófilos, los cuales están adaptados a vivir en aguas de alta salinidad y requieren altas concentraciones para vivir. Las bacterias que pueden crecer en concentraciones elevadas de sales y también sin tales concentraciones se llaman halófilas facultativas.

LA LUZ

Para el cultivo de microorganismos fototróficos (algas y bacterias fotosintéticas) la luz es un requerimiento esencial. El suministro de una iluminación adecuada, al mismo tiempo que se controla la temperatura, no es nada sencillo. La mayoría de las incubadoras que se emplean satisfactoriamente para el mantenimiento de la temperatura en cultivos de microorganismos no fotosintéticos, no lo son tanto para el cultivo de los microorganismos fotosintéticos ya que no llevan sistemas de iluminación interna.

Exponer los cultivos a la luz natural supone una iluminación incontrolada y discontinua. Debe evitarse la exposición directa a la luz del sol, porque la intensidad puede ser demasiado elevada y la temperatura puede crecer hasta un punto en donde el crecimiento se detiene. Las fuentes de luz artificial son más ventajosas siempre que se ajusten sus espectros de emisión a los requeridos por los microorganismos a estudio, y que se controlen las variaciones de temperaturas que estas lámparas producen.

En el caso de los microorganismos no fotosintéticos la oscuridad favorece el crecimiento, mientras que los rayos ultravioletas del sol o de las lámparas de mercurio, así como las radiaciones ionizantes, destruyen los microorganismos.

7. Agentes antimicrobianos. Antibióticos. Vacunas

7.1 AGENTES QUIMIOTERAPÉUTICOS

Los agentes quimioterapéuticos son sustancias químicas usadas en el tratamiento de enfermedades infecciosas. Su modo de acción es interferir con el metabolismo microbiano, por ello producen un efecto estático o mortal en los microorganismos, sin producción de un efecto aparente en las células huésped. Estas drogas pueden ser separadas en dos categorías:

1. Antibióticos. Son sustancias sintetizadas y secretadas por algunas eubacterias, actinomicetes, y hongos que destruyen o inhiben el crecimiento de otros microorganismos. En la actualidad, algunos antibióticos son sintetizados o modificados en el laboratorio; sin embargo, sus orígenes son células vivas.

2. Drogas sintéticas. Son sintetizadas en el laboratorio.

Para determinar la elección de una droga terapéutica es necesario conocer su modo de acción, sus posibles efectos adversos sobre el hospedador y el alcance de su actividad antimicrobiana. El mecanismo de acción específico varía según las diferentes drogas, y el uso a corto o largo plazo de algunas drogas produce efectos sistemáticos en el hospedador. Estos varían en gravedad desde trastornos ligeros y temporales a daños permanentes en los tejidos.

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Tabla 6. Tipos de antibióticos

Antibiótico Modo de acción Posibles efectos secundarios

Penicilina Impide la transpeptación de los ácidos N-acetilmurámicos, produciendo un debilitamiento de la estructura del peptidoglicano

Resistencia a la penicilina; sensibilidad (reacción alérgica)

Estreptomicina Tiene afinidad por los ribosomas bacterianos, causando pérdidas de lectura de los codones en el ARNm, por eso interfiere en la síntesis de proteínas.

Puede producir daños en el nervio auditivo, causando sordera

Cloranfenicol Tiene afinidad por los ribosomas bacterianos, impidiendo la formación del enlace peptídico entre los aminoácidos durante la síntesis de proteínas

Puede producir anemia aplástica, la cual es fatal a causa de la destrucción de las tejidos RBC y WBC en formación.

Tetraciclinas Tienen afinidad por los ribosomas bacterianos; impide los enlaces de hidrógeno entre el anticodón en el complejo ARNt-aminoácido y el codón en el ARNm durante la síntesis de proteínas

Decoloración permanente de los dientes en los niños pequeños.

Bacitracina Inhibe la síntesis de la pared celular Nefrotóxica si se toma internamente; uso tópico solamente.

Polimixina Destrucción de la membrana celular Tóxica si se toma internamente; uso tópico solamente

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ACTIVIDADES ADICIONALES

1. Buscar en un diccionario de inglés técnico la traducción al español de las palabras si-guientes

Ancestor

Causative agent

Common name

Dichotomous key

Disease

DNA probes

Domain

Fingerprint

G + C ratio

Genus

Growth

Hierarchy

Isolate

Kingdom

Methanogen

Order

Profile

Scientific name

Specie

Strain

2. Diseñar una clave dicotómica que permita diferenciar un miembro del género Staphylococcus de un miembro del género Streptococcus

3. Diseñar una clave dicotómica que permita diferenciar un miembro del género Pseudomonas de un miembro del género Escherichia.

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· Investigar un producto comercial que se encuentre en el mercado español para la identificación de microorganismos usando sondas moleculares. Indicar nombre del producto, uso, fabricante y distribuidor en España.

4. Determinar el porcentaje G + C de este trozo de ADN

A T C G C C C G A T T G C A T T A A C G G G C C T A T T T A G C G G G C T A A C G T A A T T G C C C G G A T A A

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