domingo, 5 de diciembre de 2010

Las bacterias malentendidas

Las bacterias sufren de un caso de relaciones públicas negativas. Usted probablemente asocia a las bacterias con las palabras suciedad, enfermedad y muerte. Y de hecho, por siglos, las infecciones bacterianas fueron la mayor causa de la mortalidad infantil en el mundo. La mortalidad infantil comenzó a disminuir cuando la gente aprendió a tener una mejor higiene. La disminución continuó con la introducción de los antibióticos para el mejor tratamiento y con la vacunación para la prevención de las enfermedades mortales más comunes.



Las bacterias, de hecho, sí están involucradas con la suciedad, la enfermedad y la muerte, a las cuales deberíamos añadir la descomposición. La descomposición de las sobras de la comida, de los desechos del jardín, de los cuerpos muertos y las aguas malolientes de una vasija olvidada son todos el resultado de la actividad de las bacterias. También lo son el olor corporal, las caries, la inflamación de la garganta y la peste bubónica, para solo nombrar algunas de las enfermedades a ambos extremos del espectro. Con razón las bacterias reciben tanta prensa negativa.

Las bacterias que causaron las grandes enfermedades de nuestra historia pueden estar cerca de la extinción.

Los comerciales de la televisión quieren que nosotros pensemos que la única bacteria buena es una bacteria muerta. Hoy en día se añaden agentes antibacteriales a la pasta de dientes, al jabón, a los detergentes y a los plásticos. No existe una Sociedad para la Protección de las Bacterias, aunque existe una iniciativa satírica para el Tratamiento Ético de las Bacterias.1 Algunas bacterias pueden estar muy cerca de la extinción y no es coincidencia que estas bacterias son patogénicas (que causan enfermedades), tales como la Salmonella typhi (la causa de la fiebre tifoidea) o Yernisia pestis (la causa de la plaga). Afortunadamente para las pequeñas criaturas, algunas poblaciones de ellas sobreviven en áreas remotas, donde no han sido eficientemente cazadas y perseguidas con vacunas o con agentes antimicrobianos. En estos lugares, la gente aún corre el riesgo de contraer las enfermedades que ellas causan.

El reino bacteriano

El reino bacteriano



Es tiempo de darle un vistazo más cercano al Reino de las Bacterias, así, en mayúsculas. Porque de verdad que es un Reino, hablando biológicamente, y tanto el linaje antiguo, como la diversidad y el poder evolucionario de los habitantes de este reino merecen recibir un tratamiento real, en vez de desprecio.

Antes de despertar la fascinación por el mundo de las bacterias, debemos aclarar un concepto equivocado: las bacterias no son virus.

•Mientras la mayoría de las bacterias viven como células independientes con una membrana que las separa del mundo exterior, los virus solo pueden multiplicarse dentro, y en detrimento, de las células que ellos infectan. Interesantemente, algunos virus llamados bacteriófagos, se ha especializado en infectar a bacterias.2,3

Una bacteria es diferente a un virus en su estructura y en la manera en que habita a su huésped.

•Los virus están compuestos de material genético (ADN o ARN) rodeado de una cáscara de proteína. Ellos no pueden metabolizar y, una vez dentro de una célula huésped, su material genético secuestra a la maquinaria de la célula para producir réplicas de sí mismo.

•Las bacterias son mucho más similares a usted y a mi. Ellas exhiben las características básicas de todos los seres vivientes: ellas respiran, metabolizan, producen desechos y mantienen un potencial de membrana. Sin embargo. Ellas no poseen un núcleo en el cual el ADN se encuentra separado del resto de la célula, como se ve en las plantas y en los animales. Esta es la distinción mayor entre los procariotes (el tipo de célula que compone a la mayoría de los microorganismos, incluyendo a las bacterias) y los eucariotes (un tipo diferente de célula que forma a la mayoría de los microorganismos nucleados, como la levadura, o a las células de los organismos, por ejemplo, de los humanos).

•Tanto los virus como las bacterias pueden causar enfermedades. Sin embargo, no todos los tipos de virus causan enfermedades en los humanos y no todas las bacterias causan enfermedades.

