Microbiologia General

7/17/2019 Microbiologia General

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Programa: Microbiología General e Industrial. Virología

Introducción

1- Generalidades y Desarollo Histórico de la Microbiología

Métodos de observación y estructura de los microorganismos

2- Observación de los microorganismos: el microscopio, preparación y examen de

mestras!

"- #a c$lla %rocariótica& 'strctra y (nción !

)- #a c$lla 'cariótica& 'strctra y (nción !

Crecimiento y control de los microorganismos

*- +trición microbiana!

- ltivo de los microrganismos: medios de cltivo!

.- recimiento microbiano!

/- ontrol de las %oblaciones Microbianas : 'sterili0ación y Desinección!

Metabolismo y Fisiología Microbiana

- Metabolismo Microbiano!

13- Microorganismos Heterotroos!

11- Microorganismos 4totroos!

12- 5iosíntesis!

Genética Microbiana

1"- 'strctra y 6eplicación de los 4cidos +cleicos!

1)- 7ariación bacteriana! Mtación y din8mica de poblaciones!

1*- 7irs bacterianos 9bacterióagos!

1- 6ecombinación Gen$tica en 5acterias: ;ransormación, ;ransdcción y

on<gación!

Patogenicidad Microbiana

1.- 6elación =$sped- par8sito! (actores de patogenicidad microbiana!

1/- Deensas especíicas e inespecíicas rente a la inección!

1- ;ipos y patrones de enermedad inecciosa!

23- 4gentes 4ntimicrobianos y Microorganismos!

21- >nmnidad 4rtiicial!

Estudio sistemático de microorganismos

22!- lasiicación de microorganismos! %rincipales atribtos tili0ados en la

clasiicación e identiicación de microorganismos!2"- 'spiro?etas y Campylobacter !

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2)- Pseudomonas, Neisseria, Legionella y otros bacilos y cocos aerobios gram-

negativos! 5acteroides y Fusobacterium! Veillonella!

2*-7ibrios, %asterellas y 'nterobacterias!

2- 6ic@ettsias y lamidias! Mollictes y (ormas #!

2.- ocos gram- positivos! 'stailococos y 'streptococos!

2/- 5acilos gram - positivos esporlados y no esporlados! Bacillus y Clostridium!#actobacilos y #isterias!

2- orinebacterias, Micobacterias y +ocardias!

"3- Hongos ilamentosos y levadras!

Ecología Microbiana

"1- 'cología Microbiana! Microbiología del Aelo: #os Microorganismos y los iclos

5iogeo?ímicos!

"2- Microbiología del 4ga y Microbiología del 4ire!

""- Microbiología de los 4limentos!

Microbiología Industrial

")- >ntrodcción! 4reas de aplicación

"*- 5iología de los microorganismos indstriales! 4islamiento y onservación

"- %rodcción de metabolitos primarios y secndarios! Aistemas de reglación y s

modiicación

Virología

".- aracterísticas generales de los 7irs 9>! 'strctra y lasiicación!"/- aracterísticas generales de los 7irs 9>>! iclos de Mltiplicación 7iral!

"- 'stdio de los 7irs 4D+!

)3- 'stdio de los 7irs 46+!

)1- 4gentes inecciosos no convencionales! 7iroides y %riones!

)2- 7irs Oncog$nicos: Mecanismos moleclares de oncogenesis viral!

Programa de Clases Prácticas

1! Técnica aséptica. Técnicas de siembra y aislamiento de

microorganismos.2! Tinción simple. Tinciones diferenciales. Visualización microscópica de

microorganismos."! Crecimiento y recuento de microorganismos. Medios de cultivo.

Técnicas de esterilización.)! Pruebas de identificación de microorganismos.*! Antibiograma y Evaluación de antibióticos.! Prcticas de identificación de microorganismos por simulación en

ordenador.





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TEMA 1. GENERALIDADES Y DESARROLLO

HISTORICO DE LA MICROBIOLOGIA

!r. Pedro ". Mateos

!epartamento de Microbiolog#a y $enética. "acultad de "armacia. %niversidad de&alamanca

'.( $E)E*A+'!A!E&

''.( !E&A**,++, -'&T,*'C, !E +A M'C*,',+,$'A Primeras observaciones de los microorganismos ,rigen de los microorganismos +a fermentación como proceso biológico !escubrimiento de la función de los microorganismos como causantes deenfermedades !esarrollo en la prevención de enfermedades

Antisepsia 'nmunización /uimioterapia

Microbiolog#a y genética

I.- GENERALIDADES

Microbiología, el estdio de los organismos microscópicos, deriva de " palabras

griegas: mikros 9pe?eBo, bios 9vida y logos 9ciencia ?e con<ntamente signiican el

estdio de la vida microscópica!

%ara mc=a gente la palabra microorganismo le trae a la mente n grpo de pe?eBas

criatras ?e no se encadran en ningna de las categorías de la pregnta cl8sica: C es

animal, vegetal o mineral #os microorganismos son dimintos seres vivos ?e

individalmente son demasiado pe?eBos como para verlos a simple vista! 'n este

grpo se inclyen las bacterias, =ongos 9levadras y =ongos ilamentosos, virs,

proto0oos y algas microscópicas!

+ormalmente tendemos a asociar estos pe?eBos organismos con inecciones,

enermedades como el A>D4, o deterioro de alimentos! Ain embargo, la mayoría de los

microorganismos contribyen de na orma crcial en el bienestar de la ;ierra aydandoa mantener el e?ilibrio de los organismos vivos y prodctos ?ímicos en nestro

medio ambie!e: #os microorganismos de aga dlce y salada son la base de la cadena

alimentaria en oc$anos, lagos y ríos& los microorganismos del selo destryen los

prodctos de desec=o e incorporan el gas nitrógeno del aire en compestos org8nicos,

así como reciclan los prodctos ?ímicos en el selo, aga y aire& ciertas bacterias y

algas <egan n papel importante en la otosíntesis, ?e es nproceso ?e genera

ntrientes y oxígeno a partir de l0 solar y O2 siendo n proceso crítico para el

mantenimiento de la vida sobre la ;ierra& los =ombres y algnos animales dependen de

las bacterias ?e =abitan en ss intestinos para reali0ar la digestión y síntesis de algnas

vitaminas como son la E y algnas del comple<o 5! #os microorganismos tambi$n

tienen a"licacioe# id$#!riale# ya ?e se tili0an en la síntesis de prodctos ?ímicoscomo son acetona, 8cidos org8nicos, en0imas, alco=ol y mc=os medicamentos! 'l

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proceso de prodcción de acetona y btanol por bacterias e descbierto en 11) por

=aim Fei0mann, n polaco ?e traba<aba en >nglaterra para Finston =rc=ill!

ando estalló la primera gerra mndial en agosto de ese aBo, la prodcción de

acetona era esencial en el proceso de abricación de las mniciones, por lo ?e el

descbrimiento de Fei0mann <gó n papel determinante en el desarrollo de la gerra!

Desp$s de la gerra, re=só todos los =onores ?e le propso el gobierno brit8nico! Ainembargo, tili0ó s inlencia para ?e el gobierno brit8nico aydara a establecer el

estado <dío en %alestina! 'n 1), Fei0mann e elegido el primer presidente de >srael!

#a id$#!ria alime!aria tambi$n sa microorganismos en la prodcción de vinagre,

bebidas alco=ólicas, aceitnas, mante?illa, ?eso, yogrt y pan! 4dem8s, las bacterias

y otros microorganismos a=ora peden ser maniplados para prodcir sstancias ?e

ellos normalmente no sinteti0an! 4 trav$s de esta t$cnica, llamada igeiería ge%!ica,

las bacterias peden prodcir importantes sstancias terap$ticas como inslina,

=ormona de crecimiento =mana e intererón!

4ctalmente sabemos ?e los microorganismos se encentran en todas partes& pero =ace

poco, antes de la invención del microscopio, los microorganismos eran desconocidos para los cientíicos! Miles de personas morían en las epidemias cyas casas no se

conocían! 'l deterioro de los alimentos no se podía controlar siempre y mc=as amilias

enteras morían debido a ?e no existían &ac$a# ' a!ibi(!ico# disponibles para

combatir las inecciones! +osotros podemos =acernos na idea de como se =an

desarrollado nestros actales conceptos de microbiología repasando los

acontecimientos =istóricos ?e =an cambiado nestras vidas!

II.- DESARROLLO HISTORICO DE LA MICROBIOLOGIA

4n?e los microorganismos se originaron =ace aproximadamente )!333 millones deaBos, la microbiología es relativamente na ciencia <oven! #os primeros

microorganismos se observaron =ace "33 aBos y sin embargo pasaron nos 233 aBos

=asta ?e se reconoció s importancia!

)rimera# ob#er&acioe# de lo# microorgai#mo# 9#eeen=oe@ y ss microscopios

#a existencia de los microorganismos no se conoció =asta la invención del microscopio!

#a primera persona en describir los microorganismos en detalle e el =oland$s 4ntony

van #eeen=oe@ en 1/), a los cales denominó anim8clos! #eeen=oe@ examinó

el aga de llvia, de mar, de río, saliva y otras materias! Ain embargo, estas

observaciones no cond<eron a ningna investigación acerca de las posibles actividadesde los microorganismos, ni como agentes de ermentaciones ni de enermedades

inecciosas ya ?e el desarrollo de la ?ímica y de la medicina era demasiado primitivo!

Orige de lo# microorgai#mo# 9;eoría de la generación espont8nea

na ve0 descbiertos los microorganismos por #eeen=oe@ se empe0ó a especlar

sobre el origen de estos anim8clos! Ae ormaron dos escelas! na de ellas admitía la

existencia de estas estrctras pero apoyaban la teoría ?e provenían de la

descomposición de los te<idos de las plantas o animales 9eran el resltados de la

descomposición y no la casa! #os ?e apoyaban esta teoría creían ?e la vida se

generaba a partir de matería no viva, proceso ?e se denominó abiog$nesis!

58sicamente era el concepto de la generación espont8nea! Del otro lado estaba la teoría



de la biog$nesis! #os anim8clos se originaban, como ocrre en ormas de vida

speriores, a partir de anim8clos padres! Hasta ?e se rec=a0ó la idea de la generación

espont8nea se tvieron ?e reali0ar mc=os experimentos ?e parecen simples =oy en

día, pero ?e en a?ellos momentos llevó m8s de 133 aBos resolver dic=a controversia!

#a idea de la generación espont8nea se remonta a la cltra griega, los cales creían ?elas ranas y gsanos crecían espont8neamente a partir del lodo! >nclso existían recetas:

llenando na tina<a con trapos y coloc8ndola en n sitio apartado drante semanas al

inal crecían ratones a partir de los trapos! 'n el siglo I7>> el italiano (rancesco 6edi

demostró en 1/ ?e los gsanos encontrados en la carne podrida eran las larvas ?e

provenían de los =evos ?e previamente =abían depositado en la carne las moscas y no

el prodcto de la generación espont8nea! Ain embargo na cosa eran los =evos de

moscas y otra los microorganismos ?e sólo se podían ver con la ayda del

microscopio!

'n 1.)* Jo=n +eed=am =irvió tro0os de carne para destrir los organismos

preexistentes y los colocó en n recipiente abierto! 4l cabo de n tiempo observócolonias de microorganismos sobre la spericie y conclyó ?e se generaban

espont8neamente a partir de la carne! 'n 1., #a00aro Apallan0ani repitió el

experimento pero tapando los recipientes, no apareciendo las colonias, lo ?e

contradecía la teoría de la generación espont8nea! %ero +eed=am argmentó ?e el aire

era esencial para la vida inclída la generación espont8nea de microorganismos y este

aire =abía sido exclido en los experimentos de Apallan0ani!

nos 133 aBos desp$s, en 1/" (ran0 Ac=l0e pasó el aire a trav$s de nas solciones

8cidas ertes =acia el interior de n recipiente con carne =ervida! 4l aBo sigiente

;=eodor Ac=ann pasó el aire a trav$s de tbos calientes! #os microorganismos no

aparecían en ningKn caso ya ?e los microorganismos presentes en el aire =abían sido

ani?ilados! Ain embargo, los ?e apoyaban la generación espont8nea comentaban ?e

el 8cido y el calor alteraban el aire de tal manera ?e impedía la generación espont8nea

de los microorganismos! Ain embargo e #ois %aster el ?e 0an<ó deinitivamente la

controversia en 1/) al tili0ar matraces con n tbo largo y crvado llamados Lcello

de cisneL! 'l aire pasaba libremente a trav$s del cello, pero los microorganismos no

aparecían en la solción ya ?e las partíclas de polvo y microorganismos sedimentaban

en el recodo del cello! 'stos experimentos de %aster promovieron el reconocimiento

de la biog$nesis! %osteriormente %aster empe0ó a estdiar el papel de los

microorganismos en la prodcción de vino y como casa de enermedades!

La *erme!aci( como "roce#o biol(gico 9%aster y el vino ranc$s

Ain dda desde la %re=istoria los =ombres tili0an con provec=o las ermentaciones! 'l

pan ermentado se conoce desde =ace varios miles de aBos! #os <eroglíicos egipcios, así

como representaciones gr8icas en todo el %róximo Oriente atestigan ?e el =ombre

recrría a la ermentación para abricar bebidas alco=ólicas ya varios milenios antes de

Jescristo! 4l preparar el pan, vino, cerve0a o sa@e, los egipcios, smerios y todas las

personas =asta mediados del Aiglo I>I, empleaban sin saberlo, y de na manera

empírica, na amilia de agentes biológicos my originales: las levadras! Aon ellas las

?e reali0an la ermentación alco=ólica!

'l papel de las levadras como agentes ermentadores no e reconocido =asta 1/* por



#is %aster! #as teorías cientíicas de esa $poca reconocían la presencia de levadras

en la ermentación alco=ólica, pero estas levadras eran consideradas como compestos

?ímicos comple<os, sin vida! 'sta era la teoría mecanística liderada por los ?ímicos

alemanes von #iebig y F=ler! #is %aster, ?ímico ranc$s, propso la teoría

vitalística y demostró ?e las c$llas viables de levadras casan ermentación en

condiciones anaeróbicas& drante dic=a ermentación el a0Kcar presente en el mosto esconvertido principalmente en etanol y O2! As ilstraciones claramente mestran

at$nticas levadras vínicas y en ss escritos $l las dierenciaba claramente de otros

componentes!

'n el verano de 1/* M! 5igo, n abricante de alco=ol en la cidad de #ille, en el norte

de (rancia, sría repetidos racasos en las ermentaciones de ss prodctos! 'n este

proceso intervenía la ermentación de la caBa de a0Kcar para prodcir alco=ol etílico,

pero na y otra ve0 el contenido de las tina<as se agriaba y al inal en lgar de alco=ol,

se obtenía na sstancia ?e despedía n olor parecido a la lec=e agria! Acedió ?e el

=i<o de M! 5igo estdiaba en la (acltad de iencias cyo decano era %aster! M! 5igo,

a trav$s de s =i<o, pregntó a %aster si estaría dispesto a investigar los racasos ?eestaban ocrriendo con ss ermentaciones, a lo ?e %aster accedió iniciando el estdio

en los laboratorios de la (acltad! 'n primer lgar sometió a an8lisis ?ímico el

contenido estropeado de las tinas llegando a la conclsión de ?e contenían na

considerable cantidad de 8cido l8ctico en lgar de etanol! 'l sigiente paso e el

examen de los sedimentos de las tinas en las ?e la ermentación =abía sido satisactoria

y el de a?ellas ?e =abían allado! #a comparación de los dos sedimentos reveló na

clara dierencia: en los sedimentos procedentes de las tinas ?e =abían prodcido

alco=ol =abía levadras& en los procedentes de las tinas prodctoras de 8cido l8ctico se

veían Lglóblos mc=o m8s pe?eBos ?e los de la levadraL con lo ?e ya disponía de

prebas de ?e los prodctos de estas dos ermentaciones estaban especíicamente

asociados con el crecimiento de dos microorganismos morológicamente distingibles!

;omó mestras de los sedimentos de los dos tipos de ermentaciones y los inocló en

tbos ?e contenían a0Kcar como ente de carbono& en el caso de los Lglóblos mc=o

m8s pe?eBos ?e los de la levadraL pdo reprodcir la ermentación l8ctica y

observar los dimintos glóblos en el sedimento ?e aparecía en los tbos! #a adición

del sedimento de las tinas en las ?e se =abía prodcido alco=ol, dió na típica

ermentación alco=ólica apareciendo en el ondo de los tbos glóblos de levadras!

'n 1/, %aster pblicó la obra titlada L'stdios sobre el vino, ss enermedades,

casas ?e las provocan! +evos procedimientos para la conservación y

enve<ecimientoL! 'ntre las me<oras aconse<adas =abía n m$todo para amentar lacalidad de la conservación de los vinos consistente en calentarlos a na temperatra de

/N drante 13 mintos y desp$s enriarlos r8pidamente! 'sta t$cnica =a venido a ser

conocida como pasteri0ación y es a=ora ampliamente tili0ada en el tratamiento de la

lec=e!

De#c$brimie!o de la *$ci( de lo# microorgai#mo# como ca$#a!e# de

e*ermedade# 9Eoc= y la bacteria del carbnco

a en 1*) Girolano (racastoro =abía sgerido ?e las enermedades podían deberse a

organismos tan pe?eBos ?e no podían verse y ?e eran transmitidos de na persona a

otra! Ain embargo, el descbrimiento de ?e las bacterias peden actar como agentesespecíicos de las enermedades inecciosas en los animales e reali0ado a trav$s del



estdio del carbnco, inección grave de los animales dom$sticos ?e es transmisible al

=ombre! #a demostración conclyente de la casa bacteriana o etiología del carbnco la

proporcionó en 1/. 6obert Eoc=, n m$dico rral alem8n! Eosc= empe0ó a estdiar el

mndo microbiano desp$s de ?e s m<er le regalara por s 2/ cmpleaBos n

microscopio! Aeis aBos desp$s Eoc= annció al mndo ?e =abía encontrado la

bacteria del carbnco 9 Bacillus anthracis! %osteriormente $l y ss colaboradoresdescbrieron las bacterias ?e casan la tberclosis y el cólera!

'sta serie de experimentos se a<staban a los criterios necesarios para poder establecer

la relación casal entre n organismo especíico y na enermedad especíica! 'stos

criterios se conocen como los postlados de Eoc=:

1.- El microorganismo debe estar presente en todos los casos de laenfermedad.

2.- El microorganismo debe ser aislado del 0ospedador enfermo y obtenerse

en cultivo puro en el laboratorio.3.- +a enfermedad espec#fica debe reproducirse cuando un cultivo puro delmicroorganismo se inocula a un 0ospedador susceptible sano.

4.- El microorganismo debe ser recuperable de nuevo a partir del0ospedador inyectado e1perimentalmente.

El descubrimiento posterior de los virus 2!imitri 'vanovs3i en 45678 el virus delmosaico del tabaco pasaba los filtros 9ue reten#an a las bacterias:; agentes 9ue nocrecen en medios artificiales en el laboratorio como lo 0acen las bacterias; 0anpermitido realizar algunas modificaciones en los postulados de <oc0.

Este traba=o sobre el carbunco condu=o rpidamente a la edad de oro de labacteriolog#a. En 7> a?os la mayor#a de los agentes bacterianos de las principalesenfermedades 0umanas 0ab#an sido descubiertos y descritos.

Desarrollo en la preven!"n #e en$er%e#a#es 2+ister y el fenol8 Pasteur y lasgallinas8 "leming y el 0ongo contaminante:

Actualmente es dif#cil comprender la magnitud de la miseria y devastación causadapor los microorganismos antes de 46>@. En Europa; durante el per#odo de 4B(4>@ ocurrió una epidemia de peste bubónica; conocida como la Dmuerte negraD y

causada por una bacteria 2Yersinia pestis:. A causa de esta enfermedad en "ranciamurieron de un tercio a la mitad de la población y se estimó 9ue en toda Europamurieron 7> millones de personas. Con el conocimiento de 9ue los microorganismoscausaban enfermedades; los cient#ficos se dedicaron a investigar la prevención y eltratamiento. +os 0ospitales adoptaron la antisepsia; la cual previene la diseminaciónde las enfermedades infecciosas mediante la in0ibición o destrucción de los agentescausantes. También se descubrió la inmunización; un proceso 9ue estimula lasdefensas del cuerpo frente a la infección. &e empezó a aplicar la 9uimioterapia;tratamiento de las enfermedades con una sustancia 9u#mica; a medida 9ue losinvestigadores encontrabanmedicamentos ms efectivos. También influyó la sanidadpblica; sobre todo la 0igiene relacionada con los alimentos y aguas.

An&!seps!aF -acia 45G@ un ciru=ano inglés llamado Hosep0 +ister investigaba laforma de eliminar los microorganismos de las incisiones realizadas en las



operaciones 9uirrgicas. Por esa época; las muertes por infección después de unaoperación 9uirrgica eran muy frecuentes. El propio +ister ten#a anotado en sucuaderno de notas 9ue el B>I de sus pacientes mor#an a causa de las infecciones9uirrgicas. Para evitarlo utilizó una solución dilu#da de fenol 29ue ya se sab#a 9uemataba a las bacterias: para lavar las ropas de los ciru=anos y todo el marterial9uirrgico; as# como en spray en el 9uirófano durante la operación. Estos

e1perimentos fueron el origen de la técnica aséptica.

In%'n!(a!"nF En 455@ Pasteur utilizó las técnicas de <oc0 para aislar y cultivar labacteria 9ue causa el cólera en gallinas. Para probar su descubrimiento convocó unademostración pblica del e1perimento 9ue 0ab#a sido un é1ito repetidas veces en ellaboratorio. 'nyectó un cultivo puro de la bacteria del cólera en gallinas sanas yesperó a 9ue desarrollaran los s#ntomas y murieran. Per para su desgracia; lasgallinas siguieron vivas. *evisando el e1perimento fallido descubrió 9ue 0ab#autilizado cultivos vie=os en lugar de cultivos frescos preparados especialmente parala demostración. Algunas semanas ms tarde repitió el e1perimento usando dosgrupos de gallinasF uno con gallinas inoculadas en el e1perimento anterior con elcultivo vie=o y otro con gallinas nunca inoculadas. A0ora inyectó en ambos grupos

cultivos frescos. En este e1perimento las gallinas del segundo grupo murieron; perolas del primero permanec#an vivas. Estos resultados intrigantes pronto encontraronuna e1plicación para Pasteur. El 0ab#a descubierto 9ue la bacteria; si se de=abacrecer durante largo tiempo; pod#a volverse avirulenta. Pero esta bacteria avirulentaestimulaba algo en el 0ospedador; en este caso las gallinas; 9ue resist#aninfecciones posteriores 0aciéndoles inmunes a esa enfermedad. Pasteur aplicó esteprincipio de inmunización en la prevención del carbunco en animales y funcionó. Aestos cultivos avirulentos los llamó vacunas 2del lat#n vacca:. %sando este términoPasteur reconoció el traba=o de EdJard Henner 9ue en 465 vacunó con é1ito a unni?o 2Hames P0ipps: de viruela; vacuna 9ue obtuvo de las pstulas de una vaca conviruela.

El reconocimiento internacional de Pasteur le supuso un nuevo reto ya 9ue leencargaron 9ue encontrara una vacuna contra la rabia. En a9uel momento no seconoc#a el agente causante de la rabia pero Pasteur cre#a 9ue era unmicroorganismo. -oy sabemos 9ue es un virus. "inalmente obtuvo una vacunafrente a la rabia 9ue funcionaba en perros; lo cual es diferente a 0umanos. En Huliode 455>; un ni?o llamado Hosep0 Meister fué mordido por un lobo rabioso; la familiadel ni?o persuadió a Pasteur para 9ue utilizara la vacuna en el ni?o 2la enfermedadera mortal: 9ue resultó un é1ito. Posteriormente esta vacuna salvó a un grupo decampesinos rusos 9ue 0ab#an sido mordidos por otro lobo rabioso. Comoagradecimiento; el zar de *usia envió a Pasteur 4@@.@@@ francos 9ue utilizó paraconstruir el 'nstituto Pasteur de Par#s.

)'!%!o&erap!aF El tratamiento de las enfermedades mediante compuestos9u#micos no es nuevo. En 4B6> ya se utilizaban sales de mercurio para tratar las#filis; aun9ue este tratamiento 0izo bueno el a1iomaF $raviora 9uaedum suntremedia periculus; es decir DEs peor el remedio 9ue la enfermedadD ya 9uedeterminados tratamientos; como es el caso del mercurio; son tó1icos para lascélulas animales y 0umanas. Para 9ue un agente 9uimioterpico sea efectivo en eltratamiento de una enfermedad infecciosa no sólo debe de matar o in0ibir almicroorganismo causante de la infección sino 9ue adems debe ser relativamenteinocuo para las células 0umanas al e10ibir to1icidad selectiva. El primer grandescubrimiento en este sentido fue 0ec0o por Paul E0rlic0 a principios del siglo KK.Este médico alemn cre#a 9ue era posible obtener un compuesto 9u#mico 9uepudiera curar espec#ficamente la s#filis sin da?ar al paciente. El conoc#a 9ue elarsénico in0ib#a al microorganismo causante de la s#filis 2Treponema pallidum: pero

9ue también era tó1ico para las células 0umanas. E0rlic0 traba=ó en la idea de 9ueel arsénico pod#a incorporarse dentro de compuestos orgnicos de tal manera 9ue



perdiera su to1icidad para las células 0umanas manteniendo sus propiedadesantimicrobianas. !espués de ensayar G@> sustancias con estas caracter#sticasencontró un compuesto; el G@G; 9ue cumpl#a estos re9uisitos. A esta sustancia lallamó &alvarsan y fue el primer compuesto 9u#mico sintetizado en laboratorio 9uepod#a curar una enfermedad sin ser tó1ico para el paciente. $racias a estedescubrimiento le concedieron el premio )obel en 46@5. -oy en d#a ya no se utiliza

salvarsan para tratar la s#filis ya 9ue 0a sido reemplazado por un producto muc0oms efectivo; el antibiótico penicilina.

