Unidad introducción a la bacteriología clínica

Unidad 1. INTRODUCCIÓN A LA BACTERIOLOGÍA CLÍNICA. 1.1 La Microbiología. Se puede definir, como la ciencia que estudia los seres vivos microscópicos, concretamente de aquellos cuyo tamaño se encuentra por debajo del poder resolutivo del ojo humano, deriva de 3 palabras griegas: mikros (pequeño), bios (vida) y logos (ciencia) que conjuntamente significan el estudio de la vida microscópica. Los microorganismos son diminutos seres vivos que individualmente son demasiado pequeños como para verlos a simple vista. En este grupo se incluyen las bacterias, hongos (levaduras y hongos filamentosos), virus, protozoos y algas microscópicas. 1.2 Campos de aplicación de la Microbiología. Normalmente tendemos a asociar a los microorganismos con infecciones, enfermedades o con el deterioro de los alimentos. Sin embargo, la mayoría de los microorganismos contribuyen de una forma crucial en nuestras vidas. Medio ambiente y Energía: Los microorganismos de agua dulce y salada son la base de la cadena alimenticia en océanos, lagos y ríos; ciertas bacterias y algas juegan un papel importante en la fotosíntesis, que es un proceso que genera nutrientes y oxígeno a partir de luz solar y CO2 siendo un proceso crítico para el mantenimiento de la vida sobre la Tierra. Las bacterias también juegan un papel muy importante en la Bioremediación como ejemplo tenemos el uso de bacterias para combatir los derrames de petróleo ya que este es susceptible a la acción bacteriana. La actividad metabólica de los microorganismos permite obtener combustibles alternos como el etanol y el metanol. Industria: Los microorganismos tienen impacto en la industria debido a que se utilizan en la síntesis de productos químicos como son acetona, ácidos orgánicos, enzimas y medicamentos. En la industria alimentaria se usan microorganismos en la producción de vinagre, bebidas alcohólicas, aceitunas, mantequilla, queso, yogurt y pan. Además, las bacterias y otros microorganismos ahora pueden ser manipulados para producir sustancias que ellos normalmente no sintetizan. A través de esta técnica, llamada ingeniería genética, las bacterias pueden producir importantes sustancias terapéuticas como insulina, hormona de crecimiento humana e interferón. En la industria farmacéutica su importancia radica en la obtención de antibióticos y vacunas. Agricultura. Los microorganismos del suelo destruyen los productos de desecho e incorporan el gas nitrógeno del aire en compuestos nitrogenados que las vegetales pueden utilizar para crecer. Los microorganismos también desempeñan funciones de importancia crítica en el reciclaje de nutrientes que son importantes para los vegetales, particularmente en lo que se refiere al carbono, nitrógeno y azufre, transformando estos elementos a formas que son más fácil de asimilar por los vegetales. Salud. Los microorganismos cumplen un papel muy importante no solo como agentes etiológicos de enfermedades de origen infeccioso, el control, prevención y tratamiento de este tipo de padecimiento ha sido el resultado de un profundo estudio y conocimiento de los procesos de enfermedad, de la mejora en las prácticas de aislamiento, tratamiento y prevención 1.3 Divisiones de la microbiología. Microbiología Médica. Se encarga del estudio de los microorganismos patógenos para el hombre. Microbiología Veterinaria. Se encarga del estudio de los microorganismos patógenos para los animales. Microbiología Sanitaria. Estudia a los microorganismos patógenos de los productos alimenticios y presentes en los servicios sanitarios. Microbiología Agrícola. Se encarga del estudio de los microorganismos de las plantas y del suelo. Microbiología Industrial. Estudia a los microorganismos que se utilizan en la industria del vino, la cerveza, fermentación de vinagre, yogurt, etc. 1.4 Ramas de la microbiología. Bacteriología. Se encarga del estudio de las bacterias. Micología. Se encarga del estudio de los hongos. Virología. Se encarga del estudio de los virus. Parasitología. Se encarga del estudio de los parásitos. 