La mayoría de las bacterias son inofensivas y algunas son beneficiosas.

Otro error de concepto que tenemos es que las bacterias son malas para la gente. Es cierto que uno no quiere encontrarse con algunas bacterias, pero la mayoría de ellas son completamente inofensivas y algunas hasta son altamente beneficiosas para la gente. Algunas bacterias pueden ser beneficiales para algunos animales y patogénicas para otros, lo cual crea confusión. Sin embargo, lo más común es que las bacterias patogénicas causen problemas a un número limitado de huéspedes (o a un solo huésped) mientras que pueden sobrevivir alegremente en otros huéspedes sin causarles problemas. Si el sufriente huésped resulta ser humano, la bacteria culpable es llamada un patógeno humano. Sin embargo, desde el punto de vista de las bacterias, los humanos son exactamente el tipo de huésped a evitar. Por eso, ¿Cómo podemos echarles la culpa de causar enfermedades?

Sin las bacterias no podríamos vivir

Sin las bacterias no podríamos vivir
Los humanos llevamos millones de bacterias en nuestra nariz, en la boca y en nuestro intestino:

El cuerpo humano es hogar para millones de bacterias beneficiosas.

•Más de 500 especies han sido encontradas en la flora oral;5
•Fácilmente una boca puede tener 25 especies diferentes;
•Un mililitro de saliva puede contener hasta 40 millones (4 X 107) células bacterianas;6
•Es normal tener 108 células bacterianas por mililitro en el ciego (la parte inicial del colon) y muchas de estas especies son diferentes a las que se encuentran en la boca.7
Los antibióticos pueden eliminar totalmente a las bacterias beneficiosas de nuestro cuerpo, causando así consecuencias de salud no deseadas.En forma estricta, el interior de nuestra boca, de nuestro estómago y de los intestinos es parte de la superficie externa de nuestro cuerpo. A pesar de que están dentro del cuerpo, sus superficies están en contacto directo con el mundo exterior. A medida que las partículas de comida pasan y tienen contacto con la capa mucosa que recubre a los intestinos, las bacterias que invariablemente acompañan a la comida pueden quedarse allí y multiplicarse. Nosotros nacemos estériles (es decir, libres de bacterias) pero en unas pocas horas somos colonizados por nuestras pequeñas amigas, las cuales no nos dejarán jamás.

Sin las bacterias no podríamos sobrevivir. Ellas nos ayudan a digerir nuestros alimentos, a producir vitaminas y ocupan nichos que estarían disponibles a patógenos en competencia si ellas no existieran. Este efecto competitivo se pone en evidencia cuando eliminamos una gran proporción de nuestra flora intestinal, cuando, por ejemplo, usamos un antibiótico prescrito para el tratamiento de una infección bacteriana. El resultado indeseado es, frecuentemente, la diarrea, dado que bacterias “foráneas” aprovechan la oportunidad para ocupar los “nichos” vaciados por nuestras bacterias. Las bacterias saludables eventualmente recobran su puesto, por lo que en la mayoría de los casos los efectos secundarios de los antibióticos desaparecen en poco tiempo. Las poblaciones de bacterias crecen hasta alcanzar un estado de equilibrio hasta que un factor externo lo perturba de nuevo.

La mayoría de las bacterias son completamente inofensivas

La mayoría de las bacterias son completamente inofensivas

Las bacterias inofensivas pueden hacerse letales bajo ciertas circunstancias.A pesar de que un árbol al caer puede matar a una persona, generalmente no consideramos a los árboles como dañinos. Lo mismo es cierto para la mayoría de las bacterias. A pesar de que ellas pueden causar problemas bajo ciertas condiciones específicas, generalmente ellas viven sus vidas sin interferir con las nuestras. Un ejemplo es la Pseudomonas aeruginosa, la cual vive comúnmente en el suelo sin causar daño a nadie. Sin embargo, si esta bacteria es inhalada por una persona que tiene Fibrosis Cística, ella puede colonizar sus pulmones y causar infecciones letales.4

Para muchas bacterias, el cuerpo humano no es el lugar adecuado para vivir.