-asta 46> no se realizó ningn nuevo avance en 9uimioterapia. En ese a?o$er0ard !omag3 traba=ando en la ayer realizó un descubrimiento importante.!espués de llevar a cabo e1perimentos con ms de 4@@@ colorantes sintéticos paracomprobar si alguno de ellos pod#a curar las infecciones causadas por estreptococosen ratones sin da?ar a los animales; descubrió 9ue un colorante ro=o llamadoProntosil era efectivo. Este descubrimiento le valió el premio )obel en 466.Curiosamente; este colorante no era capaz de in0ibir el crecimiento de las bacteriascrecidas en laboratorio8 sólamente era efectivo cuando las bacterias crec#an dentrodel cuerpo del animal. Esta aparente contradicción fue resuelta en el mismo a?o por

un 9u#mico francés Hac9ues TréfouLl al observar 9ue el prontosil era transformadoen el cuerpo en un compuesto incoloro diferente 9ue s# ten#a actividad espec#ficafrente a bacterias. Esta nueva sustancia era la sulfonamida. En un corto per#odo detiempo se determinó su estructura siendo posible sintetizarla en gran escala ydesarrollar nuevos compuestos 9ue se denominaron sulfamidas 9ue an 0oy en d#ase siguen utilizando.

El salvarsan y las sulfamidas son e=emplos de agentes 9uimioterapéuticos sintéticosobtenidos mediante s#ntesis 9u#mica en un laboratorio. &in embargo; e1iste unasegunda categor#aF agentes 9uimioterapéuticos naturales; llamados antibióticos. %nantibiótico es una sustancia producida por un microorganismo 9ue es in0ibitoriapara otros microorganismos en muy pe9ue?a cantidad.

En 4675 el microbiólogo inglés Ale1ander "leming observó 9ue en una placa deagar inoculada con &tap0ylococcus aureus 9ue estaba contaminada con el 0ongoPenicillium notatum; las colonias de &tap0ylococcus eran destru#das por algunaactividad de las colonias del 0ongo. A partir de este 0ongo realizó la e1tracción deun compuesto 9ue era el responsable del efecto in0ibitorio al 9ue llamó Penicilina.&i bien "leming reconoció el enorme potencial terapéutico de la penicilina; encontróserios problemas para aislarla y purificarla. El primer ensayo cl#nico con unapreparación cruda de penicilina se llevó a cabo el 47 de "ebrero de 46B4. Elpaciente era un polic#a de ,1ford 9ue se estaba muriendo por una infección con&tap0ylococcus 2septicemia:. Al administrarle penicilina se observó unme=oramiento espectacular; pero > d#as después; cuando se les acabó la penicilina;la infección volvió a emerger y el paciente murió. Este ensayo cl#nico falló debido a9ue no se pod#a obtener una producción a gran escala de penicilina. En este punto246B@(46B4: los britnicos estaban inmersos en la '' guerra mundial. +osamericanos se interesaron por la penicilina y la fundación *oc3efeller invitó al inglés"lorey para 9ue investigara la producción a gran escala de la penicilina =unto conuniversidades e industrias farmacéuticas americanas. Esta cooperación 0izo posible9ue un a?o después estuvieran disponibles grandes cantidades de penicilina. Muypocos descubrimientos cient#ficos 0an tenido tanto efecto en el campo de lamedicina como el descubrimiento de los antibióticos.

M!ro*!olo+,a +en&!a 2)eumococos; doble 0élice e ingenier#a genética:

Antes de 46B@ el conocimiento del fenómeno genético proven#a de las

investigaciones sobre plantas y animales; pero no se sab#a si estos resultados sepod#an aplicar a los microorganismos. En 46BB ,sJald Avery; Colin Mac+eod y



Mac+yn McCarty descubrieron el papel del !)A en la genética bacteriana.Encontraron 9ue el material de !)A de un tipo de neumococos puede transferir unacaracter#stica 0ereditaria a otro tipo de neumococos. Posteriormente; en 46>atson; Cric3 y il3ins descubrieron la estructura molecular del !)A. Estosdescubrimientos; =unto con otros; establecieron 9ue la información genética detodos los organismos est codificada en el !)A. Esto 0izo de los microorganismos

un modelo muy atractivo para la investigación genética. Actualmente y utilizando latecnolog#a del !)A recombinante o ingenier#a genética se pueden transferirfragmentos de !)A de un organismo a otro.

TEMA +. OBSER,ACION DE LOS

MICROORGANISMOS- EL MICROSCO)IO

)RE)ARACION Y E/AMEN DE M0ESTRAS

!r. Pedro ". Mateos


>!- '# M>6OAO%>O

>>!- M>6OAO%>O O%;>O

>>>!- M>6OAO%>O '#';6O+>O

>7!- M>6OAO%>4 O%;>4

Microscopio de campo claro Microscopio de campo oscuro Microscopio de fluorescencia Microscopio de contraste de fases

V.( ,&E*VAC',) !E +,& M'C*,,*$A)'&M,& Preparación en fresco Técnicas de tinción

I.- EL MICROSCO/IO

'l microscopio es n instrmento óptico ?e ampliica la imagen de n ob<eto pe?eBo!'s el instrmento ?e m8s se sa en los laboratorios ?e estdian los microorganismos!

Mediante n sistema de lentes y entes de ilminación se pede =acer visible n ob<eto

microscópico! #os microscopios peden amentar de 133 a cientos de miles de veces el

tamaBo original!

4ctalmente existen dos tipos de microscopios: el óptico y el electrónico! 'n el

microscopio óptico el amento del ob<eto se consige sando n sistema de lentes ?e

manipla el paso de los rayos de l0 entre el ob<eto y los o<os! 'l microscopio

electrónico tili0a n rayo de electrones controlado por n campo magn$tico!













II.- MICROSCO/IO O/TICO

#os microscopios de este tipo generalmente prodcen n amento de 1333 veces el

tamaBo original! 'l límite lo tienen en nas 2333 veces!

#as lentes de n microscopio óptico son el condensador, el ob<etivo y el oclar! #a l0?e entra en el sistema debe enocarse sobre la preparación y para esto se tili0a el

condensador! 'levando o ba<ando el condensador pede alterarse el plano del oco de

l0 y elegirse na posición ?e consiga el oco preciso! 'l ob<etivo es la lente sitada

cerca del ob<eto ?e se observa! 'l amento primario del ob<eto es prodcido por la

lente ob<etivo y la imagen se transmite al oclar, donde se reali0a el amento inal!

#os microscopios ?e se san normalmente en microbiología est8n e?ipados con tres

ob<etivos: ba<o poder, alto poder y ob<etivo de inmersión! 'stos ob<etivos est8n

montados sobre na pie0a ?e se llama revolver ?e pede rotarse para alinear el

ob<etivo deseado con el condensador!

#a imagen ormada por el ob<etivo es inalmente amentada por el oclar! 'l amento

total de n microscopio compesto es el prodcto del amento de s ob<etivo y de s

oclar! 'l microscopio compesto es capa0 de consegir amentos considerablemente

mayores ?e el microscopio constrido con na sola lente! 'ste Kltimo, llamado

microscopio simple, se sa principalmente como lpas y cristales de amento!

4dem8s del amento, na propiedad importante de n microscopio es s poder

resoltivo& esto es la capacidad de mostrar distintos y separados dos pntos my

cercanos! anto mayor sea el poder resoltivo, mayor ser8 la deinición de n ob<eto!

#os microscopios de gran poder resoltivo son especialmente benos para ver pe?eBas

estrctras! 'l poder resoltivo de n microscopio compesto depende de la longitd deonda tili0ada y de na propiedad óptica de la lente conocida como apertra nm$rica!

omo los microscopios ópticos tili0an l0 visible, la longitd de onda est8 i<ada y es

por lo ?e la resolción de n ob<eto es nción de la apertra nm$rica& canto mayor

sea la apertra, el ob<eto reselto ser8 m8s pe?eBo!

@.> ld N (((((((((((

) sen a

dF poder resolutivo8 lF longitud de onda8 aF mitad del ngulo de la lente ob=etivo8

)F #ndice de refracción del medio8 ) sen aF apertura numérica.

%n factor 9ue afecta a la apertura numérica; adems de la construcción de la lente;es el medio a través del cual pasa la luz. Mientras 9ue el ob=etivo esté separado delob=eto por el aire; su apertura numérica nunca ser mayor de 4;@8 para conseguiraperturas numéricas mayores 9ue ésta; el ob=etivo debe estar inmerso en un l#9uidode mayor #ndice de refracción 9ue el aire. A estos l#9uidos se les denomina aceitesde inmersión 9ue se utilizan con los ob=etivos de inmersión obteniendo unaapertura numérica entre 4;7 y 4;B. An as#; al utilizarse la luz visible 2longitud deonda: estos microscopios llegan a tener un poder de resolución deapro1imadamente @;7> Om; lo 9ue significa 9ue las part#culas con un tama?o mspe9ue?o de @;7> Om no pueden distinguirse unas de otras.



III.- MICROSCO/IO ELECTRONICO

#os microscopios electrónicos tili0an rayos de electrones en lgar de la l0, lo ?e les

permite tener n poder de resolción my elevado! #a longitd de onda de los rayos de

electrones es de 3,33* - 3,333" nm, my corta comparada con la de la l0 visible 9)2 -

.*3 nm& violeta - ro<o! 's posible con el microscopio electrónico resolver ob<etosseparados por na distancia de 3,33" Pm, comparado con los 3,2* Pm de no óptico!

#os amentos peden llegar a ser de n millón de veces!

4 casa de la natrale0a de este instrmento sólo peden examinarse ob<etos my

delgados& inclso na sola bacteria es demasiado gresa para ser observada

directamente! %or lo ?e, para preparar mestras para el microscopio electrónico se

necesitan t$cnicas especiales de cortes ltrainos! %ara seccionar las c$llas primero

deben ser i<adas y des=idratadas 9etanol o acetona! Desp$s de la des=idratación, la

mestra se inclye en na resina y es a?í donde se reali0an cortes inos con n

ltramicrotomo, por lo general e?ipado con na cc=illa de diamante! na sola c$lla

bacteriana pede cortarse en cinco o seis secciones my inas! Ai sólo tiene ?eobservarse el contorno de n organismo, no son necesarias secciones inas por lo ?e se

montan c$llas enteras ?e se recbren de na capa ina de n metal pesado 9oro! 'l

rayo de electrones es dirigido sobre la preparación y los electrones dispersados por el

metal pesado activan na pantalla de observación prodciendo na imagen! 4 la primera

t$cnica se la denomina Microscopía 'lectrónica de ;ransmisión 9M'; y a la segnda

Microscopía 'lectrónica de 5arrido 9M'5!

I0.- MICROSCO/IA O/TICA

4dem8s del microscopio de campo claro existen otros microscopios ópticos como son el

de campo oscro, lorescencia y contraste de ases!

Micro#co"io de cam"o claro: sa como ente de l0 directa bien na bombilla bien la

l0 solar! a ?e los microorganismos son transparentes es diícil distingirlos con este

tipo de microscopía y es por lo ?e se selen teBir!

Micro#co"io de cam"o o#c$ro: sa n microscopio óptico e?ipado con n

condensador y ob<etivo especial ?e ilminan los microorganismos en la mestra rente

a n ondo oscro! 'ste m$todo se tili0a para visali0ar microorganismos vivos sin

teBir!

Micro#co"io de *l$ore#cecia: la mestra se tiBe con na sstancia lorescente ?e

absorbe la energía de las ondas cortas de la l0 9a0l y emite la l0 de longitdes de

ondas m8s largas 9verde! Ae tili0a en inmnolorescencia, t$cnica en la cal na

sstancia lorescente se ne a n anticerpo especíico de ciertos microorganismos! Ai

el anticerpo lorescente se ne al microorganismo, este microorganismo emite

lorescencia y se pede identiicar! 'sta t$cnica se sa en clínica!

Micro#co"io de co!ra#!e de *a#e#: es n microscopio óptico modiicado ?e permite

contrastar sstancias de dierente grosor o densidad! Mediante n condensador y n

ob<etivo especial se controla la ilminación de tal manera ?e vaya en dierentes rtas atrav$s de las distintas partes de na c$lla! 'l resltado es na imagen con dierentes



grados de brillo y oscridad! on este m$todo, el material denso aparece brillante,

mientras ?e las partes de la c$lla ?e tienen na densidad cercana al H2O

9citoplasma aparecen oscras! Ae tili0a para visali0ar estrctras cellares sin

necesidad de sar colorantes o matar microorganismos!

0.- OBSER0ACION DE LOS MICROORGANISMOS

;odos los microorganismos, excepto los virs, peden ser observados mediante

microscopios ópticos, por lo ?e nos vamos a limitar a describir las t$cnicas m8s

comnmente sadas para reali0ar preparaciones para microscopios ópticos!

)re"araci( e *re#co: para poder observar la movilidad de n microorganismo es

preciso ?e no est$ i<ado! onsiste en sspender na gota, tomada directamente de la

mestra, sobre n portaob<etos y cbri$ndola, sin ormar brb<as de aire, con n

portaob<etos se observa al microscopio de contraste de ases!

T%cica# de !ici(:

'n general, el proceso segido en todas las tinciones conlleva las sigientes etapas:

extensión, i<ación, tratamiento con colorantes y observación!

1. E2!e#i(: se reali0a sobre n portaob<etos ?e =a de estar totalmente limpio! Ai la

mestra es lí?ida se =ace directamente y, si es sólida, =ay ?e resspenderla

previamente en na gota de H2O!

+. 3i4aci(: tiene por ob<eto ad=erir la mestra al portaob<etos y desnatrali0ar las

proteínas para acilitar la acción del colorante! +ormalmente se reali0a con calor, pasando la mestra repetidamente a 13 cm de la llama del mec=ero!

5. Tici(: se reali0a aBadiendo los colorantes sobre los microorganismos sometidos a

los procesos anteriores! %ede ser de varios tipos:

Nega!i&a: #os colorantes no tiBen el microorganismo, sino el entorno, amentando de

este modo s contraste! #a mestra se extiende sobre na gota del colorante 9nigrosina!

Sim"le: Ae tili0a n solo colorante ?e pede ser de cal?ier tipo! 4l igal ?e la

tinción negativa, sólo nos permite observar la orma, el tamaBo y el tipo de agrpación

de las c$llas!

Di*erecial: >ntervienen dos o m8s colorantes y cada no dierencia na estrctra! 'l

colorante ?e se sa en segndo lgar es de color dierente al del primero,denomin8ndose colorante de contraste!

Tici( de Gram

's la t$cnica de tinción dierencial m8s importante ?e se tili0a en bacterias! 'l

primero en describirla e el dan$s =ristian Gram! onsiste b8sicamente en aBadir lo

sigiente:

ristal violeta 9colorante a0l

#gol 9mordiente, sstancia no colorante ?e reer0a la acción de n colorante

'tanol N 9decolorante ?e remeve el colorante de ciertas bacterias

Aaranina 9colorante de contraste, ro<o



'sta tinción distinge entre dos amplios grpos de bacterias segKn la composición de la

pared cellar& las Gram 9- ?e no retienen el comple<o cristal violeta-lgol desp$s de

la decoloración con alco=ol y aparecen teBidas de ro<o, y las Gram 9Q ?e sí lo retienen

y aparecen teBidas de a0l oscro!

TEMA 5. LA CEL0LA )ROCARIOTICA-

ESTR0CT0RA Y 30NCION

Dr! %edro (! Mateos

Departamento de Microbiología y Gen$tica! (acltad de (armacia! niversidad de

Aalamanca

>!- MO6(O#OG>4 D' #4A 54;'6>4A

4!- ;amaBo

5!- (orma

!- Disposición

>>!- #;64'A;6;64A 54;'6>4+4A

1!- G#>O4#>I

2!- %46'D '##46

"!- M'M564+4 >;O%#4AM4;>4

)!- 46'4 >;O%#4AM>4

6ibosomas

>nclsiones

*!- 46'4 +#'46

!- (#4G'#OA

.!- (>M56>4A O %>#>

>>>!- '+DO'A%O64A 54;'6>4+4A

Observando los microorganismos a trav$s de n microscopio podemos apreciar s

morología 9tamaBo, orma y disposición! Ai observamos con mayor nKmero de

amentos podemos apreciar, tanto en la spericie como dentro de la c$lla, n mayor

nKmero de estrctras! #a asencia o presencia de ciertas estrctras nos van a servir

para clasiicar a los microorganismos!

I. MOR3OLOGIA DE LAS BACTERIAS

A. Tama6o: >nvisibles al o<o =mano, las bacterias se miden en Pm ?e e?ivale a 13-

" mm! 'l tamaBo de las bacterias varía dependiendo de las especies entre menos de 1

Pm y 2*3 Pm& siendo lo m8s =abital entre 1 y 13 Pm! na característica de las c$llas bacterianas es la alta proporción ?e existe entre el 8rea de la spericie y el volmen de
























la c$lla! 'sto signiica ?e poseen na gran spericie a trav$s de la cal peden entrar

ntrientes para alimentar a n pe?eBo volmen& con lo cal peden reali0ar mc=as

reacciones metabólicas y crecer r8pidamente! 4sí, por e<emplo 'sc=eric=ia coli tarda 23

mintos en dividirse mientras ?e na c$lla de mamíero en laboratorio tarda de 1" a

2) =oras!

B. 3orma: #a orma de na bacteria viene determinada por la rigide0 de s pared

cellar! #as bacterias poseen na de las tres ormas ndamentales: es$rica, cilíndrica o

espiral! #as c$llas es$ricas se denominan cocos y selen ser redondeadas an?e

peden ser ovoides o elípticas! 4 las de orma cilíndrica se las denomina bacilos! #os

extremos de estas c$llas selen ser redondeados, rectos, en orma de =so o cerno! 4

las de orma espiral o =elicoidal se las denomina espirilos y se caracteri0an por s orma

de sacacorc=os! 'xisten modiicaciones a estas tres ormas ndamentales y an?e la

mayor parte de las bacterias mantienen constante s orma, algnas especies peden

variar la orma por lo ?e se les llama pleomóricas! 4rt=robacter es n e<emplo de

pleomorismo debido a ?e s orma cambia en nción de la edad del cltivo! ;ambi$n

ex=iben pleomorismo a?ellas bacterias ?e no poseen pared cellar como es el casode los micoplasmas! Otro e<emplo son las ormas # ?e son bacterias ?e carecen de

pared cellar debido a na sitación de estr$s 9c=o?e t$rmico osmótico, antibióticos,

etc!, pero cando cesa el estr$s sinteti0an de nevo la pared cellar! Debido a ?e la

orma es n car8cter taxonómico, el pleomorismo pede indcirnos a consión ya ?e

podemos pensar ?e n cltivo est8 contaminado con otro tipo de bacterias! Ain

embargo, el pleomorismo no sele ser lo m8s recente!

C. Di#"o#ici(: Mc=as veces al mirar al microscopio se observan las c$llas nidas

nas a otras! Mientras ?e las bacterias de orma espiral 9espirilos selen ser c$llas

separadas, otras especies selen crecer en na disposición característica, disposición ?e

va a depender del plano en el ?e se realice la división cellar y si la c$lla =i<a

permanece <nto a la c$lla madre na ve0 reali0ada la división cellar! ada na de

estas disposiciones es típica de na especie particlar y pede sarse en identiicación!

Hay ?e tener en centa ?e raramente todas las c$llas de na especie se disponen

exactamente de la misma manera& por lo ?e =ay ?e tener en centa la disposición

predominante cando se estdian las bacterias!

ando n coco se divide en n plano orma n diplococo o dos c$llas <ntas

9 Neisseria! ando n coco se divide en n plano y permanece nido desp$s de varias

divisiones ormando na cadena se denomina estreptococo 9Streptococcus! Ai las

c$llas se dividen en m8s de n plano o dimensión la disposición es m8s complicada!ando n coco se divide en 8nglo recto al primer plano de división orma t$tradas o

tetracocos 9 Pediococcus! na posterior división en el tercer plano pede resltar en n

pa?ete cKbico de oc=o c$llas conocido como sarcinas 9Sarcina! Ai la división en los

tres planos es de orma irreglar se orman racimos de va 9Staphylococcus!

#os bacilos generalmente no se agrpan en disposiciones características, an?e =ay

excepciones! %or e<emplo, el bacilo de la diteria tiende a agrparse en empali0ada! #as

c$llas del g$nero Caulobacter 9bacilo ac8tico crece en roseta sobre rocas y

spericies similares! Dentro del g$nero Bacillus algnas especies orman cadenas y se

llaman estreptobacilos!



;ambi$n existen bacterias ramiicadas como son los actinomicetos y ya =emos descrito

las ormas pleomóricas!

II. 0LTRAESTR0CT0RAS BACTERIANAS

#as t$cnicas de microscopía revelan ?e na c$lla bacteriana est8 ormada por diversas

estrctras ?e ncionan con<ntamente! 4lgnas de estas estrctras se encentran

nidas a la spericie de la pared cellar, mientras ?e otras se encentran dentro de la

c$lla! 4lgnas son comnes a todas las c$llas com son el citoplasma y la membrana

citoplasm8tica& mientras ?e otras estrctras est8n presentes sólo en ciertas especies o

aparecen en determinadas condiciones ambientales!

na típica c$lla bacteriana contiene las sigientes estrctras:

1!- Glicocalix: est8 compesta de polímeros2!- %ared cellar: separa a la bacteria del medio ?e la rodea! Aele ser rígida y es de

natrale0a glKcido-lípido-proteica!

"!- %eriplasma: espacio entre la pared cellar y membrana citoplasm8tica!

)!- Membrana citoplasm8tica: separa el citoplasma de la pared cellar! 'st8 compesta

de proteínas y lípidos!

*!- itoplasma: es na solción coloidal ?e contiene elementos ncleares, inclsiones

citoplasm8ticas 9vacolas, vesíclas, etc! y ribosomas!

!- (lagelos: nacen en el citoplasma y son estrctras de locomoción! 'st8n compestos

de proteína 9lagelina!

.!- (imbrias o pili: ormaciones piliormes ?e nacen en el citoplasma! 'st8n

compestos de proteína 9pilina!

GLICOCALI/

4lgnas c$llas bacterianas est8n rodeadas por na capa de material viscoso llamada

glicocalix! 'ste glicocalix est8 compesto por polímeros de a0Kcares 9polisac8ridos! Ai

el glicocalix est8 organi0ado en na estrctra deinida y est8 nido irmemente a la

pared cellar se denomina c8psla! Ai por el contrario est8 desorgani0ado, sin na orma

deinida y no est8 irmemente nido a la pared cellar se denomina capa mcilaginosa!

Com"o#ici(: polisac8ridos y en menor proporción polip$ptidos!

3$ci(: 'xisten dierentes nciones dependiendo de la especie bacteriana:

4d=erencia: es la principal! Streptococcus mutans se ad=iere a trav$s de la c8psla a la

spericie de los dientes originando caries! Ain la c8psla el microorganismo se elimina

8cilmente con la saliva!

6esistencia a la desecación: las c8pslas poseen mc=os grpos polares ?e al retener

mol$clas de H2O protegen a la c$lla rente a la desecación!



Material de reserva!

%atogenicidad y virlencia: los nemococos sin c8psla son avirlentos!

)ARED CEL0LAR

#a pared cellar de los organismos procariotas es na estrctra rígida ?e mantiene la

orma característica de cada c$lla bacteriana! Dependiendo de las especies y de las

condiciones de cltivo, la pared cellar pede sponer desde el 13R al )3R del peso

seco de la c$lla!

Com"o#ici( 7$ímica ' "ro"iedade# de la "ared cel$lar bac!eriaa : las paredes

cellares no son estrctras =omog$neas sino ?e poseen distintas capas ?e varían

segKn el tipo de bacteria, existiendo dierencias tanto en s grosor como composición!

'stas dierencias se tili0an para identiicar y clasiicar las bacterias, así comodierenciarlas mediante la tinción de Gram!

#a pared cellar de las bacterias Gram 9- es m8s delgada 913 - 1* nm ?e la de las

Gram 9Q 923 - 2* nm! ;anto las bacterias Gram 9Q como las Gram 9- poseen n

=eteropolímero conocido como peptidoglcano o mreína, responsable de la rigide0 y

er0a mec8nica de la pared cellar, de la orma bacteriana y de la resistencia a la lisis

osmótica! 's na red bidimensional ?e rodea a la c$lla a modo de saco! 'xiste

pr8cticamente en todas las bacterias y es exclsivo de procariotas! Ai bien existen m8s

de 133 peptidoglcanos distintos, s estrctra b8sica est8 compesta por tres

componentes:

1!- +-acetilglcosamina 9+4G

2!- 4cido +-acetilmr8mico 9+4M

"!- %$ptido de ) amino8cidos o tetrap$ptido, algnos de los cales son D-amino8cidos!

%ara ormar na estrctra rígida alrededor de la c$lla, el tetrap$ptido de na cadena se

ne al de otra a trav$s de n enlace peptídico entre la D-alanina y el 8cido meso-

diaminopim$lico! 4lgnas 0onas del peptidoglcano son abiertas por en0imas

bacterianos llamados atolisinas para ?e así se pedan aBadir m8s polímeros y la c$lla

peda crecer y dividirse!

4 parte de dar orma a la c$lla bacteriana, la pared cellar sirve como barrera para

algnas sstancias impidiendo ?e penetren dentro de la c$lla y permitiendo el paso a

otras! #a importancia de la pared cellar se comprende en parte gracias a experimentos

sando en0imas ?e la degradan! #a pared cellar de na bacteria Gram 9Q se destrye

completamente con el so de estos en0imas obteni$ndose nas c$llas es$ricas

llamadas protoplastos! #a pared cellar de las Gram 9- es m8s resistente a este

tratamiento, manteniendo restos de s pared cellar originando eseroplastos! ;anto los

protoplastos como los eseroplastos se lisan si los colocamos en n medio =ipotónico!

)ared cel$lar de la# bac!eria# Gram 89:: ontiene na sola capa compesta de

peptidoglcano y 8cidos teicoicos ?e son polímeros de glicerol o ribitol osatos ?e senen al peptidoglcano o a la membrana citoplasm8tica! 4l estar cargados 9- peden



aydar en el transporte de iones 9Q!

)ared cel$lar de la# bac!eria# Gram 8:: ontiene dos capas, na membrana externa y

na capa de peptidoglcano! 'l espacio ?e existe entre la membrana citoplasm8tica y

la membrana externa se denomina espacio peripl8smico! #a capa característica de las

Gram 9- es la membrana externa ?e actKa como barrera selectiva al paso de algnassstancias! A estrctra b8sica es na bicapa lipídica ?e contiene osolípidos 9capa

interna, lipopolisac8ridos y proteínas 9capa externa! 'sta bicapa est8 nida al

peptidoglcano a trav$s de lipoproteínas! De todos estos componentes, los

lipopolisac8ridos 9#%A son característicos de las bacterias Gram 9- y sólo se

encentran en la membrana externa! #os #%A est8n compestos de tres partes nidas

covalentemente:

1!- #ípido 4, locali0ado en la parte interna& compesto por n disac8rido de

glcosamina osorilado con 8cidos grasos de cadena larga!