1.5 Bacterias. Las bacterias son organismos procariotas unicelulares, consideradas el más simple y abundante de los organismos con la capacidad para vivir en tierra, agua, materia orgánica o en plantas y animales. Las bacterias pertenecen a la clase procariota debido a que su núcleo no está rodeado por una membrana y consiste de una sola molécula de ADN cuya división es no-mitótica. Estructura bacteriana. Los elementos bacterianos se dividen en: Elementos obligados: Pared bacteriana. Membrana citoplasmática. Citoplasma. Ribosomas. Cromosoma bacteriano. Elementos facultativos: Capsula. Flagelos. Fimbrias o Pili. Esporas. Glicocalix. Plásmidos. Transposones. Elementos obligados. Pared bacteriana. Se pone de manifiesto con la tinción de Gram. Es una estructura compleja y fundamental para la bacteria formada por peptidoglicanos (mureína o glucopeptido). El peptidoglicano representa el 5-20 % de la composición de la pared de las bacterias Gram negativas y el 90 % en las Gram positivas. Por su rigidez le da su forma peculiar a la bacteria. La protege de los cambios de la presión osmótica del medio que la rodea. Es el lugar donde se localizan numerosos determinantes antigénicos que permiten diferenciar a las bacterias entre sí. Es el sustrato donde actúan antimicrobianos como los beta-lactámicos. Membrana citoplasmática. Está formada por fosfolípidos y proteínas, y a diferencia de las eucariotas, no contiene esteroles (excepto el mycoplasma). Las enzimas del transporte electrónico se encuentran aquí (produce energía). 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 Gram negativas tienen dos membranas: una interna y otra externa, mientras que las Gram positivas, solo poseen una membrana (interna). Es sitio de acción de detergentes y antibióticos polipeptídicos como la polimixina. Citoplasma. Formado 85 % por agua. Contiene los ribosomas y el cromosoma bacteriano. Ribosomas. Compuestos por RNA ribosomal. Su importancia radica en ser el sitio de acción de numerosos antibióticos como: Aminoglucósidos, tetraciclinas, cloranfenicol, macrolidos y lincosamidas. Cromosoma Bacteriano. Está formado por un único filamento de DNA apelotonado (superenrollado). Confiere sus peculiaridades genéticas a la bacteria. Regula la síntesis proteica. Elementos facultativos. Capsula. Estructura polisacárida de envoltura. Factor de virulencia de la bacteria. Protege a la bacteria de la fagocitosis y facilita la invasión. Permite la diferenciación en tipos serológicos. Flagelos. Estructuras proteicas, responsables de la motilidad bacteriana.  Según la posición 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. Fimbrias o Pili. Son estructuras cortas parecidas visibles solo al Microscopio Electrónico, carentes de motilidad, los poseen fundamentalmente las Gram negativas. Intervienen en la adherencia de las bacterias al huésped. Facilitan el intercambio de ADN durante la conjunción bacteriana. Tiene capacidad antigénica. Esporas. Estructura presente en algunas especies bacterianas exclusivamente bacilares. Le permite a la bacteria sobrevivir en condiciones extremadamente estresantes. El material genético se concentra y es rodeado por una capa protectora, que hace que la bacteria sea impermeable a la desecación, al calor y numerosos agentes químicos. Bajo esta condición las bacterias se encuentran en una condición metabólica de inercia. Pueden permanecer meses o años así. Cuando las condiciones son más favorables se produce la germinación, con la formación de una célula única que después se reproduce con normalidad. Las esporas no se tiñen con los colorantes habituales y se identifican como una zona clara, redondeada