•Ellas no pueden soportar la falta de oxígeno (la concentración de oxígeno dentro de nuestras células es menor que la concentración en el ambiente) o la presencia de oxígeno (el cual es tóxico para las bacterias que viven en ambientes que no poseen o que tienen muy poco oxígeno).
El cuerpo humano no es el ambiente natural para muchas bacterias.•Ellas no pueden aguantar nuestros mecanismos de defensa, tales como la sal que está presente en nuestra piel y en nuestras lágrimas, la falta de hierro (un mecanismo muy ingenioso en nuestro cuerpo mantiene el hierro, un elemento vital para todos los organismos vivos, inaccesible a la mayoría de los microorganismos en nuestro cuerpo), o los radicales tóxicos que las células liberan cuando se ven atacadas por las bacterias.

•Puede ser demasiado cálido para ellas o demasiado frío, ya que ciertas bacterias poseen requerimientos específicos de temperatura para crecer.

•pueden ser privadas de alimento, ya que los miembros del Reino Bacteriano en general se han especializado en vivir de prácticamente cualquier cosa, pero cada especie posee necesidades específicas de nutrientes.

•En conclusión, no tenemos nada que temer de la mayoría de las bacterias que encontramos.

Nuestros cuerpos pueden resistir a la mayoría de los ataques de bacterias.No es una gran sorpresa que somos relativamente inertes a las bacterias. Después de todo, los mamíferos evolucionaron en presencia de las bacterias y han desarrollado estrategias especializadas para mantener a las bacterias bajo control. A pesar de lo que su madre puede haberle enseñado cuando pequeño, el jabón no es esencial para sobrevivir. Nuestro cuerpo puede resistir muy eficientemente el bombardeo de bacterias que recibe todos los días. Menos mal que no podemos ver esto, pues la idea no es placentera, pero con cada bocanada de aire y con cada mordisco que tomamos, estas pequeñas criaturas entran constantemente a nuestro cuerpo. Pero esto no debe preocuparle en lo absoluto, siempre y cuando usted pueda mantener a los alborotadores (los verdaderos patógenos) fuera.

sábado, 20 de noviembre de 2010

Bacillus cereus


Bacillus cereus

Bacillus cereus, un bacilo de tamaño grande que forma esporas, es un microorganismo ampliamente distribuido en la naturaleza y en los alimentos. Para que se evidencien los síntomas deben ingerirse cantidades muy elevadas de esta bacteria que, una vez en el tracto intestinal, libera una toxina (exoenterotoxina) provocando una gastroenteritis. Su periodo de incubación puede ser corto, y produce una intoxicación similar a la causada por estafilococos, con náuseas y vómitos, o un cuadro de tipo diarreico. Haciendo justicia a su nombre, se lo relaciona principalmente con postres de pastelería, arroz hervido o frito y productos a base de cereales como pasta.

La contaminación se produce al germinar formas esporuladas del bacilo que resisten al tratamiento térmico. Para evitarlo es conveniente mantener este tipo de alimentos, en especial los arroces, bien calientes o enfriarlos rápidamente y en pequeñas cantidades, manteniéndolos refrigerados. A la hora de consumirlos es aconsejable calentarlos a fondo.