2!- +Kcleo polisacarídico, locali0ado en la spericie de la membrana& compesto por

a0Kcares y EDO 9@etodeoxioctónico!

"!- 4ntígeno O, locali0ado era de la membrana& compesto por polisac8ridos ?econtienen a0Kcares comnes como galactosa y otros exclsivos de bacterias como la

abecosa!

MEMBRANA CITO)LASMATICA

4proximadamente de .,* nm, est8 compesta ndamentalmente de osolípidos 923R -

"3R y proteínas 9*3R - .3R! #os osolípidos orman na bicapa donde se intercalan

las proteínas! 'n la bicapa lipídica, la parte polar solble en H2O est8 alineada =acia

aera de la bicapa y la parte no polar =acia adentro! 'stos osolípidos de la membranala =acen lída, permitiendo ?e las proteínas se mevan alrededor! #a mayor parte de

las membranas citoplasm8ticas de procariotas no contienen como ocrre en los

ecariotas esteroles tales como el colesterol por lo ?e son menos rígidas ?e las de los

ecariotas!

3$ci( de la membraa ci!o"la#m;!ica:

- 4ctKa como barrera para la mayor parte de las mol$clas solbles en H2O, siendo

mc=o m8s selectiva ?e la pared cellar!

- ontiene en0imas biosint$ticos ?e actKan en la prodcción de energía y síntesis de la

pared cellar!

- #as c$llas bacterianas no contienen org8nlos como las mitocondrias y cloroplastos

de las c$llas ecariotas& sin embargo, la membrana citoplasm8tica de mc=as bacterias

se extiende dentro del citoplasma ormando nos tKblos ?e se llaman mesosomas!

'stos mesosomas peden locali0arse cerca de la membrana citoplasm8tica o m8s

adentro en el citoplasma! 4 estos Kltimos, los mesosomas centrales, se ne el material

nclear de la c$lla y se piensa ?e intervienen en la replicación del D+4 y división

cellar! #os mesosomas peri$ricos parecen estar implicados en la secreción de ciertos

en0imas como son las penicilinasas ?e destryen la penicilina! ;ambi$n actKan como

centros con actividad respiratoria o otosint$tica ya ?e este sistema de membranas

amenta la spericie disponible para estas actividades!



AREA CITO)LASMICA

'l citoplasma es n lido ?e contiene sstancias diseltas y partíclas en sspensión

como los ribosomas! 'l /3R del citoplasma corresponde a H2O y el resto lo componen8cidos ncleicos, proteínas, carbo=idratos, lípidos, iones org8nicos, compestos de ba<o

peso moleclar y partíclas! 'n este lido espeso ocrren mc=as reacciones ?ímicas

tales como la síntesis del material cellar a partir de los ntrientes 9anabolismo!

Ribo#oma#: son nas partíclas donde tiene lgar la síntesis de proteínas! Ae encentran

tanto en procariotas como ecariotas! Ain embargo en las c$llas bacterianas al no

existir sistemas internos de membranas, los ribosomas se encentran libres en el

citoplasma o bien asociados a la parte interna de la membrana citoplasm8tica! #os

ribosomas est8n compestos de n 3R de 6+4 y n )3R de proteínas! #os ribosomas

bacterianos est8n ormados por dos sbnidades de dierente tamaBo: *3 A y "3 A ?e

con<ntamente orman el ribosoma bacteriano .3 A 9A S Avedberg nits, nidades desedimentación donde inlyen el tamaBo y la orma:

- *3 A: 6+4 2" A Q 6+4 * A Q "* proteínas

- "3 A: 6+4 1 A Q 21 proteínas

Icl$#ioe#: dierentes tipos de sstancias ?ímicas peden acmlarse y ormar

depósitos insolbles en el citoplasma:

Gl(b$lo# de #$l*$ro ?e sirven de reserva de energía para bacterias ?e oxidan el H2A!

Gr;$lo# de &ol$!ia o gr8nlos metacrom8ticos ?e son de poliosato! 4cmlan

osato cando la síntesis de 8cidos ncleicos est8 impedida! Ae tiBen de color pKrpra

con a0l de metileno y se san para identiicar ciertas bacterias!

)ol'<=idro2ib$!ira!o 9%H5 es n material lipídico ?e actKa como reserva de ente

de carbono y energía! on sdam >>> se tiBen de negro!

Gl$c(geo es n polímero de glcosa ?e se tiBe ro<o con lgol!

AREA N0CLEAR

4l contrario ?e los ecariotas, los procariotas no poseen na membrana ?e englobe al

nKcleo! 'l material nclear en na bacteria ocpa la 0ona central de la c$lla y parece

estar nido a los mesosomas! 'ste material nclear llamado ncleoide est8 ormado por

n Knico cromosoma circlar! ;ambi$n peden existir pl8smidos ?e son elementos

extracromosómicos compestos de D+4!

3LAGELOS



Aon ilamentos =elicoidales ?e se extienden desde el citoplasma a trav$s de la pared

cellar! #os lagelos son los responsables de la movilidad de las bacterias en los

lí?idos, llegando a velocidades de 133 Pm T segndo, lo ?e e?ivale a "333 veces la

longitd de s cerpo por minto! 'l gepardo, no de los animales m8s veloces,

alcan0a na velocidad m8xima de 1*33 veces la longitd de s cerpo por minto!

n lagelo consta de tres partes: cerpo basal, ganc=o y ilamento! 'l cerpo basal ?e

se encentra dentro de la c$lla est8 compesto por n cilindro central y varios anillos!

#as bacterias Gram 9- tienen 2 pares de anillos, los exteriores nidos a la pared cellar

y los interiores a la membrana citopl8smica! 'n las bacterias Gram 9Q sólo existe n

par de anillos, no est8 en la membrana citoplasm8tica y el otro en la pared cellar! #os

lagelos ncionan rotando como n sacacorc=o lo ?e permite a la bacteria moverse en

los lí?idos! #os anillos del cerpo basal, a trav$s de reacciones ?ímicas ?e consmen

energía, rotan el lagelo! 'l ilamento est8 compesto de mol$clas de na proteína

llamada lagelina!

+o todas las bacterias tienen lagelos 9son raros en los cocos pero en a?ellas ?e los poseen 9mc=os bacilos y espirilos se tili0an como criterio de clasiicación la posición

y el nKmero de lagelos:

(lagelos polares: monotricos, anitricos y lootricos

(lagelos peritricos

#as bacterias móviles se meven en na dirección otra por dierentes ra0ones! A

movimiento pede ser aleatorio, o bien acercarse o ale<arse de algo ?e =ay en s

ambiente como es bscar l0 o ale<arse del calor! ;ambi$n ex=iben ?imiotaxis ?e es

n movimiento en respesta a prodctos ?ímicos del ambiente! %or e<emplo, las

bacterias se acercan =acia niveles altos de atrayentes como son los ntrientes y se ale<an

de los niveles altos de sstancias in=ibitorias como es el exceso de sales!

3IMBRIAS O )ILI

Aon ormaciones piliormes, no =elicoidales, ?e no tienen nada ?e ver con el

movimiento! Aelen ser m8s cortos, m8s delgados y m8s nmerosos ?e los lagelos! Ai

bien srgen del citoplasma, no se conoce ?e posean estrctras de ancla<e a la c$lla!

'st8n ormados por sbnidades de na proteína llamada pilina!

Dierentes tipos de pili est8n asociados a dierentes nciones siendo las m8s conocidas

la ad=erencia a spericies y la reprodcción sexal de bacterias 9con<gación& paso de

pl8smidos a trav$s del pili de na c$lla a otra!

III. ENDOES)ORAS BACTERIANAS

4lgnas especies de bacterias prodcen ormas de resistencia llamadas esporas ?e peden sobrevivir en condiciones desavorables tales como el calor o la se?ía! 'stas



ormas son metabólicamente inactivas, pero ba<o condiciones ambientales apropiadas,

peden germinar 9comen0ar a crecer y llegar a ser c$llas vegetativas metabólicamente

activas las cales crecen y se mltiplican!

#as esporas ?e se orman dentro de la c$lla se llaman endoesporas, prodci$ndose

na por c$lla! 'xisten distintos tipos segKn s orma 9ovoides, es$ricas y locali0acióndentro de la c$lla 9centrales, sbterminales y terminales! Aon my comnes en el

g$nero lostridim y 5acills! ando na endoespora se libera de la c$lla madre o

esporangio es my resistente al calor 9varias =oras =irviendo en el caso de lostridim

botlinm! #as casas de la resistencia al calor parecen ser debidas a ?e drante la

esporlación ocrre n proceso de des=idratación por el cal se elimina la mayor parte

del H2O de la espora! 4 parte, todas las esporas contienen grandes cantidades de 8cido

dipicolínico 9D%4 ?e no se encentra en las c$llas vegetativas! 'l D%4 en orma de

dipicolinato c8lcico spone el * - 13R del peso seco de la endoespora y parece

locali0arse en la parte central de la espora!

#as endoesporas bacterianas se san como protección al contrario ?e las esporasKngicas ?e se san para reprodcción!

TEMA >. LA CEL0LA E0CARIOTICA-

ESTR0CT0RA Y 30NCION

!r. Pedro ". Mateos


4.( C'+',& "+A$E+,&

7.( PA*E! CE+%+A*

.( MEM*A)A C'T,P+A&M'CA

B.( ,*$A)%+,& CE+%+A*E& )cleo *et#culo endoplsmico Aparato de $olgi Mitocondrias

Cloroplastos

+as células eucariotas son generalmente mayores y con una estructura mscomple=a 9ue las células procariotas. +a morfolog#a de estos organismos puedeincluir apéndices; pared celular; membrana y varias estructuras internas.

CILIOS LAGELOS

4l igal ?e las bacterias, mc=as c$llas ecariotas poseen estrctras para la

locomoción denominadas cilios y lagelos! #os cilios de los ecariotas son id$nticos alos lagelos de los ecariotas en estrctra, an?e son m8s cortos y nmerosos! A











estrctra es m8s comple<a ?e la de los procariotas, est8n compestos por

microtKblos, pares ?e rodean n par central todo ello rodeado por na membrana! 'l

lagelo de los ecariotas se meve como n l8tigo al contrario de los procariotas ?e lo

=acen rotando como n sacacorc=os!

/ARED CELLAR

%lantas, algas y =ongos poseen pared cellar mientras ?e el resto de los ecariotas no

la poseen! #a pared cellar mantiene la orma cellar y previene de la presión osmótica!

#a pared cellar de las plantas, algas y =ongos son distintas y distinta a la de las

bacterias en canto a s composición y estrctra ísica! %or e<emplo, la pared cellar de

ecariotas no contiene peptidoglcano! 'n plantas est8 compesta de polisac8ridos

como la cellosa y pectina! #a de los =ongos ilamentosos contiene ?itina y cellosa y

en levadras manano! 'n las algas existe cellosa, otros polisac8ridos y carbonato

c8lcico!

MEMBRANA CITO/LASMICA

>ndependientemente de ?e la c$lla ecariota posea o no pared cellar, posee

membrana citoplasm8tica ?e rodea a la parte principal de la c$lla! #a membrana

semipermeable es na bicapa lipídica ?e posee insertadas proteínas! 4lgnas de estas

proteínas atraviesan enteramente la membrana creando poros a trav$s de los cales los

ntrientes entran dentro de la c$lla! 4 estas proteínas se las denomina permeasas!

#as dierencias existentes entre la membrana de ecariotas y procariotas son:

- #os ecariotas contienen esteroles 9ndamentalmente colesterol ?e le conieren

rigide0 a la membrana!

- 'n a?ellos ecariotas ?e no poseen pared cellar, la membrana est8 reor0ada por

microtKblos de las proteínas actina y miosina!

- #os ecariotas no locali0an los en0imas implicados en la generación de energía

metabólica en s membrana!

ORGANLOS CELLARES

Dentro de la membrana citopl8smica est8 el protoplasma ?e se divide en carioplasma y

citoplasma! 'l carioplasma es el material ?e =ay dentro de la membrana nclear,

mientras ?e el citoplasma es el material existente entre la membrana nclear y la

membrana citopl8smica! 'n el citoplasma es donde se encentran los org8nlos

cellares ?e son estrctras rodeadas de membrana ?e reali0an nciones especiales,

tales como la otosíntesis y respiración! 4l contrario ?e los procariotas, el citoplasma

de los ecariotas posee na extensa red de microtKblos y estrctras proteicas ?e

constityen el citoes?eleto de la c$lla! 'ste citoes?eleto genera la orma de la c$lla

y a trav$s de $l se meven los org8nlos en el citoplasma!

a. N?cleo



'l nKcleo de los ecariotas se caracteri0a por s membrana nclear& es na doble

membrana la cal se aseme<a a dos membranas citoplasm8ticas <ntas, ?e contiene

mc=os poros grandes a trav$s de los cales pasan sstancias como proteínas y 6+4!

+ormalmente posee orma es$rica oval! 'l nKcleo contiene la inormación =ereditaria

de la c$lla en la orma de D+4! 'n el carioplasma ?e no se est8 dividiendo el D+4

est8 combinado con proteínas como las =istonas, d8ndole na apariencia ibrilar! 'stacombinación de D+4 y proteínas se llama cromatina! Drante la división cellar la

cromatina se condensa en cromosomas!

Dentro del carioplasma se encentra el ncleolo, el cal aparece m8s oscro con el

microscopio electrónico! 4lrededor del * al 13R del ncleolo es 6+4, siendo el resto

proteína! 'sta estrctra es el lgar de síntesis del 6+4 ribosomal y de los componentes

esenciales del ribosoma! #os componentes proteicos de los ribosomas sinteti0ados en el

citoplasma entran en el nKcleo a trav$s de los poros ncleares para combinarse con el

6+4 ribosomal reci$n sinteti0ado! ;anto las proteínas como el 6+4 orman las dos

sbnidades de los ribosomas ?e salen del carioplasma a trav$s de los poros y se

convierten en ncionales en el citoplasma! #os ribosomas de ecariotas son mayores?e los de procariotas 9/3 A y .3 A respectivamente! 'sto es debido a ?e las

sbnidades de ecariotas son 3 A y )3 A 9en procariotas son *3 A y "3 A!

b. Re!íc$lo edo"l;#mico

'l retíclo endopl8smico es na red membranosa de sacos y tKblos ?e a mendo est8n

conectados a la membrana nclear y citopl8smica! 'xisten dos ormas de retíclo

endopl8smico: el rgoso y el liso! 'l rgoso posee ribosomas y el liso no! #as proteínas

sinteti0adas en el rgoso son liberadas en el citoplasma o pasan a trav$s de s

membrana dentro de los canales por donde son distribidas a distintas partes de la

c$lla! 'l retíclo endopl8smico liso est8 implicado en la síntesis de glcógeno, lípidos

y esteroides! #os canales del retíclo endopl8smico liso tambi$n sirven para la

distribción de las sstancias sinteti0adas en $l!

c. A"ara!o de Golgi

'st8 compesto de sacos membranosos ?e tienen vesíclas es$ricas en ss extremos!

(e descrito por primera ve0 por amillo Golgi en 1//! 's el centro de

empa?etamiento de las c$llas ecariotas, responsable del transporte segro de los

compestos sinteti0ados al exterior de la c$lla! 'l aparato de Golgi est8 conectado a la

membrana citoplasm8tica donde se siona y así poder excretar el contenido era de la

c$lla, proceso ?e se llama exocitosis! Otra nción es la de empa?etar ciertos

en0imas sinteti0ados en el retíclo endopl8smico rgoso en nos org8nlos llamadoslisosomas! 'stos en0imas catali0an reacciones =idrolíticas inclyendo proteasas,

ncleasas, glicosidasas, slatasas, lipasas y osatasas! 'l contenido de los lisosomas no

se excreta sino ?e permanece en el citoplasma y participa en la digestión citopl8smica

de los materiales ingeridos o absorbidos por la c$lla! 'l ?e los en0imas =idrolíticos

permane0can dentro del lisosoma protege a la c$lla de la acción lítica de estos en0imas!

'n adicción, el aparato de Golgi contiene glicosiltranserasas ?e nen mol$clas de

carbo=idrato a proteínas para ormar glicoproteínas!

d. Mi!ocodria#

's n org8nlo citopl8smico donde se generan las mol$clas de 4;% drante la

respiración aeróbica! #a membrana interna est8 my invaginada y es donde tiene lgarla conversión de energía! 4n?e las mitocondrias son org8nlos de c$llas ecariotas



se parecen a las c$llas procariotas& contienen ss propios ribosomas, ?e son .3 A, s

propio D+4 el cal es na Knica mol$cla circlar ?e contiene la inormación gen$tica

necesaria para la síntesis de n limitado nKmero de proteínas cya síntesis tiene lgar en

los propios ribosomas de las mitocondrias! (inalmente, las mitocondrias se dividen para

ormar nevas mitocondrias de orma parecida a como lo =acen los procariotas e

independientemente del nKcleo cellar& sin embargo, no se peden dividir si se sacan delcitoplasma!

e. Cloro"la#!o#

's el lgar donde ocrren las reacciones otosint$ticas, donde se tili0a la l0 como

ente de energía para convertir el O2 en a0Kcar y los 8tomos de O2 del H2O en

mol$clas de O2 gaseoso! 'l cloroplasto es na estrctra rodeada por na doble

membrana cyo interior se denomina estroma! #a membrana interna se pliega en el

estroma ormando sacos en orma de discos llamados tilacoides, los cales contienen la

cloroila y los carotenos ?e intervienen en la otosíntesis! ada con<nto de tilacoides

se llama grano! 4lgnos tilacoides se nen a otros de otro grano ormando na red! #os

cloroplastos poseen las mismas características ?e las mitocondrias 9ribosomas .3 A,D+4 circlar, isión binaria! #a similitd de las mitocondrias y los cloroplastos con los

microorganismos procariotas dió base a la teoría endosimbiótica del origen de estos

org8nlos!

TEMA @. N0TRICION MICROBIANA

!r. Pedro ". Mateos


>!- +;6>>O+ D' #OA M>6OO6G4+>AMOA

>>!- +;6>'+;'A

4.( MAC*,)%T*'E)TE&

7.( M'C*,)%T*'E)TE&

.( V'TAM')A& -,*M,)A&

B.( E+EME)T,& T*AQA '''.( PE*MEA'+'!A! T*A)&P,*TE

I.- NTRICION DE LOS MICROORGANISMOS

#a gran meta ?e tiene n microorganismo es crecer y dividirse& para ello necesita

dplicar el material ?e posee! #as c$llas tili0an elementos ?ímicos ?e provienen

del medio ambiente para transormarlos en los constityentes característicos ?e

componen dic=a c$lla! 'stos compestos ?ímicos se llaman ntrientes y el proceso por el cal na c$lla transorma estos ntrientes en ss componentes cellares se

















denomina anabolismo o biosíntesis! #a biosíntesis es n proceso ?e re?iere energía!

'sta energía se obtiene del medio ambiente! #as c$llas peden tili0ar tres tipos

distintos de entes de energía: l0, compestos org8nicos o compestos inorg8nicos!

4n?e algnos organismos obtienen s energía de la l0, la mayor parte lo =acen a

trav$s de compestos ?ímicos! ando estos compestos ?ímicos se rompen

originando compestos m8s simples se libera energía y a este proceso se le denominacatabolismo! 'l resltado colectivo de las reacciones anabólicas y catabólicas es el

metabolismo!

ando los microorganismos se separan de s =8bitat 9donde ad?ieren los ntrientes y

se cltivan en laboratorios o indstrias se deben sar medios de cltivo ?e contengan

los elementos ?ímicos necesarios para s crecimiento!

II.- NTRIENTES

#os ntrientes ?e re?iere na c$lla para s crecimiento se peden clasiicar en los

sigientes grpos:

1!- Macrontrientes: carbono, =idrógeno, oxígeno y nitrógeno!

2!- Microntrientes: ósoro, potasio, a0re, magnesio!

"!- 7itaminas y =ormonas

)!- 'lementos tra0a: 0inc, cobre, manganeso, molibdeno, cobalto!

1.- MACRONTRIENTES

Carboo! ;odos los organismos necesitan carbono en algna de ss ormas! 'l carbono

orma el es?eleto de los tres m8s importantes ntrientes 9carbo=idratos, lípidos y

proteínas ?e se tili0an para la obtención de energía así como material cellar! #os

microorganismos ?e tili0an compestos org8nicos como ente de carbono se llaman

=eterotroos y a?ellos ?e tili0an el O2 como ente de carbono se llaman

atotroos!

Hidr(geo ' O2ígeo! 'l =idrógeno y oxígeno orman parte de mc=os compestos

org8nicos! Ae encentran en el H2O, como componentes de ntrientes y en la atmósera!

4dem8s el O2 se tili0a en la respiración aeróbica como aceptor terminal de electrones!

Ni!r(geo! ;odos los organismos re?ieren nitrógeno! 'l nitrógeno es metaboli0ado y

entra a ormar parte de las proteínas, 8cidos ncleicos y polímeros de la pared cellar!

#as entes de nitrógeno ?e peden ser tili0adas por dierentes organismos inclyen

el +2 atmos$rico en algnos procariotas, otros tili0an compestos inorg8nicos como

nitratos, nitritos o sales de amonio, mientras ?e otros re?ieren compestos

nitrogenados org8nicos como son los amino8cidos o p$ptidos!

2.- MICRONTRIENTES 2c.a. @;7 g R l:



3(#*oro! 'l ósoro es esencial para la síntesis de 8cidos ncleicos y 4;%& tambi$n

orma parte de los osolípidos y polímeros de la pared cellar! 'l ósoro se sministra

normalmente como osato inorg8nico& alternativamente se pede tili0ar osato

org8nico como son los gliceroosatos y osolípidos!

)o!a#io! 'l ión potasio actKa como coen0ima y probablemente como catión en laestrctra de 6+4 y otras estrctras aniónicas cellares!

A$*re! 'l a0re es necesario para la biosíntesis de los amino8cidos cisteina, cistina y

metionina! ;ambi$n orma parte de coen0imas como biotina, coen0ima 4 y erredoxina!

'l a0re se sministra en orma inorg8nica como slato org8nica como cistina,

cisteina y metionina!

Mage#io! Ae tili0a como coactor de reacciones en0im8ticas donde actKa el 4;%!

3.- 0ITAMINAS HORMONAS

#as vitaminas se clasiican en dos grpos, =idrosolbles y liposolbles! Dentro de $stas

Kltimas la vitamina 4, D y ' no son necesarias para el crecimiento de las bacterias!

;odas las vitaminas =idrosolbles, excepto el 8cido ascórbico, son necesarias para el

crecimiento de bacterias! #a mayor parte de las vitaminas =idrosolbles son

componentes de coen0imas! 'n los medios indeinidos se tili0a como ente de

vitaminas el extracto de levadras!

4.- ELEMENTOS TRAA 2c.a. 7> mg R l:

'n general los re?erimientos de elementos tra0a se conocen sólo calitativamente ya

?e es diícil demostrar s re?erimiento debido a ?e las cantidades necesarias se

selen encontrar a mendo como contaminantes en otros constityentes del medio! Aon

necesarios para activar algnos en0imas& por e<emplo, el MoQ se necesita en la

nitrogenasa ?e es el en0ima ?e catali0a la conversión del nitrógeno atmos$rico en

amoníaco en la i<ación biológica de nitrógeno!

III.- /ERMEABILIDAD TRANS/ORTE

#a membrana citopl8smica controla el paso de los ntrientes dentro de la c$lla, así

como =acia era de la c$lla! 'xisten ) mecanismos ?e reglan el transporte de

ntrientes:

1. DI30SION )ASI,A

#as mol$clas de H2O y algnos ntrientes liposolbles pasan libremente a trav$s de la

membrana =asta e?ilibrar concentraciones! +o =ay consmo de energía!

+. DI30SION 3ACILITADA

#os ntrientes se nen a na proteína transportadora para atravesar la membrana



pasando de mayor a menor concentración! +o =ay consmo de energía!

5. TRANS)ORTE ACTI,O

#a mayor parte de los ntrientes son transportados mediante este mecanismo! 'ste

proceso permite concentrar altos niveles de ntrientes necesarios para las actividadesmetabólicas dentro de la c$lla! Hay consmo de energía! 'l 4;% distorsiona el sitio de

nión de la proteína transportadora diicltando a la mol$cla salir de la c$lla!

>. TRANS)ORTE )OR TRANSLOCACION DE GR0)O

'n este tipo la proteína transportadora es n en0ima ?e aBade n grpo osato del

8cido osoenolpirKvico al ntriente drante el transporte! 'ste ntriente alterado ya no

es capa0 de nirse a la proteína transportadora por lo ?e se acmla dentro de la c$lla!

TEMA . C0LTI,O DE LOSMICROORGANISMOS- MEDIOS DE C0LTI,O

!r. Pedro ". Mateos


'.( !'&ES, !E +,& ME!',& !E C%+T'V, 4.( Aporte de nutrientes7.( p-.( )ecesidades de gasesB.( &uministro de luz>.( Control de la temperaturaG.( ,tros re9uerimientos

''.( T'P,& !E ME!',& !E C%+T'V, 4.( Estado7.( Composición

'''.( A'&+AM'E)T, !E M'C*,,*$A)'&M,& E) C%+T'V, P%*, 4.( Métodos para aislar cultivos puros7.( Mantenimiento y preservación de cultivos puros.( Colecciones de cultivos

I.- DISE5O DE LOS MEDIOS DE CLTI0O

4 la =ora de diseBar n medio de cltivo no sólo =ay ?e tener en centa los ntrientes

sino tambi$n las condiciones ísicas ?e permitan el crecimiento de los

microorganismos!

1. A"or!e de $!rie!e#

#a cantidad y natrale0a de los ntrientes en n medio de cltivo viene determinada por

el rendimiento de n prodcto en especial adem8s de los re?erimientos ntricionales

del microorganismo!









+. "H

n microorganismo pede alterar el pH del medio de cltivo como resltado de las

sstancias prodcidas por el propio microorganismo& por e<emplo:

tili0ación de carbo=idratos ----U %rodcción de 8cidos org8nicos ----U 4cidiicación

atabolismo de proteínas ----U %rodcción de materiales nitrogenados ----U

4lcalini0ación

'stos cambios peden llegar a ser tan grandes ?e in=iban el crecimiento del

microorganismo! 'stos cambios se peden prevenir controlando el pH mediante

sistemas tampón! no de los m8s tili0ados en microbiología es la combinación de

EH2%O) y E2H%O) tamponando el medio a n pH de aproximadamente ,/!