u ovalada, que contrasta con el resto de la bacteria que aparece coloreada. Glucocalix. Entramado de fibrillas polisacáridas situadas en posición extracelular. Facilita la adherencia. Plásmidos y Transposones. Los plásmidos son elementos extracromosómicos compuestos por ADN de doble cadena, con frecuencia circular, autoreplicativos y autotransferibles. Los transposones (genes 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 través de plásmidos. El transposon al cambiar de posición puede arrastrar una secuencia de ADN contigua y originar cambios fenotípicos en la bacteria. Reproducción Bacteriana. Generalmente las bacterias se reproducen por bipartición o Fisión binaria como se ve en el siguiente esquema: Además de este tipo de reproducción asexual, las bacterias poseen unos mecanismos de reproducción parasexual, mediante los cuales se intercambian fragmentos de ADN. TRANSFORMACIÓN: Consiste en el intercambio genético producido cuando una bacteria es capaz de captar fragmentos de ADN, de otra bacteria que se encuentran dispersos en el medio donde vive. CONJUGACIÓN: En este proceso, una bacteria donadora F+ transmite a través de un puente o pili, un fragmento de ADN, a otra bacteria receptora F-. La bacteria que se llama F+ posee un plásmido, además del cromosoma bacteriano. a, el virus se acopla a la bacteria b., el virus rompe la pared bacteriana c, el virus inyecta su ADN TRANSDUCCIÓN: En este caso la transferencia de ADN de una bacteria a otra se realiza a través de un bacteriófago, que se comporta como un vector intermediario entre las dos bacterias. Morfología Bacteriana. Las bacterias se pueden clasificar teniendo en cuenta varios criterios. Uno de ellos es clasificarlas por su forma y la manera en que se agrupan; Pueden ser esféricas (Cocos, diplococos, estreptococos, estafilococos, sarcinas); alargadas como bacilos; en forma de coma (vibriones), o en forma de espiral (espirilos). Clasificación bacteriana. Las bacterias se pueden clasificar en relación a la estructura de su pared celular mediante una tinción diferencial denominada Tinción de Gram. Se puede discriminar entre dos grandes grupos de bacterias: Gram positivas (se tiñen de violeta) y  Gram negativas (se tiñen rosadas). Hay otro grupo de bacterias denominadas bacilos ácido alcohol resistentes (BAAR+) que son diferenciados utilizando la tinción de Ziehl Nielsen o la modificación de Kinyoun, éstos son resistentes a la decoloración ácida por lo que permanecen teñidos de rojo por acción de la fuccina fenicada. Según la temperatura óptima de crecimiento las bacterias se clasifican en: Termófilas: se desarrollan entre 25 y 80°C, óptima 50 y60°C Mesófilas: se desarrollan entre 10 y 45°C, óptima 20 y 40°C Psicrofílicos: se desarrollan entre -5y 30°C, óptima 10 y 20°C. Según el pH en el que se desarrollan las bacterias se clasifican en: Acidófilos: Se desarrollan a pH entre 1.0 y 5.0 Neutrófilos: Se desarrollan a pH entre 5.5 y 8.5 Basófilos: Se desarrollan pH entre 9.0 y 10.0 Según su metabolismo interno, las bacterias presentan requerimientos nutricionales diversos y se clasifican en: Fotoautótrofos: Obtienen la Energía de la luz y su fuente de carbono es el C02. Bacterias purpúreas. Fotoheterótrofos: Obtienen la Energía de la luz y su fuente de carbono son los compuestos orgánicos. Ejemplos como Rodospirillum y Cloroflexus. Quimioautótrofos: Obtienen la Energía de las substancias químicas y su fuente de carbono es el C02. Como, por ejemplo, Nitrobacter, Thiobacillus. Quimioheterótrofos: Utilizan un compuesto químico como fuente de carbono, y a su vez, este mismo compuesto es la fuente de energía. La mayor parte de las bacterias cultivadas en laboratorios y las bacterias patógenas son de este grupo. Basado en el requerimiento de Oxígeno las bacterias se pueden clasificar en:

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