Referencias del artículo

1.“Resolution of the National Organization for the Ethical Treatment of Bacteria,” a satirical campaign, accessed online 7-02 but no longer available (was http://www.island-of-freedom.com/satire/bacteria.htm)
2.“Bacteria can be ill.” Cells Alive! http://www.cellsalive.com/
3.“Oh goodness, my E. coli has a virus!” Cells Alive! http://www.cellsalive.com/phage.htm
4.Brennan AL, Geddes DM. 2002. “Cystic fibrosis.” Curr Opin Infect Dis; 15:175-182.
5.Paster BJ, Boches SK, Galvin JL, Ericson RE, Lau CN, Levanos VA, Sahasrabudhe A Dewhirst FE. 2001 “Bacterial diversity in human subgingival plaque.” J Bacteriol; 183:3770-3783.
6.Aps JK, Van den Maagdenberg K, Delanghe JR, Martens LC. 2002. “Flow cytometry as a new method to quantify the cellular content of human saliva and its relation to gingivitis.” Clin Chim Acta; 321:35-41
7.Marteau P, Pochart P, Dore J, Bera-Maillet C, Bernalier A, Corthier G. 2001. “Comparative study of bacterial groups within the human cecal and fecal microbiota.” Appl Environ Microbiol; 67:4939-4942.
8.Saarela M, Mogensen G, Fonden R, Matto J, Mattila-Sandholm T. 2000. “Probiotic bacteria: safety, functional and technological properties.” J Biotechnol; 84:197-215.
9.“Good bacteria in food.” The Virtual Museum of Bacteria. http://www.bacteriamuseum.org/niches/foodsafety/goodfood.shtml 4/9/09: Link no longer available.
10.“What role, if any do yeasts play in the cocoa production process?” International Cocoa Organization. http://www.icco.org/questions/yeast.htm
11.Bach HJ, Tomanova J, Schloter M, Munch JC. 2002. “Enumeration of total bacteria and bacteria with genes for proteolytic activity in pure cultures and in environmental samples by quantitative PCR mediated amplification.” J Microbiol Methods; 49:235-245.
12.William B. Whitman, David C. Coleman, and William J. Wiebe. 1998. “Prokaryotes: the unseen majority.” PNAS 95: 6578-6583. Actionbioscience.org Editor’s Note (11/02): The biomass of the world’s humans plus their domestic livestock is only exceeded by the estimated combined biomass of the world’s bacteria, according to the World Atlas of Biodiversity: Earth’s Living Resources for the 21st Century, United Nations Environment Programme World Conservation Monitoring Centre (University of California Press, 2002).
13.Fukuda R, Ogawa H, Nagata T, Koike I I. 1998. “Direct determination of carbon and nitrogen contents of natural bacterial assemblages in marine environments.” Appl Environ Microbiol; 64:3352-3358.

Endosporas (esporas)

Endosporas (esporas)

Estas son formas latentes de células bacterianas producidas por ciertas bacterias en condiciones de ayuno; las formas de crecimiento activo de la célula se llaman células vegetativas. La espora es resistente a condiciones adversas (incluyendo temperaturas altas y solventes orgánicos). El citoplasma de la espora es deshidratado y contiene dipicolinato de calcio (ácido dipicolínico) el cual está relacionado con la resistencia de la espora al calor extremo. Las esporas se encuentran comúnmente en los géneros Bacillus y Clostridium.

Cápsulas y laminas viscosas

Cápsulas y laminas viscosas

Se trata de estructuras que rodean el exterior de la envoltura celular. Cuándo se ven más definidas nos referimos a ellas como la cápsula. Cuando se observan menos definidas, nos referimos a ellas como lámina viscosa o glicocalix. Estas estructuras usualmente consisten de polisacáridos; sin embargo, en ciertos bacilos, están compuestas de un polipéptido (el ácido poliglutámico). Estas estructuras no son esenciales a la viabilidad celular y en algunas especies habrá cepas que producirán cápsula, mientras que otras no. Las cápsulas de las bacterias inhiben la ingestión y muerte producida por los fagocitos. Durante el cultivo in vitro la síntesis de la cápsula a menudo se pierde.

Flagelos

Flagelos

Algunas especies bacterianas son móviles y poseen organelos de locomoción – los flagelos, aquellas que los tienen son capaces de sentir su ambiente y responder a nutrientes químicos o materiales tóxicos y mueven hacia ellos o se alejan de ellos (por el fenómeno llamado quimiotáxis). Los flagelos están embebidos en la membrana celular, y se extienden a través de la envoltura celular proyectándose como largas cadenas. Los flagelos consisten de un número de proteínas que incluyen la flagelina. Los flagelos mueven a la célula mediante rotación por una acción tipo propela. Los filamentos axiales en las espiroquetas tienen una función similar a los flagelos. Las proteínas de unión en el espacio periplásmico o en la membrana de célula se unen a fuentes de alimento (tal como azúcares y aminoácidos) causando metilación de otras proteínas celulares de membrana, las cuales a su vez afectan el movimiento de la célula por el flagelo. Las permeasas son proteínas que transportan estos alimentos a través de la membrana celular. Las fuentes de carbono y energía pueden ser almacenadas cuando sea necesario en “gránulos citoplásmicos” los cuales consisten de glicógeno, polihidroxibutirato o polifosfato.