5. Nece#idade# de ga#e#

#os gases principales ?e aectan al desarrollo microbiano son el oxígeno y el dióxido

de carbono! #as bacterias presentan na respesta amplia y variable al oxígeno libre

clasiic8ndose en catro grpos:

!.- Aero*!asF bacterias 9ue se desarrollan en presencia de o1#geno libre.!!.- Anaero*!asF bacterias 9ue se desarrollan en ausencia de o1#geno libre.!!!.- Anaero*!as $a'l&a&!vasF bacterias 9ue se desarrollan tanto enpresencia como en ausencia de o1#geno libre.

!v.- M!roaer"$!lasF bacterias 9ue crecen en presencia de pe9ue?as

cantidades de o1#geno libre.Para desarrollar bacterias aerobias se incuban los medios de cultivo en agitaciónconstante o introduciendo aire estéril en el medio.

+os anaerobios estrictos son muy sensibles al ,7 por lo 9ue se debe evitar lae1posición de estos microorganismos al ,7. &e puede obtener un ambiente deanaerobiosis por los siguientes métodosF

A.( Agregando al medio de cultivo un compuesto reductor; como es el tioglicolatosódico; para disminuir el contenido de ,7..( /uitando el ,7 por procedimientos mecnicos y reemplazndolo por )7 o C,7.C.( Mediante reacciones 9u#micas dentro del recipiente 9ue contiene el medio decultivo inoculado para combinar el o1#geno libre con otro compuesto. Por e=emploFal encender una vela se transforma el o1#geno en dió1ido de carbono.

4.- S'%!n!s&ro #e l'(

+os organismos fotosintéticos debern ser e1puestos a una fuente de iluminación ya9ue la luz es su fuente de energ#a. Esta fuente de iluminación no debe plantearproblemas de variación de temperatura; por lo 9ue suelen usarse lmparasfluorescentes con un desprendimiento m#nimo de calor.

6.- Con&rol #e la &e%pera&'ra

El desarrollo de las bacterias depende de reacciones 9u#micas; y la velocidad con9ue se efectan estas reacciones est influ#da por la temperatura; por lo 9ue la



temperatura puede en parte determinar la velocidad de crecimiento de losmicroorganismos. Cada especie microbiana posee una temperatura óptima decrecimiento clasificndose segn esto en los siguientes gruposF

!.- /s!r"$!lasF capaces de desarrollarse a @ C o menos. &u temperaturaóptima es alrededor de los 4> C.!!.- Mes"$!lasF crecen me=or entre 7> y B@ C.

!!!.- Ter%"$!lasF crecen me=or entre B> y G@ C.

7.- O&ros re8'er!%!en&os

Hal"$!lasF bacterias 9ue para su crecimiento re9uieren altas concentraciones de sal24@ ( 4>I:. &on a9uellas bacterias aisladas del mar y ciertos alimentos.

,tras bacterias; como las aisladas en las fosas marinas; re9uieren presionessuperiores a las normales.

II.- TI/OS DE MEDIOS DE CLTI0O

1. E#!ado:

A.- Me#!os l,8'!#os

B.- Me#!os s"l!#osF llevan un agente solidificante 2Agar: 9ue es unpolisacrido ac#dico producido por ciertas algas ro=as 9ue gelifica por deba=ode B> C. &e usa a una concentración del 4;>I.

C.- Me#!os se%!s"l!#osF agar a una concentración del @;I.

2.- Co%pos!!"nF

A.- Me#!os s!n&&!os o 9u#micamente definidos. +levan fuente de carbono; fuentede nitrógeno; sales 9ue suplan iones 2P; <; Mg; "e; Ca...:; otros elementos comoson estimuladores del crecimiento 2eritritol para rucella abortus: pero siempre aconcentraciones conocidas.

B.- Me#!os o%ple9os o de composición indefinida. Estos medios llevaningredientes como e1tracto de levadura; peptona; infusión de cerebro; e1tracto decarne; etc. 9ue contienen nutrientes en abundancia pero sin saber con e1actitud la

composición cualitativa ni cuantitativa de estos nutrientes.

C.- Me#!os #e enr!8'e!%!en&o. &on medios comple=os 2normalmente: conaditivos adicionales para favorecer el crecimiento de determinados microorganismos2particularmente 0eterótrofos e1igentes:. E=emploF adicción de sangre; suero oe1tractos de te=idos de animales y plantas.

D.- Me#!os sele&!vos. &on a9uellos 9ue favorecen por su dise?o el crecimientoespec#fico de un microorganismo particular 2o grupo de microorganismos:. Es degran utilidad para el aislamiento de microorganismos a partir de una poblaciónmicrobiana mi1ta. E=emploF C,7 como fuente de carbono es selectivo paraautotrofos8 adiccionando cristal violeta se in0ibe el crecimiento de los $ram 2U:8

utilizando maltosa como nica fuente de carbono sólo crecern los 9ue usenmaltosa.



E.- Me#!os #!$eren!ales. &on a9uellos destinados a facilitar la discriminación demicroorganismos de una mezcla por sus propiedades diferenciales de crecimientoen dic0os medios. E=emploF Agar sangre diferencia 0emol#ticos de no 0emol#ticos8McCon3ey diferencia lactosa 2U: de lactosa 2(:.

.- Me#!os #e %an&en!%!en&o. &uelen ser distintos a los de crecimiento óptimo

ya 9ue el crecimiento rpido y prol#fico suele ocasionar la muerte rpida de lascélulas. E=emploF al a?adir glucosa y utilizarla los microorganismos producencidos; acidificndose el medio por lo 9ue es preferible no utilizar glucosa en losmedios de mantenimiento.

III.- AISLAMIENTO DE MICROORGANISMOS EN CLTI0O /RO

n cltivo pro es a?el ormado por c$llas provenientes de na sóla inicial y por

tanto pertenecientes a la misma especie y cepa! 's na sitación artiicial ya ?e en la

+atrale0a los microorganismos se encentran ormando poblaciones mixtas y

=eterog$neas! 's n artiicio obligado para estdiar cada especie y cepa de

microorganismo en particlar!

1. M%!odo# "ara ai#lar c$l!i&o# "$ro#

i.( Técnica de siembra por estr#as en placa.

ii.( Técnica de vertido en placa.

iii.( Técnica de enri9uecimiento del cultivoF consiste en dise?ar condicionesde cultivo 9ue favorezcan espec#ficamente al microorganismo 9ue 9ueremos

aislar y 9ue se encuentra en pe9ue?as cantidades.

iv.( Técnica de las diluciones en serieF se utiliza para microorganismos cuyaproporción es mayoritaria dentro de la población mi1ta.

v.( Técnica de aislamiento de una sola célula mediante un micromanipulador.

2.- Man&en!%!en&o preserva!"n #e 'l&!vos p'ros

&e utilizan diversos procedimientos de acuerdo con las caracter#sticas y la toleranciadel microorganismo en cuestiónF

i.( *esiembra periódica en medios frescos.ii.( Preservación de cultivos con una capa de aceite mineral.iii.( +iofilización

iv.( Almacenamiento a temperaturas muy ba=as en presencia de agentesestabilizantes como glicerol o dimetilsulfó1ido. )itrógeno l#9uido 2( 46G C:.

3.- Cole!ones #e 'l&!vos +a primera colección conocida de cultivos tipo fue la de <ral en Praga246@@:.Estados %nidos 2ATCC: est en *oc3ville 2Maryland:."rancia 2C'P: est en el 'nstituto Pasteur 2Par#s:.*eino %nido 2)CC: est en )orJic0.Espa?a 2CECT: est en Valencia.Alemania 2!&M: est en !armstadt.



-olanda 2C&: est en aarn.Hapón 2'",: est en ,sa3a.

CRECIMIENTO MICROBIANO

!r. Pedro ". Mateos


'.( T'EMP, !E $E)E*AC',)

''.( C%*VA !E C*EC'M'E)T,

'''.( C*EC'M'E)T, &')C*,)'C,

'V.( C%+T'V, C,)T')%,

V.( !ETE*M')AC',) !E+ C*EC'M'E)T, M'C*,'A),

V'.( E"ECT, !E +,& "ACT,*E& AM'E)TA+E& &,*E E+ C*EC'M'E)T, • Temperatura• p-• Agua• ,1#geno

I.- TIEM/O DE GENERACION

#as principales reacciones de la síntesis cellar son reacciones de polimeri0ación,

proceso por el cal los polímeros 9macromol$clas se sinteti0an a partir de monómeros:

síntesis de D+4, 6+4 y proteínas& ?e na ve0 sinteti0adas se ensamblan ormando las

estrctras cellares tales como la envelta cellar, lagelos, ribosomas, cerpos de

inclsión, etc! 'n la mayor parte de los microorganismos este crecimiento continKa

=asta ?e las c$llas se dividen en dos nevas c$llas! 'l tiempo ?e re?iere na c$lla

para completar s ciclo es my variable y depende de actores ntricionales y gen$ticos!

'l intervalo ?e transcrre en la ormación de dos c$llas a partir de na c$lla se llama

generación y el tiempo re?erido para esto es el tiempo de generación!

C;lc$lo del !iem"o de geeraci(

;iempo de generación 9G es el tiempo re?erido para ?e na c$lla se divida o na

población se dpli?e!

t G = ----- n

&i partimos de una célula al cabo de una generación 0abr duplicado su nmero yas# sucesivamente en cada generación. Como se puede comprobar el crecimiento seproduce en progresión geométricaF















4 generación ((((((((((((( 7 células N 747 generaciones ((((((((((((( B células N 77 generaciones ((((((((((((( 5 células N 7B generaciones ((((((((((((( 4G células N 7B> generaciones ((((((((((((( 7 células N 7>

Ai partimos de + c$llas 9en microbiología los estdios se reali0an con poblaciones, an tiempo determinado 9;a tenemos n nKmero de c$llas determinadas 9+a! 'n la

primera generación se dplicar8 el nKmero de c$llas 92+a y así scesivamente de tal

manera ?e al cabo de n tiempo determinado ;b el nKmero de c$llas determinadas

ser8 +b 9+b S 2n +a donde n es el nKmero de generaciones transcrridas desde ;a

=asta ;b! 'n esta órmla 9+b S 2n +a conocemos todos los par8metros excepto el

nKmero n de generaciones transcrridas por lo ?e aplicando logaritmos ser8 posible

calclarlo! na ve0 obtenido el nKmero de generaciones n transcrridas en n tiempo t

podremos calclar el tiempo de generación G para ese microorganismo!

Ta ((((((((((((( )a4 generación ((((((((((((( 7)a N 74 )a

7 generaciones ((((((((((((( B)a N 77 )a generaciones ((((((((((((( 5)a N 7 )aB generaciones ((((((((((((( 4G)a N 7B )a> generaciones ((((((((((((( 7)a N 7> )a

n generaciones 2Tb: ((((((((((((( )b N 7n )a

)b N 7n )a

lg )b N n lg 7 U lg )a lg Nb - lg Na n = ------------------------ lg 2

lg Nb / Na n = ---------------- lg 2

Nb n = 3,3 lg -------- Na

t

G = -------------------- 3,3 lg Nb / Na

El tiempo de generación de la levadura &acc0aromyces cerevisiae es de 6@ minutosy el de la bacteria Esc0eric0ia coli es 7@ minutos. Esta bacteria tiene un crecimientomuy rpido de tal manera 9ue a partir de una sóla célula se obtienen al cabo de 50oras 25 1 G@ N B5@ minutos8 B5@ F 7@ N 7B generaciones8 77B N 7 1 4@G células:7 millones de células. Esta misma bacteria al cabo de dos d#as se 0abr#amultiplicado 0asta 7;7 1 4@B células. %na bacteria pesa apro1imadamente 4@(4> (4@(44 gramos por lo 9ue el peso de todas estas células es de apro1imadamente 7;71 4@@ gramos 9ue e9uivalen a 5 veces el peso de la Tierra.



II.- CR0A DE CRECIMIENTO

's la representación gr8ica del logaritmo del nKmero de c$llas rente al tiempo! #a

crva teórica sería na recta pes los microorganismos estarían creciendo

constantemente pero en la pr8ctica la crva presenta distintas ases:

• ase #e la&en!aF per#odo de adaptación de un microorganismo a un nuevomedio de cultivo.

• ase e:ponen!al o lo+ar,&%!aF aumento regular de la población 9ue seduplica a intervalos regulares de tiempo 2$:.

• ase es&a!onar!aF cese del crecimiento por agotamiento de nutrientes; poracumulación de productos tó1icos; etc.

• ase #e #el!na!"n o %'er&eF el nmero de células 9ue mueren esmayor 9ue el nmero de células 9ue se dividen.

+as propiedades de un microorganismo dependern de la fase de la curva en 9ue seencuentren 2la producción de antibióticos se lleva a cabo en la fase estacionaria:.

III.- CRECIMIENTO SINCRONICO

Hasta a=ora se =a descrito el modelo de crecimiento de poblaciones bacterianas! 'stos

estdios no permiten conclir nada sobre el tipo de crecimiento de las distintas c$llas

ya ?e en la mayoría de los cltivos bacterianos el tamaBo cellar est8 distribido al

a0ar! %ara obtener inormación sobre el tipo de crecimiento de las distintas bacterias

debe recrrirse a los cltivos sincrónicos, es decir, cltivos en los ?e todos losindividos de na población est8n en la misma etapa del ciclo cellar! 'sto se pede

consegir por diversas t$cnicas:

Id$cci(: cambios repetitivos de temperatra o sministrando ntrientes!

Selecci(: iltración o centrigación dierencial!

na crva de crecimiento sincrónico es del sigiente tipo: el nKmero de c$llas del

cltivo permanece aproximadamente constante drante el tiempo en el ?e las c$llas

reci$n ormadas amentan de tamaBo& lego, el nKmero de c$llas se dplica de manera

brsca!

I0.- CLTI0O CONTINO

onsiste en mantener la población microbiana en ase exponencial de crecimiento! Ae

tili0a en ermentaciones indstriales ?e re?ieren actividad metabólica m8xima! #os

sistemas de cltivo contíno peden =acerse ncionar como ?imiostatos o como

trbidostatos! 'n n ?imiostato la velocidad de l<o de entrada y salida de ntrientes

se mantiene a n valor determinado de tal manera ?e la velocidad de crecimiento del

cltivo ?eda a<stada a esa velocidad de l<o! 'n n trbidostato el sistema inclye n

dispositivo óptico ?e regla la trbide0 controlando la velocidad de l<o!



0.- DETERMINACION DEL CRECIMIENTO MICROBIANO

'l c8lclo del nKmero de c$llas ?e existen en na sspensión se pede llevar a cabo

mediante el recento cellar 9microscopía, nKmero de colonias, masa cellar 9peso

seco, medida del nitrógeno cellar, trbidimetría o actividad cellar 9grado de actividad bio?ímica en relación al tamaBo de la población! ;odos estos m$todos se clasiican en

dos apartados: m$todos directos y m$todos indirectos!

• M&o#os #!re&osF

o *ecuento del nmero de células en una cmara T0omao Peso seco celularo !eterminación de nitrógeno o de prote#nas totaleso !eterminación de !)A

• M&o#os !n#!re&osFo *ecuento de colonias en placao *ecuento sobre filtro de membranao Consumo de o1#genoo +iberación de dió1ido de carbonoo Concentración de un enzima constitutivoo !ecoloración de un coloranteo 'ncorporación de precursores radiactivoso Medida de la turbidez

0I.- EECTO DE LOS ACTORES AMBIENTALES SOBRE EL CRECIMIENTO

+o todos los microorganismos responden de la misma manera a los actores

ambientales, lo ?e para nos pede ser beneicioso para otros es per<dicial!

Tem"era!$ra

's de los actores ambientales ?e m8s inlye en el crecimiento de los

microorganismos! 4l amentar la temperatra amenta la velocidad de las reacciones

en0im8ticas =asta na cierta temperatra a la cal las proteínas, D+4 y otras

macromol$clas son sensibles y se desnatrali0an! ada microorganismo tiene na

temperatra mínima, óptima y m8xima de crecimiento! #a temperatra óptima siempreest8 m8s cerca de la temperatra m8xima ?e de la mínima!

/s!r"$!losF temperatura óptima ba=a 2Pseudomonas; Flavobacterium; Alcaligenes:Mes"$!losF temperatura óptima normal 2la mayor parte de los organismos:Ter%"$!losF temperatura óptima alta 2microorganismos aislados de reasvolcnicas:

Ter%"$!los e:&re%osF temperatura óptima muy alta 2Thermococcus celer 4@ C:

pH



!ebido a 9ue los microorganismos cambian el p- del medio cuando crecen se debea?adir un tampón en el medio para mantener el p- constante. Estos tamponesfuncionan en un rango de p- por lo 9ue se deben utilizar diferentes tamponesdependiendo del p- 9ue se 9uiera en el medio. Para p- neutros se utiliza el tampónfosfato. +os ambientes naturales tienen un rango de p- 9ue oscila entre > y 6. +osmicroorganismos 9ue crecen a p- inferiores a > se denominan a!#"$!los

2Thiobacillus p-F @;>:. +os microorganismos 9ue crecen a p- superiores a 6 sedenominan alal!n"$!los 2Bacillus p-F 44:.

A+'a

Todos los organismos re9uieren -7, para vivir. +as sustancias absorben en mayor omenor medida moléculas de -7, 9ue no estn disponibles para los organismos.Esta disponibilidad del -7, es lo 9ue se llama po&en!al #e a+'a ;a<= cuyosvalores van de @ a 4. El aJ del -7, pura es 48 el aJ de los frutos secos es @;8 elaJ de los campos de cultivo se sita entre @;6 y 4;@.

Hal"$!losF microorganismos 9ue viven en altas concentraciones de sales.Os%"$!losF microorganismos 9ue viven en altas concentraciones de

azcares.

>er"$!losF microorganismos 9ue viven en ambientes secos.

O:,+eno

• Aero*!os

o O*l!+a#os *e9uieren ,7 para crecer 274 I:o a'l&a&!vos )o re9uieren pero crecen me=or en presencia de ,7

• M!raer"$!los *e9uieren pero a niveles ms ba=os 9ue los atmosféricos 24 (

4> I:

• Anaero*!oso Aero&oleran&es )o re9uieren y crecen peor cuando el ,7 est

presenteo O*l!+a#os +a presencia de ,7 es letal

TEMA . CONTROL DE LAS )OBLACIONES

MICROBIANAS- ESTERILIACION Y

DESIN3ECCION!r. Pedro ". Mateos


Aalamanca

'.( !E"')'C',)E& C,)CEPT,&

''.( M%E*TE !E +A& P,+AC',)E& M'C*,'A)A& C%*VA& !E &%PE*V'VE)C'A

'''.( C,)!'C',)E& /%E ')"+%E) E) +A ACC',) A)T'M'C*,'A)A









'V.( A$E)TE& E&TE*'+'QA)TE& "'&'C,&4.( Altas Temperaturas A.( Esterilización por calor 0medo

• Autoclave• Tindalización• Pasteurización

.( Esterilización por calor seco• -orno Pasteur• 'ncineración

7.( a=as Temperaturas

.( *adiaciones A.( *adiaciones ionizantes.( *adiaciones no ionizantes

B.( "iltración A.( "iltros de membrana.( "iltros -EPA>.( !esecaciónV.( A$E)TE& E&TE*'+'QA)TE& /%'M'C,& 4.( ,1ido de etileno7.( $lutaralde0idoV'.( !E&')"ECTA)TE& A)T'&EPT'C,& A.( 'norgnicos 4.( Metales7.( Acidos y lcalis.( Compuestos inorgnicos o1idantesB.( -alógenos.( ,rgnicos 4.( Alco0oles7.( "enol y compuestos fenólicosV''.( EVA+%AC',) !E +A ACT'V'!A! A)T'M'C*,'A)A !E +,& !E&')"ECTA)TE& A)T'&EPT'C,& 4.( Técnica de dilución en tubo7.( Técnica de la placa de agar.( Técnica del coeficiente fenólico

I.- DEINICIONES CONCE/TOS

E#!eriliaci(: eliminación de toda orma de vida, inclídas las esporas!

De#i*ecci(: proceso de destrir los agentes inecciosos!

A!i#e"#ia: operaciones o t$cnicas encaminadas a crear n ambiente ?e impida el

desarrollo de los microorganismos e inclso peda matarlos!

A#e"#ia: t$cnicas empleadas para impedir el acceso de microorganismos al campo de

traba<o!

A!ibio#i#: enómeno biológico en el ?e existe na detención o destrcción delcrecimiento microbiano debido a sstancias prodcidas por otro ser vivo!



























A!imicrobiao#: sstancias ?e matan o in=iben el crecimiento de los

microorganismos 9antibacterianos, antiKngicos, etc!!

Microbicida#: sstancias ?e matan las ormas vegetativas, pero no necesariamente las

esporas de n microorganismo 9bactericida, ngicida, etc!!

Microbio#!;!ico#: sstancias ?e in=iben el crecimiento de microorganismos

9bacteriost8ticos, ngist8ticos, etc!!

A!i#%"!ico#: se reiere a sstancias ?e se aplican sobre el cerpo!

De#i*ec!a!e#: se reiere a sstancias empleadas sobre ob<etos inanimados!

Age!e# !era"%$!ico#: antimicrobianos empleados en el tratamiento de inecciones!

Age!e# 7$imio!era"%$!ico#: sstancias ?ímicas empleadas en el tratamiento de

enermedades inecciosas o enermedades casadas por la prolieración de c$llasmalignas!

A!ibi(!ico#: sstancias prodcidas por n ser vivo ?e se oponen a la vida de otro ser

vivo!

II.- MERTE DE LAS /OBLACIONES MICROBIANAS CR0AS DES/ER0I0ENCIA

Cri!erio de m$er!e de $ microorgai#mo: p$rdida irreversible de la capacidad dereprodcción en n medio adecado! %ara poder determinar la eicacia antimicrobiana

9la merte de los microorganismos se tili0an t$cnicas ?e descbran a los

sobrevivientes es decir, a los capaces de reprodcirse& ya ?e los incapaces de

reprodcirse est8n mertos! 'sto se determina generalmente mediante m$todos

cantitativos de siembra en placa en los ?e los spervivientes se detectan por?e

orman colonias!

ando na población microbiana se expone a n agente letal, la cin$tica de la merte

es casi siempre exponencial ya ?e el nKmero de spervivientes disminye de orma

geom$trica con el tiempo! Ai representamos gr8icamente el logaritmo del nKmero de

spervivientes rente al tiempo se obtiene na línea recta cya pendiente negativa deinela tasa de mortalidad! 'sta tasa de mortalidad nos dice sólamente ?e racción de la

población inicial sobrevive a n determinado período de tratamiento! %ara determinar el

nKmero real de sobrevivientes es necesario conocer adem8s el tamaBo inicial de la

población! De acerdo con esto, para establecer los procedimientos de esterili0ación =ay

?e tener en consideración dos actores: la tasa de mortalidad y el tamaBo de la

población inicial! 'n la pr8ctica de la esterili0ación la población microbiana ?e =a de

ser destrida es mixta! omo los microorganismos diieren ampliamente en s

resistencia a los agentes letales, los actores ?e se =acen signiicativos son el tamaBo

de la población inicial y la tasa de mortalidad de los miembros m8s resistentes de la

población mixta! %ara asegrar la iabilidad de los m$todos de esterili0ación se tili0an

sspensiones de esporas de resistencia conocida! #os procedimientos rtinarios de



esterili0ación se diseBan siempre de orma ?e proporcionen n amplio margen de

segridad!

III.- CONDICIONES )E INLEN EN LA ACCION ANTIMICROBIANA

Tem"era!$ra: a mayor temperatra mayor acción!

Ti"o de microorgai#mo: las c$llas vegetativas en desarrollo son mc=o m8s

ssceptibles ?e las esporas!

E#!ado *i#iol(gico de la# c%l$la#: las c$llas <óvenes son m8s vlnerables ?e las

vie<as!

Ambie!e:

• El calor es ms eficaz en un medio cido 9ue en uno alcalino.• +a consistencia del material; acuoso o viscoso; influye marcadamente en la

penetración del agente.• +as concentraciones altas de carbo0idratos aumentan; por lo general; la

resistencia térmica de los organismos.• +a presencia de materia orgnica e1tra?a reduce notablemente la eficacia de

los agentes 9u#micos antimicrobianos por inactivar éstos o proteger almicroorganismo.

I0.- AGENTES ESTERILIANTES ISICOS1.- Al&as Te%pera&'ras

#a alta temperatra combinada con n alto grado de =medad es no de los m$todos

m8s eectivos para destrir microorganismos! Hay ?e distingir entre calor =Kmedo y

calor seco! 'l =Kmedo mata los microorganismos por?e coagla ss proteínas siendo

m8s r8pido y eectivo ?e el calor seco ?e los destrye al oxidar ss constityentes

?ímicos! #a acción letal del calor es na relación de temperatra y tiempo aectada por

mc=as condiciones! %or e<emplo, las esporas de lostridim botlinm son destridas

en ) a 23 mintos a 123N en calor =Kmedo, mientras ?e se necesitan alrededor de 2

=oras de exposición al calor seco para obtener los mismos resltados!

A. E#!eriliaci( "or calor =?medo: 9se tili0a para solciones acosas

A$!ocla&e: 'l calor en la orma de vapor a satración y a presión es el agente m8s

pr8ctico para esterili0ar ya ?e el vapor a presión proporciona temperatras speriores a

las ?e se obtienen por ebllición! 'l aparato tili0ado se llama atoclave 9na olla ?e

regla la presión interna y el tiempo! #os atoclaves de laboratorio se emplean

generalmente a na presión de vapor de na atmósera por encima de la presión

atmos$rica lo cal corresponde a na temperatra de 123N ! 'l tiempo de exposición

depende del volmen del lí?ido, de tal manera ?e para volKmenes pe?eBos 9=asta

nos " litros se tili0an 23 mintos a 123N & si los volKmenes son mayores debe

alargarse el tiempo de tratamiento! 4lgnos materiales no se deben esterili0ar en elatoclave! Astancias ?e no se me0clan con el aga no peden ser alcan0adas por el



vapor sobreviviendo los microorganismos ?e contengan! Otras sstancias se alteran o

son destridas por tratamientos prolongados de calor emple8ndose en estos casos otros

m$todos de esterili0ación!