Formas Bacterianas libres de pared

Formas Bacterianas libres de pared

Cuando las bacterias se tratan 1) con enzimas líticas que degradan la pared celular, por ejemplo: lisozima o 2) con antibióticos que interfieren con la biosíntesis de peptidoglicanos, se producen bacterias libres de pared celular. Generalmente estos tratamientos generan organismos no viables, pero que son útiles en la experimentación in vitro. A las bacterias libres de pared que no pueden replicar se les llama esferoplastos (cuando la membrana externa aún esta presente) o protoplastos (si la membrana externa ya no está presente). Ocasionalmente estos tratamientos generan formas de bacterias libres de pared que pueden replicar (las formas L).

La envoltura celular

La envoltura celular

Las bacterias se pueden dividir en dos grupos sobre las bases de su tinción de Gram. Las bacterias gram positivas se quedan teñidas con cristal violeta después de lavar y las gram negativas no. Todas las bacterias tienen una membrana celular donde ocurre la fosforilación oxidativa (ya que no tienen mitocondrias). Al exterior de la membrana celular, está la pared celular, la cual es rígida y protege a la célula de la lisis celular. En las bacterias gram positivas, la capa de peptidoglicano de su pared celular es una capa mucho más gruesa que en las bacterias gram negativas. Las bacterias gram negativas tienen una membrana externa adicional. La membrana externa es la barrera más importante de permeabilidad en las bacterias gram negativas. El espacio entre las membranas interna y externa se conoce como espacio periplásmico. En el espacio periplásmico las bacterias Gram negativas almacenan enzimas degradativas. Las bacterias Gram positivas carecen de espacio periplásmico; en su lugar secretan exo-enzimas y realizan digestión extracelular. Esta digestión es necesaria ya que moléculas mas bien grandes no pueden pasar fácilmente a través de la membrana externa (si está presente) o la membrana celular.

viernes, 10 de septiembre de 2010

PLASMIDOS Y TRANSPOSONES

PLASMIDOS Y TRANSPOSONES

Los plásmidos (plasmidios) son elementos extracromosómicos compuestos por ADN de doble cadena, con frecuencia circular, autoreplicativos y autotransferibles.

Los transposones (genes saltarines o móviles) son elementos compuestos de ADN que pueden moverse de forma autosuficiente a diferentes partes del genoma bacteriano. No poseen la capacidad de autoreplicarse pero pueden transferirse a traves de plasmidios. El transposon al cambiar de posicion puede arrastrar una secuencia de ADN contigua y originar cambios fenotipicos en la bacteria.

ESPORAS

ESPORAS

Estructura presente en algunas especies bacterianas exclusivamente bacilares. Le permite a la celula sobrevivir en condiciones extremadamente duras. El material genetico de la celula se concentra y es rodeado por una capa protectora, que hace que la celula sea impermeable a la desecacion, al calor y numerosos agentes quimicos. Se coloca en una situacion metabolica de inercia. Puede permancer meses o años asi. Cuando las condiciones son mas favorables se produce la germinacion, con la formacion de una celula unica que despues se reproduce con normalidad. El esporo no se tiñe con los colorantes habituales y se identifica como una zona clara, redondeada u ovalada, que contrasta con el resto de la bacteria que aparece coloreada.

FIMBRIAS O PILI

FIMBRIAS O PILI

Son estructuras cortas parecidas a pelos. Visibles solo al Microscopio Electronico. Carentes de motilidad. Los poseen fundamentalmente las Gramnegativas. Intervienen en la adherencia de las bacterias al huesped. Facilitan el intercambio de ADN durante la conjucion bacteriana. Tiene capacidad antigenica.