Tidaliaci(: Ae tili0a cando las sstancias ?ímicas no peden calentarse por

encima de 133N sin ?e reslten daBadas! onsiste en el calentamiento del material de/3 a 133N =asta 1 =ora drante " días con scesivos períodos de incbación! #as

esporas resistentes germinar8n drante los períodos de incbación y en la sigiente

exposición al calor las c$llas vegetativas son destridas!

)a#!e$riaci(: #a lec=e, nata y ciertas bebidas alco=ólicas 9cerve0a y vino se

someten a tratamientos de calor controlado ?e sólo matan a ciertos tipos de

microorganismos pero no a todos! #a lec=e pasteri0ada no es est$ril! #a temperatra

seleccionada para la pasteri0ación se basa en el tiempo t$rmico mortal de

microorganismos patógenos 9es el tiempo m8s corto necesario para matar na

sspensión de bacterias a na temperatra determinada! Mycobacterim tberclosis es

de los microorganismos patógenos m8s resistentes al calor ?e pede transmitirse por lalec=e crda y se destrye en 1* mintos a 3N ! %osteriormente se descbrió ?e

oxiella brnetti, agente casal de la iebre V, se encentra a veces en la lec=e y es m8s

resistente al calor ?e Mycobacterim tberclosis por lo ?e la pasteri0ación de la

lec=e se reali0a a 2,/N drante "3 mintos o a na temperatra ligeramente sperior,

.1,.N drante 1* segndos 9(las=-%asteri0ación!

B. E#!eriliaci( "or calor #eco: 9se tili0a para materiales sólidos estables al calor

Horo )a#!e$r: 'l calor seco se tili0a principalmente para esterili0ar material de

vidrio y otros materiales sólidos estables al calor! 'l aparato ?e se emplea es el =orno

%aster! %ara el material de vidrio de laboratorio se consideran sicientes dos =oras de

exposición a 13N !

Icieraci(: #a destrcción de los microorganismos por incineración es na pr8ctica

rtinaria en los laboratorios! #as asas de siembra se calientan a la llama de mec=eros

5nsen! #a incineración tambi$n se tili0a en la eliminación de residos =ospitalarios!

2.- Ba9as Te%pera&'ras

'n general, el metabolismo de las bacterias est8 in=ibido a temperatras por deba<o de

3N ! Ain embargo estas temperatras no matan a los microorganismos sino ?e pedenconservarlos drante largos períodos de tiempo! 'sta circnstancia es aprovec=ada por

los microbiólogos para conservar los microorganismos indeinidamente! #os cltivos de

microorganismos se conservan congelados a -.3N o inclso me<or en tan?es de

nitrógeno lí?ido a -1N !

3.- Ra#!a!ones

A. Radiacioe# ioia!e#

Ra'o# gamma: #as radiaciones gamma tienen mc=a energía y son emitidas por ciertosisótopos radiactivos como es el o3 pero son diíciles de controlar ya ?e este isótopo



emite constantemente los rayos gamma en todas direcciones! 'stos rayos gamma

peden penetrar los materiales por lo ?e n prodcto se pede empa?etar primero y

desp$s esterili0ar!

Ra'o# ca!(dico# 96adiación con =a0 de electrones: Ae san para esterili0ar material

?irKrgico, medicamentos y otros materiales! na venta<a es ?e el material se pedeesterili0ar desp$s de empacado 9ya ?e $stas radiaciones penetran las envoltras y a la

temperatra ambiente!

B. Radiacioe# o ioia!e#

L$ $l!ra&iole!a: #a porción ltravioleta del espectro inclye todas las radiaciones

desde 1* a "3 nm! #as longitdes de onda alrededor de 2* nm son las ?e tienen

mayor eicacia como bactericidas 9233 - 2* nm! Ae san para redcir la población

microbiana en ?iróanos, cartos de llenado as$pticos en la indstria armac$tica y

para tratar spericies contaminadas en la indstria de alimentos y lec=e! #a l0 7

tiene poca capacidad para penetrar la materia por lo ?e sólo los microorganismos ?ese encentran en la spericie de los ob<etos ?e se exponen directamente a la acción de

la l0 7 son ssceptibles de ser destrídos!

4.- !l&ra!"n

4lgnos materiales como los lí?idos biológicos 9sero de animales, solciones de

en0imas, algnas vitaminas y antibióticos son termol8biles! Otros agentes ísicos como

las radiaciones son per<diciales para estos materiales e impr8cticos para esterili0arlos,

por lo ?e se recrre a la iltración a trav$s de iltros capaces de retener los

microorganismos! #os microorganismos ?edan retenidos en parte por el pe?eBotamaBo de los poros del iltro y en parte por adsorción a las paredes del poro drante s

paso a trav$s del iltro debido a la carga el$ctrica del iltro y de los microorganismos!

Debido al pe?eBo tamaBo de los virs, nnca es posible tener certe0a de ?e, por los

m$todos de iltración ?e de<an libre de bacterias na solción, se van a eliminar

tambi$n los virs!

A. 3il!ro# de membraa

#os iltros de membranas son discos de $steres de cellosa con poros tan pe?eBos ?e

previenen el paso de los microorganismos! 'xisten distintos tipos de iltro dependiendo

del tamaBo de poro! 'stos iltros son desec=ables! 4dem8s de tili0arse en laesterili0ación de lí?idos se san en el an8lisis microbiológico de agas ya ?e

concentran los microorganismos existentes en grandes volKmenes de aga!

B. 3il!ro# HE)A

n iltro H'%4 9Hig= 'iciency %articlate 4ir est8 compesto por plieges de acetato

de cellosa ?e retienen las partíclas 9inclídos los microorganismos del aire ?e sale

de na campana de l<o laminar!

6.- Desea!"n



#a desecación de las c$llas vegetativas microbianas parali0a s actividad metabólica!

'ste proceso ísico se tili0aba ampliamente antes del desarrollo de la rerigeración! 'l

tiempo de spervivencia de los microorganismos desp$s de desecados depende de

mc=os actores, entre ellos la especie microbiana! 'n general, los cocos Gram 9- son

m8s ssceptibles a la desecación ?e los cocos Gram 9Q! #as endoesporas bacterianas

son my resistentes a la desecación pdiendo permanecer viables indeinidamente!

0.- AGENTES ESTERILIANTES )IMICOS

1. O2ido de e!ileo: 'l re?erimiento esencial para n agente ?ímico esterili0ante es

?e sea vol8til así como tóxico para los microorganismos, de manera ?e peda ser

8cilmente eliminado del ob<eto esterili0ado desp$s del tratamiento! +ormalmente se

tili0a el óxido de etileno, n lí?ido ?e =ierve a 13,.N ! Ae sa en la indstria para la

esterili0ación de placas %etri, <eringas y otros ob<etos de pl8stico ?e se nden a

temperatras speriores a los 133N ! Debido a s alto poder de penetración estos

ob<etos se empa?etan primero y desp$s se esterili0an! 'l óxido de etileno actKainactivando en0imas y otras proteínas ?e contienen grpos slidrilos 96-AH mediante

na reacción llamada al?ilación 96-A-H2H2O-H!

+. Gl$!aralde=ido: na solción acosa al 2R presenta na amplia actividad

antimicrobiana! 's eectivo rente a virs, c$llas vegetativas y esporas de bacterias y

=ongos! Ae sa en medicina para esterili0ar instrmentos rológicos y ópticos!

0I.- DESINECTANTES ANTISE/TICOS

E#!eriliaci(: es el proceso de destrcción de todas las ormas de vida microbiana!

De#i*ecci(: es el proceso de destrcción de los agentes inecciosos!

De#i*ec!a!e#: son a?ellas sstancias ?ímicas ?e matan las ormas vegetativas y no

necesariamente las ormas de resistencia de los microorganismos patógenos! Ae reiere a

sstancias empleadas sobre ob<etos inanimados!

A!i#%"!ico#: son a?ellas sstancias ?ímicas ?e previenen el crecimiento o acción

de los microorganismos ya sea destry$ndolos o in=ibiendo s crecimiento y actividad!

Ae reiere a sstancias ?e se aplican sobre el cerpo!

A.- INORGANICOS

1. Me!ale#: #os m8s eectivos son el mercrio, plata ,cobre y 0inc! 4ctKan inactivando

las proteínas cellares al combinarse con ellas! 'ntre los compestos de merc$rio ?e

se emplean como antis$pticos en =eridas spericiales de la piel y mcosas est8n el

mercrocromo 9mercromina y el mertiolato! 'ntre los compestos de "la!a tili0ados

como antis$pticos est8 el nitrato de plata 94g+O" ?e en solción al 1R se =a tili0ado

para prevenir inecciones gonocócicas en los o<os de los reci$n nacidos an?e

actalmente se est8 reempla0ando por antibióticos como la penicilina! 'ntre los

compestos de cobre se encentra el slato de cobre 9AO) ?e se tili0a comoalgicida en los recipientes abiertos ?e contienen aga! ;ambi$n es ngicida por lo ?e



se tili0a para controlar las inecciones Kngicas de plantas 9Me0cla 5ordolesa! #os

compestos de ic tambi$n son ngicidas por lo ?e se tili0an para tratar el pi$ de

atleta!

+. Acido# ' ;lcali#: 4ctKan alterando la permeabilidad y coaglando las proteínas! 'n

general los 8cidos son m8s eicaces ?e los 8lcalis! Dentro de estos compestos seencentran el #$l*?rico 9H2AO), í!rico 9H+O", =idr(2ido #(dico 9+aOH e

=idr(2ido "o!;#ico 9EOH! ;ienen aplicación limitada debido a s natrale0a c8stica

y corrosiva! 4Kn así el +aOH se tili0a en la indstria del vino para limpiar las cbas de

madera!

5. Com"$e#!o# iorg;ico# o2ida!e#: actKan oxidando los componentes de la

membrana y en0imas! 'l ag$a o2igeada 9H2O2 al R 923 volKmenes se tili0a como

antis$ptico en pe?eBas =eridas de la piel!

>. Hal(geo#: #os =alógenos especialmente el cloro y el iodo son componentes de

mc=os antimicrobianos! #os =alógenos son agentes ertemente oxidantes por lo ?eson altamente reactivos y destrctivos para los componentes vitales de las c$llas

microbianas!

Cloro: #a merte de los microorganismos por acción del cloro se debe en parte a la

combinación directa del cloro con las proteínas de las membranas cellares y los

en0imas! 4sí mismo en presencia de aga desprende oxígeno naciente 9O ?e oxida la

materia org8nica:

Cl7 U -7, (((((((((((((((( -Cl U -Cl, 2cido 0ipocloroso:

-Cl, (((((((((((((((( -Cl U , 2o1#geno naciente:

'l gas cloro liciicado se tili0a en la desinección del aga de bebida y piscinas! 'l

=ipoclorito sódico 9le<ía al 1R se pede tili0ar como desinectante dom$stico!

Iodo: 'l mecanismo mediante el cal el iodo e<erce s acción antimicrobiana es debido

a s acción oxidante! 4dem8s la =abilidad ?e tiene el iodo para combinarse con el

amino8cido tirosina reslta en la inactivación de en0imas y otras proteínas! 'l iodo se

pede tili0ar como antis$ptico ba<o dos ormas: i: !i!$ra de iodo, es na solción

alco=ólica 9tintra de iodo 9>2 m8s iodro pot8sico 9E> o iodro sódico 9+a>! ii:

iod(*oros, son me0clas de iodo 9>2 con compestos ?e actKan como agentes

transportadores y solbili0adores del iodo! %or e<emplo, la povidona iodada 95etadinees n comple<o de iodo y polivinil pirrolidona 9%7%! #os iodóoros tienen la venta<a de

?e no tiBen la piel! #as preparaciones de iodo se tili0an principalmente para

desinectar la piel así como en la desinección de pe?eBas cantidades de aga! #os

vapores de iodo se tili0an a veces para desinectar el aire!

B.- ORGANICOS

1. Alco=ole#: 'l alco=ol metílico 91 es menos bactericida ?e el etílico 92 y

adem8s es altamente tóxico! Hay n amento en el poder bactericida a medida ?e

amenta la longitd de la cadena carbonada& pero como los alco=oles con pesomoleclar sperior al del propílico 9" no se me0clan en todas las proporciones con el



aga, no se selen tili0ar como desinectantes! #os alco=oles actKan desnatrali0ando

las proteínas, disolviendo las capas lipídicas y como agentes des=idratantes! 'l e!aol al

R se sa como antis$ptico de la piel y como desinectante en los termómetros

clínicos orales y algnos instrmentos ?irKrgicos!

+. 3eol ' com"$e#!o# *e(lico#: na solción acosa al *R de *eol matar8pidamente a las c$llas vegetativas de los microorganismos! Ain embargo, las esporas

son mc=o m8s resistentes al enol! Debido a ?e el enol es tóxico y tiene n olor

desagradable ya casi no se sa como desinectante o antis$ptico, siendo reempla0ado

por com"$e#!o# *e(lico# ?e son sstancias derivadas del enol menos tóxicas y m8s

activas rente a los microorganismos! #ysol es na me0cla de compestos enólicos ?e

se tili0a para desinectar ob<etos inanimados como los selos, paredes y spericies! 'l

enol y compestos enólicos actKan alterando la permeabilidad de la membrana

citopl8smica así como desnatrali0ando proteínas!

0II.- E0ALACION DE LA ACTI0IDAD ANTIMICROBIANA DE LOSDESINECTANTES ANTISE/TICOS

1. T%cica de dil$ci( e !$bo: %rimero se reali0an dierentes dilciones del agente

?ímico! 'l mismo volmen de cada dilción se dispensa en tbos est$riles! 4 cada tbo

se le aBade la misma cantidad de na sspensión del microorganismo tili0ado como

preba! 4 determinados intervalos de tiempo se transiere na alícota de cada tbo a

otro tbo ?e contenga medio de cltivo! 'stos tbos inoclados se incban a la

temperatra óptima de crecimiento del microorganismo tili0ado como preba drante

2) a )/ =oras! 4l cabo de este tiempo se examina el crecimiento del microorganismo

mediante la aparición de trbide0 en el tbo 9crecimiento Q o asencia de trbide0

9crecimiento -! 4?ellos tbos ?e presenten crecimiento negativo indican la dilción ala cal ese agente ?ímico mata al microorganismo tili0ado como preba cando este

microorganismo es expesto al agente ?ímico drante ese período de tiempo!

+. T%cica de la "laca de agar: Ae inocla na placa ?e contenga medio de cltivo

sólido con el microorganismo tili0ado como preba! 'l agente ?ímico se coloca en el

centro de la placa, bien dentro de n cilindro o impregnado en n disco de papel! 4l

cabo de 2) a )/ =oras se observan 0onas de in=ibición 9crecimiento - alrededor del

agente ?ímico! na modiicación de esta t$cnica es la incorporación del agente

?ímico en el medio de cltivo antes de verterlo sobre la placa! na ve0 solidiicado se

inocla con el microorganismo tili0ado como preba, se incba y se examina el

crecimiento microbiano!

5. T%cica del coe*icie!e *e(lico: 's na t$cnica estandari0ada ?e se tili0a para

comparar el poder desinectante de n agente ?ímico rente al del enol! 's na

modiicación de la t$cnica de dilción en tbo tal como se describe a continación: 8i:

Ae prepara na serie de tbos conteniendo cada no * ml de dierentes dilciones del

desinectante! 8ii: 4 la ve0 se prepara na segnda serie de tbos ?e contengan

dierentes dilciones de enol! 8iii: ada tbo de las dos series se inocla con 3,* ml de

n cltivo de 2) =oras del microorganismo tili0ado como preba 9cepas especíicas de

Salmonella typhi o Staphylococcus aureus! 8i&: 4 los *, 13 y 1* mintos se recoge na

alícota de cada tbo ?e se inocla en otro tbo ?e contenga medio de cltivo est$ril!

8&: 'stos tbos inoclados se incban drante 2) a )/ =oras y se observa el crecimiento

del microorganismo 9aparición de trbide0! 8&i: #a mayor dilción del desinectante



?e mate a los microorganismos en 13 mintos pero no los mate en * mintos se divide

por la dilción mayor de enol ?e d$ los mismos resltados! 'l nKmero obtenido es el

coeiciente enólico de ese desinectante!

TEMA . METABOLISMO MICROBIANO

!r. Pedro ". Mateos


Aalamanca

'.( C,)CEPT, !E META,+'&M,

''.( C+A&'"'CAC',) !E +,& ,*$A)'&M,& &E$%) &% "%E)TE !E CA*,), E)E*$'A

'''.( +A E)E*$'A E+ P,!E* *E!%CT,* E) E+ META,+'&M, M'C*,'A),FPAPE+ !E+ ATP !E +,& P'*'!') )%C+E,T'!,&

'V.( MECA)'&M,& !E ,TE)C',) !E ATP4.( "osforilación a nivel de sustrato7.( "osforilación o1idativa 2Transporte de electrones:

I.- CONCE/TO DE METABOLISMO

'l t$rmino metabolismo se tili0a cando nos reerimos a todos los procesos ?ímicos

?e tienen lgar dentro de na c$lla! #os elementos ?ímicos b8sicos ?e tili0a nac$lla provienen del medio ambiente y estos elementos ?ímicos son transormados por

la c$lla en los constityentes característicos ?e componen dic=a c$lla! 'stos

compestos ?ímicos se llaman ntrientes y el proceso por el cal na c$lla transorma

estos ntrientes en ss componentes cellares se denomina anabolismo o biosíntesis! #a

biosíntesis es n proceso ?e re?iere energía! 'sta energía se obtiene del medio

ambiente! #as c$llas peden tili0ar " tipos distintos de ente de energía: l0,

compestos org8nicos y compestos inorg8nicos! 4n?e algnos organismos obtienen

s energía de la l0, la mayor parte lo =acen a trav$s de compestos ?ímicos! ando

estos compestos ?ímicos se rompen originando compestos m8s simples se libera

energía! 'ste proceso se denomina catabolismo! #as c$llas tambi$n necesitan energía

para otras nciones cellares como es la motilidad 9movimiento cellar y transporte dentrientes! omo =emos visto existen dos procesos b8sicos de transormaciones

?ímicas en las c$llas: anabolismo y catabolismo! 'l resltado colectivo de las

reacciones anabólicas y catabólicas es el metabolismo!

II.- CLASIICACION DE LOS ORGANISMOS SEGN S ENTE DE CARBONO ENERGIA

FUENTE DE ENERGIA FUENTE DE CARBONO

FOTOTROFOS LUZ

QUIIOTROFOS QUIICAAUTOTROFOS CO2



















!ETEROTROFOS CO"UESTOS ORGANICOS

FUENTE DE ENERGIA FUENTE DE CARBONO

FOTOAUTOTROFOS LUZ CO2FOTO!ETEROTROFOS LUZ CO"UESTOS ORGANICOS

QUIIOAUTOTROFOS QUIICA CO2QUIIO!ETEROTROFOS QUIICA CO"UESTOS ORGANICOS

o&oa'&o&ro$osFVegetales; algas; bacterias fotosintéticas.o&o?e&ero&ro$osF acterias)'!%!oa'&o&ro$osF acterias.)'!%!o?e&ero&ro$osF Animales; Protozoos; bacterias.

III.- LA ENERGIA EL /ODER REDCTOR EN EL METABOLISMOMICROBIANO@ /A/EL DEL AT/ DE LOS /IRIDIN NCLEOTIDOS

#a energía ?ímica es la energía liberada cando n compesto org8nico o inorg8nico

es oxidado! 'n biología las nidades de energía m8s sadas son la @ilocaloría 9Ecal y el

@ilo<lio 9EJ! 1 Ecal S )!1/) EJ! #a tili0ación de energía ?ímica en los organismos

vivos est8 implicada con las reacciones de oxidación-redcción, llamadas 6'DOI ya

?e por cada oxidación ?e ocrre tiene ?e =aber na redcción! na oxidación se

deine como la eliminación de electrones de na sstancia y na redcción se deine

como la adición de electrones a na sstancia! 'n bio?ímica, las oxidaciones y

redcciones recentemente conllevan no sólo la transerencia de electrones, sino de

8tomos enteros de =idrógeno!

#a energía liberada como resltado de las reacciones redox debe de conservarse para ser tili0ada por la c$lla! 'n los organismos vivos, la energía ?ímica liberada en las

reacciones redox se transiere normalmente a na variedad de compestos osato en la

orma de enlaces osato de alta energía! 'l compesto m8s importante en los

organismos vivos ?e contiene enlaces osato de alta energía es el adenosín triosato

94;%! 'l 4;% contiene 2 enlaces osato de alta energía! Ae pede considerar ?e el

4;% tiene por ob<eto LatraparL na parte de la energía libre ?e ?eda disponible en las

reacciones catabólicas e implsar reacciones biosint$ticas al activar ciertos metabolitos

intermediarios de la biosíntesis!

4dem8s del 4;%, existen otros compestos de alta energía ?e activan intermediarios

metabólicos y así implsan ciertas reacciones de biosíntesis:

Co#$%&'to' (& alta &n&)g*a Ca%'a a+ta+.n &n la bo'*nt&'' (&

G%anna, U)(na ")ot&*na', "&$t(ogl+ano, Gl%+.g&noCt(na Fo'0ol*$(o'D&'o1t#(na L$o$ol'a+)(o'A+&tl +o&n#a A A+(o' g)a'o'

a 0emos dic0o 9ue cuando ocurre una o1idación tiene 9ue 0aber una reducción; esdecir una sustancia 9ue acepte los electrones eliminados. En la mayor parte de loscasos; cada etapa de o1idación de un metabolito implica la eliminación de dos

electrones y; por ello; la pérdida simultnea de dos protones8 esto e9uivale a laeliminación de dos tomos de 0idrógeno y se denomina des0idrogenación.'nversamente; la reducción de un metabolito implica la adicción de dos electrones y



de dos protones y se considera una 0idrogenación. +os compuestos 9ue con msfrecuencia llevan a cabo o1idaciones y reducciones biológicas 2es decir; 9ue sirvencomo aceptores de tomos de 0idrógeno liberados en las reacciones dedes0idrogenación y como donadores de tomos de 0idrógeno re9ueridos para lasreacciones de 0idrogenación: son dos pirid#n nucleótidosF nicotinamida aden#ndinucleótido 2)A!: y nicotinamida aden#n dinucleótido fosfato 2)A!P:. Estos dos

pirid#n nucleótidos pueden fcilmente sufrir o1idaciones y reducciones reversiblesen el grupo nicotinamida. +a o1idación(reducción reversible del )A! y del )A!Ppuede simbolizarse as#F

NAD4 4 2! -----5 NAD! 4 !4o1(a(o )&(%+(o

NAD"4 4 2! -----5 NAD"! 4 !4

I0.- MECANISMOS DE OBTENCION DE AT/

'n el metabolismo, el 4;% se genera por dos mecanismos bio?ímicos

ndamentalmente dierentes: (osorilación a nivel de sstrato y osorilación oxidativa!

1. 3o#*orilaci( a i&el de #$#!ra!o: Mediante la osorilación a nivel de sstrato, el

4;% se orma a partir de 4D% por transerencia de n grpo osato de alta energía de

n intermediario de na rta catabólica! #a sigiente reacción sirve de e<emplo:

4cido 2 osoglic$rico -----U 4cido osoenolpirKvico Q 4D% -----U 4cido pirKvico Q

4;%

omo consecencia de la p$rdida de na mol$cla de H2O, el enlace $ster de ba<a

energía del osato del 8cido 2-osoglic$rico se convierte en n enlace enólico de alta

energía en el 8cido osoenolpirKvico! 'ste osato de alta energía pede lego ser

transerido al 4D% con lo ?e se prodce na mol$cla de 4;%!

+. 3o#*orilaci( o2ida!i&a 8Tra#"or!e de elec!roe#:: 'n los dierentes modos de

metabolismo microbiano, inclyendo la respiración y la otosíntesis, el 4;% se genera

por transporte de electrones a trav$s de na cadena de mol$clas transportadoras ?e

tienen na orientación i<ada en la membrana cellar! #os componentes de la cadena son

mol$clas transportadoras capaces de srir oxidaciones y redcciones de modo

reversible de tal manera ?e cada miembro de la cadena es capa0 de ser redcido por la

mol$cla transportadora ?e le precede y oxidado por la ?e le sige!

'n la cadena de transporte de electrones algnos miembros transportan 8tomos de=idrógeno 9n electrón m8s n protón, mientras ?e otros transportan sólamente n

electrón! #a orientación de los transportadores en la membrana cellar es tal ?e los

transportadores de 8tomos de =idrógeno reali0an el transporte =acia era de la c$lla y

los transportadores de electrones lo reali0an =acia el interior con lo ?e en cada

conlencia se transporta era de la c$lla n protón! #a membrana cellar es

impermeable a los protones& como resltado, el transporte de electrones retiene na

porción de energía ?ímica liberada por la reacción global de la cadena 9oxidación del

donador primario de electrones por el aceptor terminal de electrones! 'sta energía se

tili0a en los sistemas de permeasas, movilidad cellar por lagelos y en la síntesis de

4;% a partir de 4D% y osato inorg8nico! 'sta síntesis de 4;% est8 catali0ada por n

en0ima comple<o nido a la membrana la 4;% oso=idrolasa 94;%asa! #a osorilaciónoxidativa se pede explicar aplicando el símil de la generación de energía el$ctrica a



trav$s de aga embalsada! #a membrana actKa como na presa ?e retiene el aga 9en

este caso los protones ?e se transportan era de la c$lla a trav$s de la cadena

transportadora de electrones& en el momento ?e se abren las compertas 94;%asa este

aga liberada 9protones meve la trbina 94;%asa ?e genera energía el$ctrica

9síntesis de 4;% a partir de 4D% y osato inorg8nico!

TEMA 1F. MICROORGANISMOS

HETEROTRO3OS

!r. Pedro ". Mateos


>- M'4+>AMOA D' O5;'+>O+ D' '+'6G>4 %O6 M>6OO6G4+>AMOA

V>M>OH';'6O;6O(OA

1!- (ermentación

*esultados de la fermentación de la glucosa El efecto Pasteur

7.( *espiración aeróbica *eacciones anapleróticas Ciclo del glio1ilato alance energético de la respiración aeróbica

I.- MECANISMOS DE OBTENCION DE ENERGIA /OR MICROORGANISMOS)IMIOHETEROTROOS

omo ya =emos dic=o, los organismos ?imio=eterotroos son a?ellos ?e tili0an

compestos org8nicos como ente de carbono y energía! 'stos organismos son los

animales, proto0oos, =ongos y casi todas las bacterias! #as vías tili0adas por los

?imio=eterotroos para la oxidación de compestos org8nicos y la conservación de la

energía en 4;% se peden dividir en dos grpos:

1. 3erme!aci(- cando las reacciones redox ocrren en asencia de cal?ier

aceptor terminal de electrones!