FLAGELOS

FLAGELOS

Estructuras proteicas, de mayor longitud que los pili. De estructura helicoidal y locomotores (responsables de la motilidad bacteriana). Según la posicion de los flagelos tenemos bacterias: Monotricas: un flagelo en un extremo o ambos. Logotricas: varios flagelos en un extremo o ambos. Peritricas: flagelos en toda la superficie.

MEMBRANA CITOPLASMATICA

Esta formada por fosfolipidos y proteinas, y a diferencia de las eucariotas, no contiene esteroles (excepto el mycoplasma).
Las enzimas del transporte electronico se encuentran aquí (produce energia).
Componentes de la capsula y la pared celular son sintetizados aquí.
Es una barrera osmótica, selectiva y activa:
Actúa como barrera osmótica para la célula.
Contiene sistemas de transporte para los solutos y regula el transporte de productos celulares hacia el exterior.
Las bacterias gramnegativas tienen dos membranas: una interna y otra externa, mientras que las grampositivas, solo poseen una membrana (interna).
Es sitio de acción de detergentes y antibióticos polipeptídicos como la polimixina (Por ejemplo: colistin).

PARED CELULAR

Se pone de manifiesto con la tinción de Gram:


Tincion desarrollada por Hans Christian Gram (1853-1938).
Permite dividir a las bacterias en dos grandes grupos:
Grampositivos y Gramnegativos.


Es una estructura compleja y fundamental para la bacteria formada por peptidoglicanos (mureína o glucopeptido), cuyo componentes básicos son:
El N-acetilglucosamina (NAG)
El N-acetilmurámico (NAM).
Un tetrapeptido:
Compuesto por aminoacidos que se alternan en sus configuraciones L y D. De estos aminoacidos, el D-glutamato, D-alanina y el acido mesodiaminopimelico no se encuentran en otra proteina conocida.
El peptidoglicano representa el 5-20 % de la composicion de la pared de las bacterias Gramnegativas y el 90 % en las Grampositivas.


Componentes del Peptidoglicano

Su espesor varia segun se trate de bacterias grampositivas o gramnegativas:
En las bacterias grampositivas es una capa sólida de 50-100 moleculas de peptidoglicanos
En las bacterias gramnegativas tiene un espesor de solo una o dos moleculas.


Por su rigidez le da su forma peculiar a la bacteria

La protege de los cambios de la presion osmótica del medio que la rodea.


Es el lugar donde se localizan numerosos determinantes antigénicos que permiten diferenciar a las bacterias entre si.


La endotoxina de algunos grupos tambien se encuentra aquí.

La pared celular se constituye (se "fabrica") mediante una serie de etapas enzimaticas en las que participan al menos 30 enzimas.


Es el sustrato donde actuan antimicrobianos como los beta-lactámicos.


Participa en la division celular.

ESTRUCTURA BACTERIANA

Las bacterias pertenecen al reino Procaryotae.
Son elementos unicelulares sin un nucleo verdadero.
Su tamaño aproximado es de 1-3 micras.


ELEMENTOS BACTERIANOS

A los elementos bacterianos los podemos dividir en:

Elementos obligados:

Pared bacteriana.
Membrana citoplasmatica.
Citoplasma.
Ribosomas.
Nucloide (Nucleoide) o cromosoma bacteriano.
Elementos facultativos:

Capsula.
Flagelos.
Fimbrias o pili.
Esporo.
Glicocalix.
Plasmidos.
Transposones.

BACTERIOLOGÍA

BACTERIOLOGÍA

Estudio de las bacterias y enfermedades que éstas provocan. Queda incluída la cadena epidemiológica (reservorio, mecanismos de transmisión, inmunidad, factores que hacen que exsistan más o menos defensas contra ellas...). Las bacterias son seres microscópicos estudiadas mediante microscopios ópticos en preparaciones teñidas o sin teñir (en fresco) para estudiar su estructura o morfología, pero para estudiar su estructura interna se necesita un microscopio electrónico.