+. Re#"iraci(: cando se tili0a el oxígeno moleclar o algKn otro agente oxidante

como aceptor terminal de electrones! 4eróbica: oxígeno& 4naeróbica: +itrato, Alato,

(marato, Oxido de ;rimetilamina!

1.- ERMENTACION

'xisten mc=os tipos de ermentaciones pero en todas ellas sólo ocrre na oxidación

parcial de los 8tomos de carbono del compesto org8nico y por lo tanto sólo se prodce











na pe?eBa parte de la energía disponible!

#a oxidación en na ermentación est8 acoplada a la redcción de n compesto

org8nico generado a partir del catabolismo del sstrato inicial, por lo ?e no son

necesarios aceptores externos de electrones! 'l 4;% en la ermentación se prodce a

partir de la osorilación a nivel de sstrato! omo consecencia de la no participaciónde n aceptor externo de electrones, el sstrato org8nico experimenta na serie de

reacciones oxidativas y redctoras e?ilibradas& los piridín ncleótidos redcidos en n

paso del proceso son oxidados en otro! 'ste principio general se ilstra en dos

ermentaciones: la ermentación alco=ólica 9típica del metabolismo anaeróbico de la

glcosa por levadras y la ermentación =omol8ctica 9típica del metabolismo de

algnas bacterias l8cticas! 4mbos procesos ermentativos tili0an la rta 'mbden-

Meyer=o: las dos mol$clas de +4D redcidas por esta rta se reoxidan en reacciones

?e implican n lterior metabolismo del pirvato! 'n el caso de la ermentación

=omol8ctica, esta oxidación ocrre como consecencia directa de la redcción del 8cido

pirKvico a 8cido l8ctico! 'n el caso de la ermentación alco=ólica, el 8cido pirKvico se

descarboxila primero para ormar acetalde=ído y la reoxidación del +4DH ocrre en paralelo con la redcción del acetalde=ído para ormar etanol!

#as bacterias peden prodcir prodctos ermentativos inales distintos al 8cido l8ctico

y al etanol debido a las dierencias en el metabolismo del 8cido pirKvico! 'stos

prodctos inales peden ser 8cido órmico, 2," btanodiol, isopropanol, 8cido btírico,

btanol! #a mayor parte de las ermentaciones bacterianas peden originar varios

prodctos inales, pero ningna ermentación da lgar a todos los prodctos inales!

Re#$l!ado# de la *erme!aci( de la gl$co#a! 'l resltado inal de la glicolisis es el

consmo de glcosa, la síntesis de 2 4;% y la prodcción de prodctos de ermentación!

%ara el organismo el prodcto m8s importante es el 4;% y los prodctos de la

ermentación son prodctos de desec=o! Ain embargo, estos prodctos son my

importantes para el cervecero, panadero, ?esero! #a ermentación anaeróbica de

glcosa por levadras prodce etanol ?e es el prodcto principal de las bebidas

alco=ólicas, y la prodcción de 8cido l8ctico es el paso inicial en la prodcción de

prodctos l8cteos ermentados inclyendo el ?eso! %ara los panaderos, la prodcción

de O2 por la ermentación de levadras es el paso esencial en el espon<amiento del

pan!

El e*ec!o )a#!e$r se prodce en microorganismos capaces de reali0ar metabolismo

ermentador y respiración aerobia 9anaerobios acltativos! 'n presencia de O2 tili0anla respiración aeróbica, pero peden emplear la ermentación si no =ay O2 libre en s

medio ambiente! %aster $ el primero en observar ?e el a0Kcar es convertido en

alco=ol y O2 por levadras en asencia de aire, y ?e en presencia de aire se orma

my poco o nada de alco=ol, siendo el O2 el principal prodcto inal de esta reacción

aeróbica! 'ste eecto indica el mayor rendimiento energ$tico de la respiración sobre la

ermentación!

2.- RES/IRACION AEROBICA 2*utas de utilización del piruvato por aerobios:

#a glcosa, tanto en el metabolismo respiratorio como en el ermentativo, se transorma

en 8cido pirKvico por na de las sigientes rtas:



a 'mbden-Meyer=o 9ecariotas y procariotas

b %entosa osato 9ecariotas y procariotas

c 'ntner Dodoro 9sólo en ciertos procariotas como alternativa a la rta 'mbden-

Meyer=o

'n la mayor parte de los aerobios, el pirvato sre na descarboxilación oxidativacatali0ada por n sistema en0im8tico llamado comple<o pirvato des=idrogenasa ?e

prodce acetil-coen0ima 4 9acetil-o4! 'l acetil-o4 es n metabolito precrsor ?e

pede entrar en rtas biosint$ticas& alternativamente, pede ser oxidado completamente

a O2 a trav$s de na rta conocida como ciclo de Erebs o ciclo de los 8cidos

tricarboxílicos 9;4! 'ste ciclo es la principal vía de generación de 4;% en los

=eterotroos aeróbicos 9por paso de electrones a trav$s de na cadena transportadora de

electrones desde los piridín ncleótidos redcidos! 'l ciclo ;4 genera adem8s tres

metabolitos precrsores, a-cetogltarato, sccinil-o4 y oxalacetato! 'l ciclo ;4

eectKa la oxidación completa de na mol$cla de 8cido ac$tico a O2, prodce tres

mol$clas de piridín ncleótidos redcidos, na mol$cla de 4;% y na mol$cla de

(4D redcido 9lavoproteína ?e cede electrones a na cadena de transporteindependiente de piridín ncleótidos!

Reaccioe# aa"ler(!ica#! 'l ciclo ;4, adem8s de oxidar el acetil o4 9dentro del

ciclo genera metabolitos precrsores ?e son tili0ados en la biosíntesis 9era del

ciclo, por lo ?e re?iere n aporte de 8cido oxalac$tico ?e reponga el tili0ado en la

síntesis de los metabolitos precrsores! 'stas reacciones de síntesis de oxalac$tico se

denominan anapleróticas y ndamentalmente consisten en reacciones ?e carboxilan el

pirvato o el osoenolpirvato para obtener oxalacetato! omo resltado, el carbono

procedente del pirvato entra en el ciclo por dos rtas: vía acetil-o4 y vía pirvato o

osoenolpirvato!

Ciclo del glio2ila!o! Drante la oxidación de 8cido ac$tico o 8cidos grasos ?e se

convierten en acetil-o4 sin la ormación intermedia de pirvato, ocrre na

modiicación especial del ciclo ;4 conocida como ciclo del glioxilato! 5a<o estas

circnstancias no pede generarse oxalacetato a partir de pirvato o osoenolpirvato

9anapleróticas ya ?e en los microorganismos aeróbicos no existe n mecanismo ?e

sintetice pirvato a partir de acetato! 'l oxalacetato re?erido para la oxidación del

acetato se repone mediante la oxidación de sccinato y malato, ?e se prodce por na

secencia de dos reacciones! 'n la primera reacción el isocitrato, ?e es n

intermediario normal del ciclo ;4, se rompe para dar sccinato y glioxilato! 'n la

segnda reacción el acetil-o4 se condensa con el glioxilato para ormar malato, el precrsor inmediato del oxalacetato! 4sí, el ciclo del glioxilato actKa como na

secencia anaplerótica ?e permite el ncionamiento normal del ciclo ;4!

Balace eerg%!ico de la re#"iraci( aer(bica! 'l ;4 prodce la completa oxidación

del 8cido pirKvico en " mol$clas de O2 con la prodcción de ) mol$clas de +4DH

y na mol$cla de (4DH! 'l +4DH y (4DH peden ser reoxidados a trav$s del

sistema de transporte de electrones originando " mol$clas de 4;% por +4DH y 2

mol$clas de 4;% por (4DH! ;ambi$n se prodce na mol$cla de 4;% por

osorilación a nivel de sstrato en la oxidación de a-cetogltarato a sccinato! 'n total

sman 1* mol$clas de 4;% por ciclo! omo por cada mol$cla de glcosa se originan

2 mol$clas de 8cido pirKvico, en total serían "3 mol$clas de 4;%! 4 estos =ay ?eaBadir las 2 mol$clas de 4;% ormadas en la glicolisis y los 2 +4DH ?e en presencia



de O2 peden ser reoxidados en el transporte de electrones originando mol$clas de

4;%! 'n total son "/ 4;% por cada mol$cla de glcosa ?e contrastan con los 2 4;%

prodcidos en la ermentación!

TEMA 11. MICROORGANISMOS A0TOTRO3OS

!r. Pedro ". Mateos


Aalamanca

'.( MECA)'&M,& !E ,TE)C',) !E E)E*$'A P,* M'C*,,*$A)'&M,&A%T,T*,",&4.( &#ntesis de metabolitos precursoresF Ciclo de Calvin(enson

7.( &#ntesis de ATP y pirid#n nucleótidos reducidosA.( /uimioautotrofos

.( "otoautotrofos• "otos#ntesis o1igénica• "otos#ntesis ano1igénica

I.- MECANISMOS DE OBTENCION DE ENERGIA /OR MICROORGANISMOS

ATOTROOS

4 dierencia de lo ?e ocrre en los =eterotroos las reacciones de mantenimiento de los

atotroos, ?e obtienen s carbono cellar del O2, tienen lgar en dos ases

bio?ímicas distintas:

4.( &#ntesis de metabolitos precursores

7.( &#ntesis de ATP y pirid#n nucleótidos reducidos

1.- S,n&es!s #e %e&a*ol!&os pre'rsores@ C!lo #e Calv!n-Benson

'ste ciclo es compartido por la mayoría de los otoatotroos y los ?imioatotroos! #a

mayor parte de los atotroos 9an?e =ay excepciones i<an el O2 mediante na

reacción catali0ada por el en0ima riblosa diosato carboxilasa ?e convierte la

riblosa 1,*-diosato en 8cido "-osoglic$rico, a partir del cal se sinteti0an todos los

metabolitos precrsores! Ain embargo, la i<ación de O2 depende de la disponibilidad

de riblosa diosato! %or consigiente, parte del 8cido osoglic$rico debe de tili0arse

para regenerar este aceptor de O2 96iblosa diosato! 'l ciclo de alvin-5enson

pede dividirse en " ases:

4.( "i=ación de C,77.( *educción del C,7 fi=ado















.( *egeneración del aceptor de C,7

El ciclo de Calvin(enson; en lugar de producir ATP y reducir pirid#n nucleótidos; losconsume. En los autotrofos tales compuestos se sintetizan por otros mecanismos.

2.- S,n&es!s #e AT/ p!r!#,n n'le"&!#os re#'!#os

A.- )'!%!oa'&o&ro$os

#os ?imioatotroos obtienen 4;% y poder redctor mediante la oxidación de

compestos inorg8nicos! #os sbstratos ?e peden servir como ente de energía son

H2, O, H"+, +O2-, (e2Q y compestos redcidos de a0re 9H2A, A, A2O"-! 'n este

tipo de metabolismo respiratorio, los electrones de estos compestos pasan a trav$s de

na cadena de transporte de electrones ?e genera 4;% por el modo ?e opera en los

=eterotroos 9osorilación oxidativa! 'l aceptor terminal de electrones de la cadena delos ?imioatotroos es normalmente el O2! 4lgnos de estos sbstratos inorg8nicos

9H2 y O son agentes redctores sicientemente potentes como para redcir

directamente a los piridín ncleótidos, pero otros no lo son! 'stos agentes redctores

d$biles 9+O2- y (e2Q redcen los piridín ncleótidos por n proceso llamado

!ra#"or!e i&er#o de elec!roe#& en el cal parte de la er0a motora de protones

generada en el ncionamiento de la cadena normal de transporte de electrones se tili0a

para implsar electrones en na dirección inversa, ?e de otro modo sería

termodin8micamente desavorable, a trav$s de otra cadena ?e ne el sstrato

inorg8nico con los piridín ncleótidos oxidados ?e resltan por ello redcidos!

B.- o&oa'&o&ro$os

#os otoatotroos obtienen 4;% y poder redctor mediante la otoosorilación, proceso

por el ?e los organismos ototroos convierten la energía radiante de la l0 en energía

metabólica y poder redctor! 'xisten dos tipos de otosíntesis, la oxig$nica y la

anoxig$nica!

3o!o#í!e#i# o2ig%ica: #a generación de 4;% y poder redctor se lleva a cabo en dos

centros de reacción oto?ímica dierentes llamados otosistema > 9%A> y otosistema >>

9%A>>, los cales contienen cloroila y se locali0an en las membranas de los tilacoides!

'stos dos otosistemas actKan de na manera con<nta en cianobacterias, algas y plantas! i: ando la l0 es absorbida por las mol$clas de cloroila existentes en el %A>,

$stas mol$clas de cloroila se otoactivan lo ?e les permite oxidarse! #os electrones

eliminados de las mol$clas de cloroila del %A> son aceptados por el +4D%

redci$ndose a +4D%H2! ;odo esto de<a a las mol$clas de cloroila del %A>

temporalmente deicientes en electrones lo ?e les coniere na carga positiva! ii: De la

misma manera, la l0 absorbida por las mol$clas de cloroila existentes en el %A>>

provoca ?e n electrón sea eliminado de cada mol$cla! 'stos electrones pasan a trav$s

de n sistema transportador de electrones =asta ?e llegan al %A> donde son aceptados

por las mol$clas de cloroila deicientes en electrones ?e se redcen! 'ste sistema

transportador de electrones es parecido al descrito en la osorilación oxidativa,

tili08ndose la energía liberada para la síntesis de 4;%! #a dierencia radica en ?e eldonador primario de electrones es la cloroila del %A>> y el aceptor terminal de



electrones es la cloroila del %A> 9+4DH2 y O2 respectivamente en la osorilación

oxidativa! iii: 'n este pnto la cloroila del %A>> es deiciente en electrones! Ain

embargo, esta cloroila es n erte agente oxidante ?e obtiene los electrones

necesarios para redcirse de las mol$clas de H2O! 'sta oxidación del H2O genera

oxígeno gaseoso! #as cianobacterias, algas y plantas son organismos ?e generan

oxígeno mediante la otosíntesis oxig$nica, siendo los responsables de la prodcciónmayoritaria del oxígeno ?e existe en la atmósera terrestre! #a atmósera de la

primitiva ;ierra no contenía oxígeno =asta ?e se desarrollaron las cianobacterias =ace

entre 1333 y "333 millones de aBos! 'l desarrollo de los organismos aerobios sólo $

posible desp$s de ?e se acmlaran en la atmósera apreciables cantidades de O2

9generado mediante la otosíntesis oxig$nica de las cianobacterias!

3o!o#í!e#i# ao2ig%ica: #os ototroos anoxig$nicos convierten la energía de la l0

en energía ?ímica necesaria para el crecimiento& sin embargo, y al contrario ?e las

plantas, algas y cianobacterias en este proceso de transormación de la energía no se

prodce oxígeno y por ello se le llama otosíntesis anoxig$nica! Otra dierencia es ?e

los ototroos anoxig$nicos contienen n tipo de clroila, bacteriocloroila, dierente a lacloroila de las plantas! 'stas bacterias contienen adem8s carotenoides, pigmentos

encargados de la absorción de la energía de la l0 y posterior transmisión a la

bacteriocloroila! 'l color de estos pigmentos son los ?e le dan el nombre a estas

bacterias: bacterias ro<as y bacterias verdes! 'n las cianobacterias estos pigmentos

captadores de l0 son las icobilinas, de a=í s nombre: bacterias a0les

9cianobacterias! 'n las bacterias ro<as y bacterias verdes sólo existe n otosistema, de

tal manera ?e la energía absorbida de la l0 se tili0a para transportar n electrón

desde la cloroila a la cadena de transporte de electrones ?e inalmente cede el electrón

a la misma cloroila! 'n esta cadena de transporte de electrones se genera la energía

necesaria para sinteti0ar 4;%! Ain embargo, el transporte de electrones es cíclico 9el

donador primario de electrones y el aceptor terminal de electrones es la misma cloroila

no existiendo por lo tanto redcción de +4D% a +4D%H! 'sta redcción se lleva a

cabo mediante transporte inverso de electrones gracias a los electrones donados por el

=idrógeno gaseoso 9H2 o el slro de =idrógeno 9H2A! 'n cal?ier caso nnca se

prodce O2!

TEMA 1+. BIOSINTESIS

!r. Pedro ". Mateos

Departamento de Microbiología y Gen$tica! (acltad de (armacia! niversidad deAalamanca

'.( ',&')TE&'& 4.( &ustancias nitrogenadas

A.( Prote#nas

.( Acidos nucleicos7.( Carbo0idratos

.( +#pidos











I.- BIOSINTESIS

#a c$lla es na excelente Lindstria ?ímicaL encargada de ensamblar las intrincadas

mol$clas de la vida! Mc=as de estas sstancias ?ímicas LabricadasL por las c$llas

son tan comple<as ?e todavía no =an podido ser sinteti0adas artiicialmente por los?ímicos en el laboratorio! Ain embargo, las bacterias peden sinteti0arlas a partir de los

ntrientes y a temperatra ambiente! 'stas sstancias son:

1.- S's&an!as n!&ro+ena#as; incluyendo prote#nas 2como son losenzimas: y cidos nucleicos 2!)A y *)A:.

2.- Car*o?!#ra&os; donde se incluyen polisacridos comple=os como es laparte correspondiente del peptidoglucano de la pared celular.

3.- os$ol,p!#os; los cuales son componentes importantes de la membrana

citoplsmica.

1.- SSTANCIAS NITROGENADAS

A. )ro!eía#

'l 8cido glt8mico es el amino8cido m8s importante a partir del cal las bacterias

sinteti0an otros amino8cidos! 'n Escherichia coli el 8cido glt8mico se obtiene por

redcción aminada del 8cido a-cetoglt8rico! 'ste 8cido glt8mico se pede transormar

en otros amino8cidos por dos mecanismos:

Tra#amiaci(: el grpo amino del 8cido glt8mico se intercambia por n 8tomo deoxígeno de diversos 8cidos org8nicos convirti$ndolos en amino8cidos! %or e<emplo, la

síntesis de alanina a partir de la transaminación del 8cido pirKvico:

4cido glt8mico 9-+H2 Q 4cido pirKvico 9SO --------U 4cido a-cetoglt8rico 9SO Q

4lanina 9-+H2

Al!eraci( de la e#!r$c!$ra molec$lar: la otra vía por la cal el 8cido glt8mico se

tili0a para sinteti0ar otros amino8cidos es alterando s estrctra moleclar! 'stos

cambios estrctrales re?ieren energía en orma de 4;%! n e<emplo es la síntesis de

prolina:

4cido glt8mico Q 4;% Q +4DH2 --------U Aemialde=ido del 8cido glt8mico Q 4D% Q

% Q +4D --------U H2O Q %irrolina-*-8cido carboxílico Q +4D%H2 --------U %rolina Q

+4D

na ve0 sinteti0ados, estos amino8cidos deben activarse para así poder ser tili0ados en

la síntesis de proteínas! #as c$llas activan los amino8cidos sando la energía del 4;%

de la sigiente manera:

Aminocido U ATP (((((((( Aminocido(AMP U Pirofosfato

#a síntesis de proteínas se ver8 en capítlos posteriores!



B. Acido# $cleico#

#os amino8cidos son tili0ados tambi$n por las c$llas para sinteti0ar ncleótidos

9blo?es constityentes de los 8cidos ncleicos! 'xisten dos tipos de ncleótidos segKn

el a0Kcar ?e contengan:

R!*on'le"&!#osF ribosa8 s#ntesis de *)ADeo:!r!*on'le"&!#osF deo1iribosa8 s#ntesis de !)A

Estos nucleótidos también se clasifican en dos grupos segn la base nitrogenada9ue contenganF/'r!nasF adenina o guanina/!r!%!#!nasF citosina; timina o uraciloEn la bios#ntesis de las purinas se re9uieren los aminocidos glicina; asprtico yglutamina adems de energ#a en forma de ATP y $TP 2guanosina trifosfato:. En labios#ntesis de las pirimidinas se re9uieren los aminocidos glutamina y cidoasprtico as# como energ#a en forma de ATP. En ambos casos la ribosa fosfato se

obtiene a partir de glucosa.

%na vez 9ue se 0an sintetizado los nucleótidos; éstos se activan por ATP. En esteproceso el nucleótido; 9ue ya contiene un grupo fosfato; ad9uiere otros dos gruposfosfato. Por e=emplo; la guanosina monofosfato se activa a guanosina trifosfatoF

$MP U 7 ATP (((((((( $TP U 7 A!P

'l 4;%, adem8s de ser na mol$cla ?e intercambia energía, es la orma activa de n

ncleótido, la adenosina monoosato 94M%, ?e se tili0a para sinteti0ar 8cidos

ncleicos!

#a biosíntesis de D+4 y 6+4 a partir de los ncleótidos activados la veremos en

capítlos posteriores!

2.- CARBOHIDRATOS

#os microorganismos sinteti0an carbo=idratos mediante dierentes mecanismos segKn

sean atotroos 9O2 o =eterotroos 9compestos org8nicos como la glcosa a partir

de los cales obtienen los dierentes monosac8ridos! 'stos monosac8ridos deben ser

activados para poder ser ensamblados en los polisac8ridos correspondientes! %or

e<emplo, la orma activada de la glcosa es ridin diosato glcosa 9D%-Glcosa y la

ente de energía sada es 4;% y ;%:

$lucosa U ATP U %TP (((((((( %!P($lucosa U A!P U Pirofosfato

Bio#í!e#i# del "e"!idogl$cao de la "ared cel$lar: #a síntesis de los polisac8ridos

bacterianos se pede ilstrar mediante la biosíntesis del peptidoglcano! Ai bien este

peptidoglcano est8 locali0ado en la pared cellar, la mayoría de la energía tili0ada en

este proceso biosint$tico se consme dentro de la c$lla! #os distintos pasos

involcrados en este proceso se smari0an en:

;!= A partir de glucosa y utilizando ATP y %TP se obtiene )(acetilglucosamina(%!P2)A$(%!P:.

;!!= Algunas de estas moléculas de )A$(%!P se utilizan para obtener )(



acetilmurmico(%!P 2)AM(%!P:. +a energ#a re9uerida en este paso se obtiene apartir del fosfoenolpirvico.

;!!!= A cada molécula de )AM(%!P se le unen > aminocidos para formar unacadena pentapept#dica. +a adición de cada aminocido re9uiere energ#a en forma deATP.

;!v= El grupo %!P del )AM(pentapéptido(%!P se reemplaza por un l#pido llamadol#pido transportador.

;v= A este )AM(pentapéptido(l#pido transportador se le une una molécula de )A$(%!P para formar una unidad completa activada 9ue se insertar en la cadena depeptidoglucano.

;v!= Esta unidad completa activada se transporta; con la ayuda del l#pidotransportador; a través de la membrana 0acia la pared celular.

;v!!= %na vez en la pared celular; esta unidad completa activada se une a una

cadena de peptidoglucano alargndose esta cadena en una unidad.

;v!!!= El ltimo paso es la unión de esta cadena a otras cadenas para formar lamalla del peptidoglucano 9ue constituye la estructura de la pared celular. Esta uniónse inicia con la eliminación del 9uinto aminocido de la cadena pentapept#dica;reacción catalizada por el enzima transpeptidasa. +a rotura de este enlace liberaenerg#a 9ue es utilizada por la transpeptidasa para unir los tetrapéptidos de doscadenas distintas 2el tercer aminocido de una con el cuarto aminocido de otra:.

3.- LI/IDOS

#os lípidos m8s importantes de las c$llas bacterianas son los osolípidos ?e, <ntocon las proteínas, orman la estrctra de la membrana citopl8smica! #a vía general por

la cal los microorganismos sinteti0an *o#*olí"ido# comien0a a partir de glcosa 9

?e a trav$s de la glcolisis se oxida originando dos mol$clas de 8cido pirKvico 9"

?e a s ve0 se descarboxila a acetil-o4 92& este ace!ilCoA pede carboxilarse para

ormar maloilCoA 9"! 'sta Kltima reacción consme energía en orma de 4;%:

Acetil(CoA U C,7 U ATP (((((((( Malonil(CoA U A!P U P

'l acetil-o4 y malonil-o4 son las ormas activas del 8cido ac$tico y malónico

respectivamente las cales se tili0an para sinteti0ar ;cido# gra#o# de cadena larga:

92 4cetil-o4 Q 9" Malonil-o4 --------U 4cetil-proteína Q Malonil-proteína

--------U 9) 5tiril-proteína Q O2 --------U Q Malonil-proteína --------U 9-proteína

Q O2 --------U Q Malonil-proteína --------U --------U --------U --------U --------U 91 ó

1/-proteína Q O2

na ve0 ormados los 8cidos grasos de cadena larga, $stos se tili0an para sinteti0ar los

osolípidos! %ara ello se necesita adem8s glicerol *o#*a!o, compesto ?e se obtiene

por redcción de la di=idroxiacetona osato ?e es n intermediario en la glcolisis! 4

cada mol$cla de glicerol osato se le nen dos mol$clas de 8cidos grasos de cadena

larga para ormar na mol$cla de ;cido *o#*a!ídico ?e es n osolípido sencillo a

partir del cal se sinteti0an otros *o#*olí"ido# mediante la nión de otros grpos?ímicos al grpo osato! %or e<emplo, el amino8cido serina se pede adiccionar al



8cido osatídico para ormar *o#*a!idil#eria! #a energía ?e se re?iere en esta

reacción se obtiene a partir de la citidina triosato 9;%:

Acido fosfat#dico U CTP U &erina (((((((( "osfatidilserina U CMP U Pirofosfato

TEMA 1. RELACION H0ES)ED )ARASITO.

3ACTORES DE )ATOGENICIDAD

MICROBIANA

!r. Pedro ". Mateos

!epartamento de Microbiolog#a y $enética. "acultad de "armacia. %niversidad de

&alamanca

I. RELACION H0ES)ED )ARASITO

II. MICROBIOTA NORMAL DEL C0ER)O H0MANO

1.- Or!+en #e la %!ro*!o&a

2.- D!s&r!*'!"n #e la %!ro*!o&a nor%al en el 'erpo ?'%ano

San+re $l'!#os orporales &e9!#os /!el O9os Tra&o resp!ra&or!o Boa Tra&o +as&ro!n&es&!nal Tra&o +en!&o'r!nar!o

3.- E$e&o #e la %!ro*!o&a so*re el 'erpo ?'%ano

III.- ACTORES DE /ATOGENICIDAD MICROBIANA

1.- /'er&a #e en&ra#a

2.- Ta%ao #el !n"'lo

3.- Mean!s%os #e !nvas!"n es&a*le!%!en&o #el pa&"+eno

A#?es!"n

a&ores #e v!r'len!a

En(!%as e:&rael'lares To:!nas *a&er!anas

a&ores an&!$a+o,&!os





















I.- RELACION HES/ED - /ARASITO

#a mayor parte de los microorganismos ?e =abitan en el cerpo =mano lo =acen

por?e se beneician de los ntrientes y del =8bitat protegido ?e este cerpo =mano

les provee! %ero desde el pnto de vista del cerpo =mano esta relación pede ser

mtalismo, comensalismo o parasitismo, segKn sea beneiciosa, netral o per<dicial,respectivamente! >ndependientemente del tipo de relación, todas comien0an con el

contacto, algnos microorganismos se establecen permanentemente coloni08ndolo

9microbiota normal, otros desaparecen r8pidamente 9transentes y otros invaden los

te<idos! 'ste contacto con los microorganismos condce a la inección, condición en la

cal el microorganismo patógeno elde las deensas del =$sped, penetra en los te<idos

y se mltiplica! ando los eectos acmlativos de la inección daBan los te<idos se

prodce na enermedad inecciosa! #a relación =$sped - par8sito comien0a con el

contacto, progresa a la inección y inali0a en enermedad! ando n microorganismo

potencialmente ineccioso est8 presente en el cerpo sin invadirlo todavía se le

denomina contaminante, por lo ?e estar contaminado no es lo mismo ?e estar

inectado ya ?e no todas las contaminaciones acaban en inección y no todas lasinecciones acaban en enermedad! De =ec=o, la contaminación sin inección y la

inección sin enermedad es la regla!

1!- ontacto con el microorganismo:

1!1!- oloni0ación 9microbiota

1!2!- 'liminación por las deensas del =$sped, lavado o antisepsia 9transente

1!"!- ontaminación

1!"!1!- >nección

1!"!1!1!- Destrcción por el sistema inmne

1!"!1!2!- %ortadores

1!"!1!"!- 'nermedad

1!"!1!"!1!- ra por acción del sistema inmne

1!"!1!"!2!- %ortador

1!"!1!"!"!- Disnción de órganos o te<idos 9Morbilidad

1!"!1!"!)!- Mortalidad

II.- MICROBIOTA NORMAL DEL CER/O HMANO

'l cerpo =mano debido a ?e mantiene relativamente estables s pH, temperatra y

n aporte constante de ntrientes, provee n =8bitat avorable para na gran cantidad de

microorganismos! De =ec=o es tan avorable ?e c$lla a c$lla en el cerpo =mano

existen 13 veces m8s c$llas de microorganismos ?e =manas! 'sta gran me0cla de

microorganismos adaptada al cerpo =mano recibe el nombre de microlora, an?e el

t$rmino m8s preciso es el de microbiota! 'sta microbiota inclye bacterias, =ongos y

proto0oos!

1.- Or!+en #e la %!ro*!o&a

Antes del nacimiento un feto 0umano sano est libre de microorganismos. El primer



encuentro del recién nacido con los microorganismos es en el canal del parto yespecialmente en la vagina. El recién nacido ad9uiere los microorganismos porcontacto superficial; tragando o in0alando. Posteriormente los ad9uiere a través delos ob=etos y personas 9ue le cuidan 2lec0e artificialF coliformes; lactobacilos;enterococos8 lec0e maternaF ifidobacterium:. Cada parte del cuerpo 0umano; consus condiciones ambientales especiales; tiene su propia mezcla de

microorganismos. Por e=emplo; la cavidad oral ad9uiere una población naturaldiferente a la de los intestinos. En un corto per#odo de tiempo 2erupción de losdientes e introducción de alimentos sólidos: el ni?o tendr el mismo tipo general demicrobiota 9ue una persona adulta 9ue viva en el mismo ambiente. +a naturalezade esta microbiota va a depender de factores tales como la frecuencia de lavados;dieta; prcticas 0igiénicas y condiciones de vida.

2.- D!s&r!*'!"n #e la %!ro*!o&a nor%al en el 'erpo ?'%ano

San+re $l'!#os orporales &e9!#os

En individuos sanos la sangre; fluidos corporales y te=idos estn libres demicroorganismos.

/!el+a epidermis =unto con la dermis forman una barrera frente a muc0osmicroorganismos debido a 9ue son impermeables a éstos; por lo 9ue a la piel se ladenomina la primera l#nea de defensa. +a constante e1posición de la piel al medioambiente implica 9ue en ésta e1istan muc0os microorganismos transeuntes. &inembargo la superficie de la piel es 0ostil a la supervivencia y crecimiento demuc0as bacterias debido a su se9uedad; ba=o p- 2(>: y sustancias in0ibitorias2lisozima 9ue destruye el peptidoglucano:. A pesar de estos factores algunasbacterias pueden sobrevivir en la piel; crecer y formar la microbiota normal ya 9ue

las glndulas sudor#paras y sebceas e1cretan agua; aminocidos; urea; sales ycidos grasos 9ue sirven como nutrientes a estos microorganismos. +a mayor partede estas bacterias son especies de &tap0ylococcus 2&. epidermidis: aun9ue tambiéne1isten Micrococcus y Corynebacterium. En la parte ms profunda de las glndulassebceas e1isten bacterias anaeróbicas como Propionibacterium acnes 9ue al serparte de la microbiota; normalmente no es per=udicial8 sin embargo; 0a sidoasociado con el acné; una enfermedad de las glndulas sebceas de la piel. !ebidoa su localización profunda; el nmero de estas propionibacterias se vé muy pocoafectado por el lavado o por las soluciones desinfectantes.

O9os+a con=untiva es lavada cont#nuamente por las lgrimas 9ue adems de remover alos microorganismos contiene lisozima. Consecuentemente; la microbiota de lacon=untiva es espordica. +os principales microorganismos encontrados son&tap0ylococcus epidermidis; &tap0ylococcus aureus; Corynebacterium;&treptococcus pneumoniae; )eisseria spp.

Tra&o resp!ra&or!oEl tracto respiratorio es un sitio dif#cil para la colonización de los microorganismosya 9ue en el &ra&o resp!ra&or!o al&o los microorganismos 9ue estn en el aire9ue respiramos pasan a través de las fosas nasales a la nasofaringe 9uedandopegados en el moco el cual contiene lisozima8 al pasar este moco a la faringe; lasbacterias atrapadas en el moco pueden ser tragadas y destru#das por el -Cl delestómago. A pesar de ésto e1isten numerosos microorganismos en las fosasnasales debido a la 0abilidad de ad0erirse a las células epiteliales de las

membranas mucosas. +as bacterias ms frecuentemente encontradas en las fosasnasales son &tap0ylococcus epidermidis y &tap0ylococcus aureus8 en la nasofaringe



cepas avirulentas de Wtreptococcus pneumoniae. El &ra&o resp!ra&or!o *a9o noposee microbiota debido a 9ue los microorganismos se eliminan mecnicamente porlos cilios de la tr9uea. &i alguna bacteria pasa a través de la tr9uea es fagocitadapor los macrófagos.

Boa

+a abundante y constante presencia de alimento disuelto en la boca 0acen de ellaun ambiente ideal para el crecimiento bacteriano. &in embargo; el cont#nuo flu=o desaliva 0ace 9ue los microorganismos se tragen y destruyan por el -Cl delestómago. Consecuentemente la mayor parte de los microorganismos 9ueconstituyen la microbiota de la boca resisten estos mecanismos al ad0erirsefirmemente a las distintas superficies de la cavidad oral. +os dientes son un rea deesta ad0erencia bacteriana; de 0ec0o la placa dental es una agregación debacterias y materia orgnica. +a caries est iniciada por &treptococcus mutans al0idrolizar la sacarosa en glucosa y fructosa. +a glucosa es polimerizada en glucanoy la fructosa metabolizada a cido lctico. El glucano acta como cemento uniendolas bacterias a los dientes y el cido lctico acta como abrasivo. %na vez iniciado elata9ue por &treptococcus mutans; otras bacterias como +actobacillus y Actinomyces

contribuyen como invasores secundarios en el desarrollo de la caries. +a microfloranormal de las enc#as consiste fundamentalmente en bacterias $ram 2U: como&treptococcus sanguis y especies de Actinomyces.

Tra&o +as&ro!n&es&!nal+a mayor concentración de microbiota normal del cuerpo 0umano se encuentra enel tracto gastrointestinal.Es&"%a+oF aun9ue el estómago est recibiendo constantemente bacteriastranseuntes de la cavidad oral; un estómago sano contiene muy pocas bacteriasdebido al efecto bactericida del -Cl y enzimas digestivos. +os pocosmicroorganismos 9ue se encuentran son lactobacilos y levaduras 2Candida spp.:.In&es&!no #el+a#oF en el duodeno sobreviven pocas bacterias debido a la

combinación del ambiente fuertemente ac#dico del estómago y la acción in0ibitoriade la bilis. !e los microorganismos presentes; la mayor#a son cocos y bacilos $ram2U:. En el yeyuno se encuentran especies de enterococos; lactobacilos ycorinebacterias. También puede encontrarse la levadura Candida albicans. +a ltimaparte del intestino delgado; el #leon; posee una microbiota ms abundante yparecida a la del intestino grueso. En el #leon crecen bacterias anaerobias comoacteroides y anaerobios facultativos como Esc0eric0ia coli.In&es&!no +r'esoF el colon es la parte del cuerpo 0umano 9ue contiene la mayorpoblación microbiana. &e calcula 9ue un adulto e1creta alrededor de @ billones decélulas bacterianas diariamente a través de la defecación. &e 0an aislado alrededorde @@ especies bacterianas diferentes de las 0eces 0umanas. En el intestinogrueso e1isten @@ veces ms bacterias anaerobias 2acteroides y "usobacterium:9ue anaerobios facultativos 2Esc0eric0ia; Proteus; <lebsiella y Enterobacter:8también se encuentra la levadura Candida albicans. %na prolongada terapia conciertos antibióticos pueden eliminar muc0os microorganismos de la microbiotanormal intestinal permitiendo el crecimiento de especies resistentes a losantibióticos lo 9ue puede causar transtornos gastrointestinales como es la diarrea.+a administración oral de la bacteria $ram 2U: +actobacillus acidop0ilus puedealiviar estos desórdenes intestinales ya 9ue la ingestión de estos microorganismosreemplaza a los organismos intestinales indeseables. E1isten en el mercado muc0osproductos comerciales con fines terapéuticos 9ue contienen lactobacilos.

Tra&o +en!&o'r!nar!oEn individuos sanos los ri?ones; uréteres y ve=iga estn libres de microorganismospor lo 9ue la orina en la ve=iga también lo est. &in embargo e1isten bacterias en la

parte inferior de la uretra tanto en 0ombres como mu=eres 2&tap0ylococcusepidermidis; &treptococcus faecalis y corinebacterias: de tal manera 9ue la orina



ad9uiere estos microorganismos cuando pasa de la ve=iga al e1terior del cuerpo0umano en la parte inferior de la uretra. El tracto genital femenino tiene unamicrobiota comple=a. !urante los a?os 9ue e1iste actividad en los ovarios 2pubertad(( menopausia: la microbiota principal de la vagina son lactobacilos cidotolerantes 2bacilos de !oderlein:8 éstos 0idrolizan el glucógeno producido por elepitelio vaginal en estos a?os debido a la acción de los estrógenos; formando cido

lctico. Como resultado; el p- de la vagina se mantiene entre B;B y B;G. +osmicroorganismos capaces de crecer a este ba=o p- son los 9ue se encuentran en lavagina 2enterococos; corinebacterias y Candida albicans:. Este glucógeno no estpresente antes de la pubertad ni después de la menopausia; con lo 9ue lassecreciones vaginales son suavemente alcalinas y contienen microorganismosnormales de la piel y colon.

3.- E$e&o #e la %!ro*!o&a so*re el 'erpo ?'%ano

Para estudiar el efecto de la microbiota sobre el cuerpo 0umano se 0a recurrido a

e1perimentos con animales libres de microorganismos o animales a1énicos 2cesrea(( incubadores estériles (( alimentos estériles: encontrndose los siguientesresultadosF

4.( +os animales a1énicos viven ms tiempo y tienen menos enfermedades 9ue loscontroles; siempre y cuando se mantengan en un ambiente estéril. Esto significa9ue la microbiota no es necesaria para la supervivencia y puede ser incluso lafuente de agentes infecciosos.

7.( +a microbiota contribuye significativamente al desarrollo del sistema inmune.

.( +os microorganismos son necesarios para el desarrollo normal del intestino.

B.( +os microorganismos son una fuente de vitaminas; especialmente de vitamina <y vitaminas del comple=o .

>.( +a microbiota acta como antagonista frente a patógenos.

III.- ACTORES DE /ATOGENICIDAD MICROBIANA

)a!ogeicidad es n t$rmino general ?e se tili0a para describir las inecciones

microbianas! #as propiedades ?e contribyen a ?e n patógeno inecte y daBe los

te<idos del =$sped se llaman actores de virlencia! #a &ir$lecia 9invasión y toxicidad

microbiana pede deberse a no o a mKltiples actores! 'n algnos microorganismoslas casas de la virlencia est8n claramente establecidas mientras ?e en otros no lo

est8n tanto! 4 continación vamos a describir los actores de patogenicidad y virlencia!

1.- /'er&a #e en&ra#a

Al iniciar una infección; un microorganismo penetra en los te=idos del cuerpo poruna ruta caracter#stica; la puerta de entrada 9ue para la mayor parte de losmicroorganismos suelen ser las mismas regiones anatómicas 9ue contienenmicroflora normalF piel; tracto alimentario; tracto respiratorio y tracto

genitourinario. +a mayor parte de los patógenos se 0an adaptado a una puertaespec#fica de entrada; a9uella 9ue le provee de un 0bitat adecuado para crecer y



diseminarse. Esta adaptación puede ser tan restrictiva 9ue si ciertos patógenospenetran por la puerta De9uivocadaD no sern infecciosos. Por e=emplo; lainoculación de la mucosa nasal con el virus de la gripe invariablemente conlleva a lagripe; pero si el virus contacta sólo con la piel no 0abr infección.

2.- Ta%ao #el !n"'lo

,tro factor crucial para el curso de la infección es la cantidad de microorganismospresentes en el inóculo. Para la mayor parte de ellos la infección tendr lugar sie1iste un nmero m#nimo de células llamado dosis infecciosa 2'!:. Este nmero se0a determinado e1perimentalmente para muc0os microorganismos variando desde4 célula en la fiebre /; 4@ part#culas virales en la rabia; 4@@@ células en lagonorrea; 4@@@@ células en la fiebre tifoidea 0asta 4@6 células en el cólera. Engeneral; los microorganismos con '! pe9ue?os tienen mayor virulencia. &i eltama?o del inóculo es ms pe9ue?o 9ue el '!; la infección generalmente noprogresar. &i el tama?o del inóculo es muc0o mayor 9ue el '!; el comienzo de la

enfermedad puede ser ms rpido.

3.- Mean!s%os #e !nvas!"n es&a*le!%!en&o #el pa&"+eno

%na vez 9ue el patógeno 0a contactado con el 0uésped a través de las v#as deentrada; el siguiente paso en la infección re9uiere 9ue el patógeno 2i: se una al0uésped8 2ii: atraviese el epitelio y 2iii: se establezca en los te=idos.

a.- A#?es!"nEs el proceso mediante el cual los microorganismos consiguen una posición ms

estable en el portal de entrada; lo 9ue les permite no ser fcilmente eliminados yestar listos para invadir los compartimentos estériles del cuerpo. +os mecanismos9ue utilizan los patógenos bacterianos en la ad0esión incluyen fimbrias o pilis;flagelos y cpsulas. +os virus se unen a través de receptores especializados.

*.- a&ores #e v!r'len!a 2penetración e invasión:+os factores 9ue contribuyen a la penetración e invasión de los te=idos se dividen ene1oenzimas; to1inas y factores antifagoc#ticos.

En(!%as e:&rael'laresF muc0as bacterias y 0ongos patógenos secretane1oenzimas 9ue rompen e inflingen da?os en las estructuras epiteliales. +ossiguientes enzimas disuelven las barreras defensivas del 0uésped y promueven ladiseminación de los microorganismos en te=idos ms profundosF( MucinasaF destruye la capa protectora de las membranas mucosas8 la produceVibrio c0olerae.( /ueratinasaF digiere el principal componente de la piel y pelo8 la producen los0ongos dermatofitos.( ColagenasaF digiere la principal fibra del te=ido conectivo8 la producen especies deClostridium.( -ialuronidasaF digiere la sustancia 9ue acta como cemento de las célulasanimales compactndolas; cido 0ialurónico. Este enzima es un importante factorde virulencia en estafilococos; clostridios; estreptococos y neumococos.( Algunos enzimas reaccionan con los componentes de la sangre como es el caso dela coagulasa producida por estafilococos patógenos 9ue coagula la sangre. +as3inasas bacterianas disuelven los cogulos favoreciendo la invasión de los te=idos

da?ados.



To:!nas *a&er!anasF una to1ina es un producto 9u#mico espec#fico demicroorganismos; plantas y algunos animales 9ue es venenoso para otras formasde vida. To1igenicidad es la capacidad de producir to1inas8 esta capacidad es unacaracter#stica de muc0as especies controlada genéticamente siendo la responsablede los efectos adversos de una variedad de enfermedades llamadas to1inosis.To1emia es una to1inosis en la cual la to1ina se distribuye a través de la sangre

desde el sitio de infección 2tétano y difteria:. 'nto1icación es una to1inosis causadapor la ingestión de to1inas 2botulismo:. +as to1inas se denominan de acuerdo a susitio espec#fico de acción enF)euroto1inas cuando actan en el sistema nervioso.Enteroto1inas cuando actan en el intestino.-emoto1inas cuando lisan los 0emat#es.)efroto1inas cuando da?an los ri?ones.+as to1inas también se pueden clasificar segn su origen enFE1oto1inasF to1inas secretadas por una célula bacteriana viva en el te=ido infectado.Endoto1inasF to1inas 9ue sólamente se liberan después de 9ue la célula 0a sidoda?ada o lisada. )unca se secretan. +as diferencias entre e1oto1inas y endoto1inassonF

CARACTERISTICA E6OTO6INAS ENDOTO6INAS

To1+(a( F%&)t& D7bl

E0&+to' 'ob)& &l +%&)$o E'$&+*0+o (& %n t&8(o G&n&)ala(o

Co#$o'+.n 9%*#+a "ol$7$t(o'L$o$ol'a+)(o

D&'nat%)ala+.n a :;< C In&'tabl& E'tabl&

R&'$%&'ta n#%n& E't#%la antto1na' No &'t#%laantto1na'

E't#%la+.n (& la 0&b)& NO SI

F%&nt& t*$+a Alg%na' ba+t&)a' G)a# 4> ? G)a# -> G)a# ->

a&ores an&!$a+o,&!osF +os fagocitos son células 9ue blo9uean el avance de losmicroorganismos en los te=idos. A través de la fagocitosis los patógenos sonintroducidos dentro del fagocito donde son destru#dos por potentes enzimas. Paracombatir la fagocitosis muc0os microorganismos 0an adoptado mecanismos 9ueevitan el proceso fagoc#tico 2factores antifagoc#ticos:F( Matar los fagocitosF especies de &treptococcus y &tap0ylococcus producenleu3ocidinas; sustancias tó1icas para los glóbulos blancos.( Producción de una cpsula 9ue dificulta al fagocito la ingestión delmicroorganismo. E=emplos son &treptococcus pneumoniae; &almonella typ0i;ersinia pestis y )eisseria meningitidis.( &upervivencia dentro del fagocitoF algunas bacterias se 0an adaptado a sobrevivirdentro del fagocito después de la ingestión. Especies patógenas de +egionella;+isteria y Mycobacterium son capaces de evitar su destrucción dentro del fagocito.Esta supervivencia intracelular en los fagocitos tiene especial significancia ya 9ueprovee a los microorganismos de un lugar donde DesconderseD; crecer y distribuirsea través del cuerpo.



TEMA1.DE3ENSAS ES)ECI3ICAS E

INES)ECI3ICAS 3RENTE A LA IN3ECCION

!r. Pedro ". Mateos!epartamento de Microbiolog#a y $enética. "acultad de "armacia. %niversidad de

&alamanca

I. DE3ENSAS INES)ECI3ICAS

1.- a&ores a%*!en&ales

E#a#

N'&r!!"n /ro$es!"n

2.- Espe!e ra(a e !n#!v!#'o

3.- Mean!s%os #e #e$ensa e:&ernos

/!el %e%*ranas %'osas Sere!ones 8',%!as M!ro*!o&a

4.- Mean!s%os #e #e$ensa !n&ernos

In$la%a!"n !e*re Cl'las !ller na&'rales a+o!&os Me#!a#ores sol'*les

Co%ple%en&o L!n$o!nas

II.- DEENSAS ES/ECIICAS1.- In%'n!#a# ?'%oral

In%'no+lo*'l!na M In%'no+lo*'l!na G In%'no+lo*'l!na A In%'no+lo*'l!na D In%'no+lo*'l!na E

2.- In%'n!#a# el'lar

E1isten factores 9ue predisponen a la resistencia a una enfermedad 9ue son



















in0erentes a cada 0uésped y al ambiente 9ue le rodea. Estos mecanismos deprotección no van dirigidos contra un patógeno espec#fico y por lo tanto sonfactores de resistencia inespec#ficos. &i un 0uésped desarrolla mecanismos dedefensa en respuesta a un patógeno espec#fico; defensas espec#ficas; éste 0uéspedad9uiere inmunidad frente a ese patógeno.

I.- DEENSAS INES/ECIICAS

1. 3ac!ore# ambie!ale#

ondiciones ísicas y emocionales estresantes del =$sped 9alta de seBo, atiga,

ansiedad y depresión =acen a na persona m8s vlnerable a la enermedad! 'n

condiciones de estr$s existe n amento en la prodcción de adrenalina acompaBado de

la alteración de los niveles de las =ormonas corticoides! 'sta alteración sprime la

nción de mc=os grpos de c$llas deensivas!

Edad: los m8s <óvenes y los m8s vie<os tienen n mayor riesgo de inección ya ?e en

los niBos el sistema inmne est8 menos desarrollado y en los ancianos ya no es tan

eiciente!

N$!rici(: na dieta ?e contenga las cantidades necesarias de proteínas 9te<idos sanos

y proteínas s$ricas y vitaminas 9metabolismo eiciente e integridad de la piel protege

de las enermedades microbianas!

)ro*e#i(: existen proesiones ?e conllevan n alto riesgo de contraer ciertas

inecciones! #os dentistas tienen n mayor riesgo de ser inectados con el virs de la=epatitis 5 ?e se transmite a trav$s de los aerosoles de la saliva y sangre de ss

pacientes!

2.- Espe!e ra(a e !n#!v!#'o

Espe!eF +as caracter#sticas fisiológicas y anatómicas de una especie puededeterminar si un microorganismo puede ser patógeno para esa especie. Pore=emplo; debido a la diferencia en la temperatura corporal muc0as enfermedadesde mam#feros no afectan a peces o reptiles y viceversa.

Ra(aF En algunos casos e1isten factores genéticos 9ue 0acen a ciertas razas mssusceptibles 2o ms resistentes: 9ue otras razas a infecciones particulares. +osnegros africanos son ms resistentes a la malaria ya 9ue les falta el receptor de lascélulas sangu#neas a Plasmodium viva1:. +os indios americanos perdieron 7R de supoblación debido a la viruela y tuberculosis ya 9ue su resistencia a estasenfermedades era muy ba=a al no 0aber estado e1puestos previamente.

In#!v!#'oF Algunos individuos tienen ms facilidad para tener fiebre o infeccionesmenos severas 9ue otros 2algunas personas tienen muc0os ms catarros durante elinvierno 9ue otras:; incluso teniendo aparentemente las mismas condicionesraciales y oportunidades de e1posición. Esta resistencia individual se debe

probablemente a una combinación de resistencias espec#ficas e inespec#ficas0eredadas de sus familiares.



3.- Mean!s%os #e #e$ensa e:&ernos

Estos mecanismos inespec#ficos son fundamentalmente mecnicos 2piel ymembranas mucosas: aun9ue también estn involucradas barreras 9u#micas

2secreciones 9u#micas:.

/!el %e%*ranas %'osasF como ya 0emos visto anteriormente la piel2se9uedad; ba=o p-: y membranas mucosas son una buena barrera efectiva frentea los agentes infecciosos.

Sere!ones 8',%!asF lisozima 2lgrima:; =ugo gstrico; cidez alta de la vagina.+a lactoferrina es una prote#na 9ue se encuentra en la lec0e y en la mayor#a de lassecreciones 9ue ba?an a las mucosas 0umanas as# como en los fagocitos. En lasangre se encuentra la transferrina. Estas prote#nas son agentes 9uelantes del0ierro disponible en el ambiente limitando por tanto la disponibilidad de estenutriente para los microorganismos invasores.

M!ro*!o&aF la microbiota normal =uega un papel importante al competir con lospatógenos intrusos por un nic0o ecológico particular en el cuerpo 0umano.

4.- Mean!s%os #e #e$ensa !n&ernos

+os componentes de los mecanismos internos de defensa constituyen una enormebarrera contra la infección. Estos mecanismos incluyen mediadores celulares delsistema inmune 2células 3iller y fagocitos:; factores solubles y respuestasfisiológicas comple=as 9ue llevan a la inflamación y fiebre.

In$la%a!"nF +a respuesta inflamatoria es la reacción celular y vascular a lapresencia de microorganismos invasores; 0eridas y ob=etos irritantes 2astillas;espinas...:8 siendo uno de los mecanismos de defensa ms efectivos en animales.+os detalles de la inflamación se pueden resumir enF 2i: movilización y atracción decomponentes inmunes al sitio de la 0erida8 2ii: poner en marc0a los mecanismospara reparar los te=idos da?ados; localizar y eliminar las sustancias da?inas8 2iii:destruir los microorganismos y blo9uear futuras invasiones. Primero e1iste unavasoconstricción seguida rpidamente de una vasodilatación cuyo efecto es elaumento del flu=o sangu#neo en el rea afectada; lo cual facilita la llegada decomponentes inmunológicos. Este aumento del flu=o sangu#neo también causaenro=ecimiento y calentamiento. Como resultado de las sustancias vasoactivas; lascélulas endoteliales 9ue rodean a los capilares se contraen y forman agu=eros através de los cuales sale el e1udado 9ue se acumula en los te=idos causando0inc0azón local y dureza; reacción 9ue se denomina edema 2si el edema contieneglóbulos blancos se llama purulento:. Al cabo de una 0ora multitud de neutrófilosresponden 9uimiotcticamente a las moléculas se?ales convergiendo en el sitio dela 0erida. En algunos tipos de inflamación los fagocitos acumulados contribuyen a laformación de pus 2masa blan9uecina compuesta de células; restos celulares l#9uidosy bacterias:. Ciertas bacterias 2estreptococos; estafilococos; gonococos ymeningococos: son especialmente poderosos atrayentes de neutrófilos y por lotanto se les denomina piogénicos. El ltimo paso en la respuesta inflamatoria eslimpiar la zona y curarla. !e la limpieza del pus; restos celulares; neutrófilosmuertos y te=ido da?ado se encargan los macrófagos. Al mismo tiempo los linfocitos reaccionan con las moléculas y células e1tra?as produciendo anticuerpos y los

linfocitos T matan directamente a los intrusos. Mientras esto ocurre; el te=idoda?ado se regenera 2si es posible: o es reemplazado por te=ido conectivo.



!e*reF %na de las ms importantes respuestas del cuerpo a la invasión microbianaes la fiebre; 9ue es una anormal elevación de la temperatura del cuerpo. En0umanos; la temperatura media diaria es C. Esta temperatura constante estcontrolada por el 0ipotlamo. !urante la infección ciertas sustancias afectan al0ipotlamo desregulndolo. Algunas de estas sustancias son las endoto1inas de las

bacterias $ram 2(:. Por e=emplo; 7 nanogramos por 3ilogramo de peso corporal dela endoto1ina de &almonella typ0i 29ue causa la fiebre tifoidea: puede resultar enuna fiebre de B C. ,tras sustancias 9ue causan fiebre son los pirógenosendógenos; producidos por los fagocitos y presentes en los e1udados inflamatoriosy el plasma durante la enfermedad. +a fiebre se mantiene 0asta 9ue la endoto1inao el pirógeno endógeno se eliminan; momento en el cual el 0ipotlamo vuelve aregularla a C. +a respuesta inmune del cuerpo a una infección también puedecausar fiebre. +as altas temperaturas alcanzadas durante los procesos febriles secree 9ue in0iben o destruyen los microorganismos infecciosos. &in embargo; sólolos microorganismos patógenos 9ue causan gonorrea y s#filis son destruidos por lastemperaturas febriles. En la mayor parte de los casos cl#nicos; las altastemperaturas necesarias para matar a los microorganismos raramente se alcanzan.

Adems; los pacientes empiezan a estar desorientados o irracionales 2delirar: aB; C; entrando en coma por encima de esta temperatura. +a muerte ocurre si latemperatura corporal alcanza los B> C o la temperatura del cerebro llega a B@;>C. Esto significa 9ue 0ay pocas evidencias de 9ue la fiebre mate a losmicroorganismos.

Cl'las !ller na&'rales 2células )<:F &on linfocitos grandes 2leucocitosagranulocitos: 9ue no son fagocitos ni tampoco contienen marcadores superficialescomo otros linfocitos del sistema inmune y cuya función es la de matar célulasindeseables como son las células tumorales y a9uellas infectadas por virus. +ascélulas )< tienen una actividad no espec#fica e independiente de cual9uierestimulación antigénica. +as células )< actan uniéndose a la célula diana y

liberando dentro de ella enzimas 9ue destruyen su membrana 2proteasas yfosfolipasas: creando poros en ella. A estos enzimas se les denomina perforinas.+as células )< buscan; reconocen y destruyen las células tumorales tan prontocomo aparecen. En este caso las células )< actan como la primera l#nea dedefensa frente al cncer.

a+o!&osF E1isten dos tipos principales de fagocitos; los neutrófilos o leucocitospolimorfonucleares 2PM)s: y los macrófagos. Ambos se originan en la médula óseay cuando ocurre una infección migran al rea infectada. %na vez 9ue los neutrófilosdesde la sangre penetran en los te=idos realizan su traba=o durante unas pocas0oras y después mueren; siendo reemplazados por una descarga continua de ungran nmero de neutrófilos desde la médula ósea a la sangre. A un determinadotiempo alrededor de la mitad de los neutrófilos estn ad0eridos a las paredes de loscapilares. +os monocitos 9ue circulan por la sangre se convierten en macrófagostan pronto como ellos salen de la sangre en el sitio de la infección y penetran en loste=idos. Esta conversión es estimulada por las linfo3inas. E1isten dos tipos demacrófagosF

a.( Macrófagos de te=idos 9ue circulan por la sangre y migran a través de los te=idosa las reas infectadas.

b.( -istiocitos cuando penetran en ciertos te=idos y órganos 20#gado; pulmones;sistema nervioso; linftico; bron9uios; etc.: y permanecen all# de forma cont#nua.

Me#!a#ores sol'*lesF Adems de los mediadores celulares de las defensas

internas del cuerpo 0umano 2células )< y fagocitos: e1isten unos mediadoressolubles 9ue contribuyen a la resistencia del 0uéspedF



a.- Co%ple%en&oF El suero de los animales superiores contiene un grupo de unas7@ prote#nas 9ue interaccionan con=untamente denominndose complemento ya9ue su acción complementa la de ciertas reacciones mediadas por anticuerpos. %navez activadas por un microorganismo invasor o por la unión de un anticuerpo; loscomponentes del sistema complemento reaccionan secuencialmente en forma de

cascada de tal manera 9ue algunas prote#nas del complemento actan comoproteasas 9ue 0idrolizan y activan a la siguiente prote#na en la secuencia mientras9ue otras actan sobre las células inflamatorias de alrededorF

((((((((( Ca ((((((((( cambios inflamatoriosC (((((((((((((((((( Cb ((((((((( unión a receptores celulares ((((((((( fi=ación delcomplemento

((((((((( comple=o l#tico ((((((((( canal en la membrana citoplasmtica de lacélula

((((((((( lisis celular

*.- L!n$o!nasF &on prote#nas solubles producidas y secretadas por los linfocitos T9ue tienen una gran variedad de actividades biológicas como por e=emplo atraer losmacrófagos; activar a los macrófagos; destruir células e1tra?as o células infectadaspor virus y participar en el proceso inflamatorio. &irven como se?ales decomunicación intercelular. E1isten varios tipos; siendo las principales lainterleu9uina 7 2'+(7: producida por las células T y 9ue acta como se?al entreleucocitos8 la interleu9uina 4 2'+(4: producida por macrófagos se conoce comopirógeno endógeno ya 9ue es la responsable de las alteraciones del centro0ipotalmico 9ue conducen a la fiebre durante la infección8 el interferón es unape9ue?a prote#na producida por células eucariotas en respuesta a las infecciones

v#ricas. El interferón acta activando moléculas 9ue blo9uean la replicación delgenoma v#rico 2activa la ribonucleasa + 9ue degrada el m*)A parando latranscripción: y adems incrementa la citoto1icidad de las células T.

II.- DEENSAS ES/ECIICAS

#a inmni0ación ocrre cando n individo es natral o artiicialmente expesto a n

antígeno, activ8ndose el sistema inmne prodciendo inmnidad =moral 9anticerpos

y cellar 9linocitos ;! #os anticerpos son m8s eectivos rente a patógenos

encontrados era de las c$llas y los linocitos ; son m8s eectivos rente a patógenos

encontrados dentro de las c$llas!

1.- In%'n!#a# ?'%oral

!urante la respuesta inmune activa 2producida por el 0uésped: los macrófagosinducen a los linfocitos T para producir interleu9uinas; las cuales promueven elcrecimiento y diferenciación de los linfocitos para 9ue produzcan anticuerpos. +ostipos de anticuerpos y sus funciones sonF

In%'no+lo*'l!na M 2'g M:F +a primera clase de anticuerpo producido enrespuesta a un ant#geno es la 'g M. Es el anticuerpo ms grande; formado por >

monómeros. +a 'g M fi=a el complemento muy bien y por lo tanto causa la lisis debacterias; envueltas v#ricas y células infectadas.



In%'no+lo*'l!na G 2'g $:F Es el anticuerpo ms comn; representando el 5@Ide las inmunoglobulinas presentes en el suero. Acta neutralizando to1inas y virusy facilitando la fagocitosis de bacterias y virus. También fi=a el complementocausando lisis de bacterias. +as 'g $ pueden atravesar la placenta confiriendoinmunidad pasiva al ni?o.

In%'no+lo*'l!na A 2'g A:F Es la inmunoglobulina 9ue provee inmunidad 0umoralen las secreciones de mucosas como lgrima; saliva; moco intestinal y flu#doseminal. En el suero aparece como un monómero pero en las secreciones mucosasaparece como un d#mero siendo este d#mero el responsable de la neutralización deto1inas; alergenos; bacterias y virus antes de 9ue penetren en el cuerpo a través delas membranas mucosas. +a 'g A es el mayor componente prote#co de la lec0ematerna confiriendo inmunidad pasiva frente a los patógenos entéricos en el reciénnacido.

In%'no+lo*'l!na D 2'g !:F )o se conoce bien su función.

In%'no+lo*'l!na E 2'g E:F Es el anticuerpo de la alergia; responsable de la0ipersensibilidad a muc0os ant#genos. +a función de la 'g E no es causar alergias;sino probablemente sea montar una respuesta segura frente a los parsitos 9ueentran en el cuerpo ya 9ue la gente 9ue vive en los trópicos; donde son mscomunes los parsitos; tienen elevado los niveles de 'g E.

2.- In%'n!#a# el'lar

En la inmunidad celular estn implicadas las células T 9ue son las responsables delos rec0azos en los trasplantes. &i el trasplante es antigénicamente distinto; el

rec0azo se produce normalmente a los 4@ ó 47 d#as. +os trasplantes 9ue son mssimilares; pero no completamente idénticos; tales como los de familiares; sernaceptados por largos per#odos. +os nicos trasplantes 9ue son aceptadosindefinidamente sin el uso de inmunodepresores son los autotrasplantes eisotrasplantes 2gemelos:.

En un individuo con enfermedad v#rica los virus estn DescondidosD dentro de lascélulas del 0uésped. Adems; los virus pueden moverse de una célula a otra através de puentes intercelulares; con lo 9ue evitan el contacto con los anticuerpospresentes en el suero 9ue pueden neutralizarlos. +as células citol#ticas T sonefectivas frente a las células infectadas del 0uésped cuando éstas e1presanant#genos virales en su superficie.

TEMA 1. TI)OS Y )ATRONES DE EN3ERMEDAD

IN3ECCIOSA

!r. Pedro ". Mateos




I. TI)OS Y )ATRONES DE EN3ERMEDAD IN3ECCIOSA

II. )ATRONES DE TRANSMISION EN EN3ERMEDADES TRANSMISIBLES

1.- Trans%!s!"n por on&a&o #!re&o

2.- Trans%!s!"n por on&a&o !n#!re&o

0e?,'los A!re

I.- TI/OS /ATRONES DE ENERMEDAD INECCIOSA

#as enermedades inecciosas se peden clasiicar en base a cómo son ad?iridas! na

enermedad es !ra#mi#ible cando n =ospedador inectado pede transmitir el agente

ineccioso a otro =ospedador y establecer la inección en este =ospedador! #a

transmisión del agente pede ser directa o indirecta! Direc!a es cando existe contactocon el =ospedador inectado! Idirec!a cando el agente ineccioso pasa a trav$s de n

ob<eto o sstancia intermedia! Ai el agente es altamente transmisible, especialmente a

trav$s del contacto directo, la enermedad es co!agio#a! %or e<emplo, la gripe y

sarampión son contagiosas, sin embargo la lepra es poco transmisible!

'n contraste, en na enermedad inecciosa o !ra#mi#ible no existe transmisión del

agente ineccioso desde n =ospedador a otro! #a inección y enermedad se ad?ieren a

trav$s de circnstancias especiales! #as enermedades inecciosas no transmisibles

ocrren b8sicamente cando na persona comprometida es invadida por s propia

microbiota, como ocrre con ciertas nemonías, o cando n individo tiene n

contacto accidental con n par8sito acltativo ?e existe en n reservorio inanimado!%or e<emplo, las micosis se ad?ieren a trav$s de la in=alación de esporas de =ongos ?e

se encentran en el polvo& o el t$tanos, en la cal las esporas de lostridim tetani ?e

se encentran en n ob<eto en contacto con el selo entran a trav$s de na =erida! #as

personas inectadas no transmiten la enermedad a otras personas!

II.- /ATRONES DE TRANSMISION EN ENERMEDADES TRANSMISIBLES

#as rtas o patrones de las enermedades transmisibles son mc=as y variadas! #a

propagación pede ser por contacto directo o indirecto, a trav$s de ob<etos animados o

inanimados, y pede ser =ori0ontal o vertical! Hori0ontal signiica ?e la enermedad es propagada en la población de n individo inectado a otro! 7ertical signiica

transmisión de los padres a los descendientes a trav$s del óvlo, esperma, placenta o

lec=e! #as enermedades inecciosas transmisibles se peden dividir en dos grandes

grpos:

1!- ;ransmisión por contacto directo

2!- ;ransmisión por contacto indirecto

a!- 7e=íclos

b!- 4ire











1.- Trans%!s!"n por on&a&o #!re&o

Para 9ue un microorganismo pueda ser directamente transferido; tiene 9ue e1istiralgn tipo de contacto entre la piel o membranas mucosas de la persona infectada

y la de la 9ue va a ser infectada. En estos casos no e1iste ningn ob=eto intermedioentre el portal de entrada y el portal de salida. En esta categor#a se incluyen lasfinas gotas 9ue se roc#an cuando uno tose. También se incluyen las enfermedadesde transmisión se1ual. &on también directas las enfermedades 9ue se transmitenpor besos; placenta o picaduras de vectores biológicos. Cuando una persona comecarne de un animal infectado 2por e=emplo salmonelosis: también forma parte de lacomunicación directa.

2.- Trans%!s!"n por on&a&o !n#!re&o

Para ser considerado indirecto; el agente infeccioso debe pasar de un 0ospedadorinfectado a un ob=eto o sustancia intermedia y desde éstos a otro 0ospedador. Estaforma de comunicación ocurre cuando el individuo infectado contamina ob=etosinanimados; alimentos o el aire a través de sus actividades.

a.- 0e?,'losF se refiere a cual9uier material inanimado comunmente usado porlos 0umanos 9ue puede transmitir agentes infecciosos. %n ve0#culo comn es unnico material 9ue sirve como fuente de infección para muc0os individuos. Algunosve0#culos espec#ficos son los alimentos; agua; productos biológicos 2sangre; suero;te=idos: y fómites. +os fómites son ob=etos inanimados 9ue contienen patógenosdebido a 9ue estn e1puestos constantemente a contaminación. &on fómites losteléfonos; los pomos de las puertas; =ugetes de guarder#as; billetes; etc. +a fuente

de contaminación de los alimentos puede ser el suelo; el manipulador o un vectormecnico. En cuanto al agua la v#a de contaminación ms frecuente es la oral (fecal.

*.- A!reF el aire de los espacios cerrados puede servir como un importante mediopara la suspensión y dispersión de ciertos patógenos respiratorios a través de gotasy aerosoles. +as gotas son residuos microscópicos secos creados cuando unapart#cula microscópica del mucus o saliva son e1pulsados de la boca o nariz. +osaerosoles son suspensiones de polvo fino 9ue estn en el aire.

TEMA +F. AGENTES ANTIMICROBIANOS Y

MICROORGANISMOS

!r. Pedro ". Mateos


>!- H>A;O6>4

>>!- D'(>+>>O+ #4A>(>4>O+ D' #OA 4+;>5>O;>OA







4.( etalactmicos7.( Macrólidos.( AminoglicósidosB.( Tetraciclinas>.( Polipept#dicosG.( Polienos

.( ,tros antibióticos'''.( M,!, !E ACC',) !E +,& A)T'',T'C,& 4.( 'n0ibición de la s#ntesis de la pared celular7.( Alteración sobre la membrana citoplsmica.( 'n0ibición de la s#ntesis proteicaB.( lo9ueo de la s#ntesis de los cidos nucléicos'V.( ,T*,& A$E)TE& A)T'M'C*,'A),& &')TET'C,& !E %&, C+')'C,

Trimetropin )itrofuranos 'soniazida /uinolonas

V.( A&E& PA*A +A %T'+'QAC',) C+')'CA !E +,& A)T'M'C*,'A),&

V'.( MET,!,& %T'+'QA!,& PA*A +A VA+,*AC',) &E+ECC',) !E A)T'',T'C,&4.( Técnica de dilución en tubo7.( Técnica de difusión en placaV''.( C,)&'!E*AC',)E& A TE)E* E) C%E)TA A+ %T'+'QA* A)T'',T'C,&

I.- HISTORIA

'l tratamiento de las enermedades mediante compestos ?ímicos no es nevo! 'n

1)* ya se tili0aban sales de mercrio para tratar la síilis, an?e este tratamiento

=i0o beno el axioma: Graviora uaedum sunt remedia periculus, es decir L's peor elremedio ?e la enermedadL ya ?e determinados tratamientos, como es el caso del

mercrio, son tóxicos para las c$llas animales y =manas! %ara ?e n agente

?imioter8pico sea eectivo en el tratamiento de na enermedad inecciosa no sólo

debe de matar o in=ibir al microorganismo casante de la inección sino ?e adem8s

debe ser relativamente inoco para las c$llas =manas al ex=ibir toxicidad selectiva! 'l

primer gran descbrimiento en este sentido e =ec=o por %al '=rlic= a principios del

siglo II! 'ste m$dico alem8n creía ?e era posible obtener n compesto ?ímico ?e

pdiera crar especíicamente la síilis sin daBar al paciente! 'l conocía ?e el ars$nico

in=ibía al microorganismo casante de la síilis 9!reponema pallidum pero ?e tambi$n

era tóxico para las c$llas =manas! '=rlic= traba<ó en la idea de ?e el ars$nico podía

incorporarse dentro de compestos org8nicos de tal manera ?e perdiera s toxicidad

para las c$llas =manas manteniendo ss propiedades antimicrobianas! Desp$s de

ensayar 3* sstancias con estas características encontró n compesto, el 3, ?e

cmplía estos re?isitos! 4 esta sstancia la llamó Aalvarsan y e el primer compesto

?ímico sinteti0ado en laboratorio ?e podía crar na enermedad sin ser tóxico para el

paciente! Gracias a este descbrimiento le concedieron el premio +obel en 13/! Hoy

en día ya no se tili0a salvarsan para tratar la síilis ya ?e =a sido reempla0ado por n

prodcto mc=o m8s eectivo, el antibiótico penicilina!

Hasta 1"* no se reali0ó ningKn nevo avance en ?imioterapia! 'n ese aBo Ger=ard

Domag@ traba<ando en la 5ayer reali0ó n descbrimiento importante! Desp$s dellevar a cabo experimentos con m8s de 1333 colorantes sint$ticos para comprobar si













algno de ellos podía crar las inecciones casadas por estreptococos en ratones sin

daBar a los animales, descbrió ?e n colorante ro<o llamado %rontosil era eectivo!

'ste descbrimiento le valió el premio +obel en 1"! riosamente, este colorante no

era capa0 de in=ibir el crecimiento de las bacterias crecidas en laboratorio& sólamente

era eectivo cando las bacterias crecían dentro del cerpo del animal! 'sta aparente

contradicción e reselta en el mismo aBo por n ?ímico ranc$s Jac?es ;r$oWl alobservar ?e el prontosil era transormado en el cerpo en n compesto incoloro

dierente ?e sí tenía actividad especíica rente a bacterias! 'sta neva sstancia era la

slonamida! 'n n corto período de tiempo se determinó s estrctra siendo posible

sinteti0arla en gran escala y desarrollar nevos compestos ?e se denominaron

slamidas ?e aKn =oy en día se sigen tili0ando!

'l salvarsan y las slamidas son e<emplos de agentes ?imioterap$ticos sint$ticos

obtenidos mediante síntesis ?ímica en n laboratorio! Ain embargo, existe na segnda

categoría: agentes ?imioterap$ticos natrales, llamados antibióticos! n antibiótico es

na sstancia prodcida por n microorganismo ?e es in=ibitoria para otros

microorganismos en my pe?eBa cantidad!'n 12/ el microbiólogo ingl$s 4lexander (leming observó ?e en na placa de agar

inoclada con Atap=ylococcs ares ?e estaba contaminada con el =ongo %enicillim

notatm, las colonias de Atap=ylococcs eran destrídas por algna actividad de las

colonias del =ongo! 4 partir de este =ongo reali0ó la extracción de n compesto ?e era

el responsable del eecto in=ibitorio al ?e llamó %enicilina! Ai bien (leming reconoció

el enorme potencial terap$tico de la penicilina, encontró serios problemas para aislarla

y priicarla! 'l primer ensayo clínico con na preparación crda de penicilina se llevó

a cabo el 12 de (ebrero de 1)1! 'l paciente era n policía de Oxord ?e se estaba

mriendo por na inección con Atap=ylococcs 9septicemia! 4l administrarle

penicilina se observó n me<oramiento espectaclar, pero * días desp$s, cando se les

acabó la penicilina, la inección volvió a emerger y el paciente mrió! 'ste ensayo

clínico alló debido a ?e no se podía obtener na prodcción a gran escala de

penicilina! 'n este pnto 91)3-1)1 los brit8nicos estaban inmersos en la >> gerra

mndial! #os americanos se interesaron por la penicilina y la ndación 6oc@eeller

invitó al ingl$s (lorey para ?e investigara la prodcción a gran escala de la penicilina

<nto con niversidades e indstrias armac$ticas americanas! 'sta cooperación =i0o

posible ?e n aBo desp$s estvieran disponibles grandes cantidades de penicilina!

My pocos descbrimientos cientíicos =an tenido tanto eecto en el campo de la

medicina como el descbrimiento de los antibióticos!

II.- DEINICION CLASIICACION DE LOS ANTIBIOTICOS

#os antibióticos se peden deinir como n prodcto del metabolismo microbiano ?e

es capa0 de matar o in=ibir el crecimiento de otros microorganismos y adem8s es

eectivo a ba<as concentraciones! 4ctalmente se conocen m8s de *333 antibióticos de

los cales alrededor del .*R son prodcidos por el g$nero Streptomyces!

5asados en s estrctra ?ímica, los antibióticos se peden clasiicar en los sigientes

grpos:

1. Be!alac!;mico#! Ae caracteri0an por poseer en s estrctra el anillo betalact8mico

?e est8 compesto por " 8tomos de carbono y 1 8tomo de nitrógeno! 'n esta categoría



se inclyen:

%'+>>#>+4A: 5encilpenicilina 9 Penicillium chrysogenum

#474M4A: 4cido clavl8nico 9Streptomyces clavuligerus

'(4#OA%O6>+4A: "X generación eotaxima 9 "cremonium YCephalosporiumZ

MO+O54;4M4A: 40treonam 9Chromobacterium violaceum4654%'+'M4A: >mipenem 9Streptomyces cattleya

+. Macr(lido#! 4 esta categoría pertenece la eritromicina ?e consiste en n anillo

lactónico con a0Kcares aminados! #a eritromicina es prodcida por Streptomyces

erythreus ?e e aislado de n selo de (ilipinas!

5. Amioglic(#ido#! 'l antibiótico m8s conocido es la estreptomicina! onsisten en

a0Kcares aminados y n anillo llamado aminociclitol! #a estreptomicina la prodce

Streptomyces griseus! #a neomicina tambi$n pertenece a este grpo y debido a ?e se

absorbe poco se tili0a oralmente antes de na cirgía intestinal!

>. Te!raciclia#! #os antibióticos de este grpo 9tetraciclina, clortetraciclina,

oxytetraciclina, doxiciclina tienen en comKn en s estrctra el anillo nataleno 9)

anillos! Aon prodcidas por el g$nero Streptomyces!

@. )oli"e"!ídico#! 4 este grpo pertenece la bacitracina ?e es prodcida por na cepa

de Bacillus subtilis ?e e aislada de na =erida inectada de na <oven llamada ;racy

9de a=í s nombre! #os antibióticos pertenecientes a este grpo se caracteri0an por

poseer na cadena de amino8cidos algnas veces circlar como es el caso de la

polimixina 5 ?e es prodcida por Bacillus polymy#a! Debido a s toxicidad se aplican

de orma tópica!

. )olieo#! ompestos ?e contienen tres o m8s dobles enlaces! 'l grpo inclye los

antibióticos nistatina y anotericina 5! #a nistatina 9cyo nombre proviene del estado

donde se descbrió, +e or@ A;4;e es prodcida por Streptomyces noursei y e el

primer antiKngico descbierto pero debido a s toxicidad se sa en tratamientos de la

piel e inecciones bcales! #a anotericina 5 9s nombre proviene de s car8cter

anot$rico ya ?e posee propiedades de 8cido y base es prodcido por Streptomyces

nodosus y tambi$n es tóxico 9casa daBos en el riBón por lo ?e se administra

monitori0ado en el tratamiento de inecciones internas Kngicas!

. O!ro# a!ibi(!ico#! 'l loranenicol posee na estrctra simple 9nitrobenceno! #o prodce Streptomyces vene$uelae an?e debido a s simplicidad reslta m8s

económica s síntesis ?ímica! asa como eecto secndario anemia apl8stica 9la

m$dla ósea de<a de prodcir nevas c$llas sangíneas por lo ?e s administración

est8 limitada a la iebre tioidea, abcesos cerebrales e inecciones oclares! 'l

cloranenicol nnca debe administrarse drante largos períodos de tiempo!

III.- MODO DE ACCION DE LOS ANTIBIOTICOS

'n general, los antibióticos deben s toxicidad selectiva a las dierencias entre las

c$llas ecariotas y procariotas! A eicacia tóxica es la consecencia de s capacidad

de in=ibir na reacción bio?ímica especíica y esencial, bien sea para la c$lla



animales, la mayor parte de estos antibióticos son tóxicos para los =manos!

4ntibióticos ?e alteran la membrana citopl8smica:

)olimi2ia#! >nteraccionan con los osolípidos de las membranas desorgani08ndolos y

amentando s permeabilidad originando na p$rdida de metabolitos esenciales y la

merte bacteriana como resltado inal! #as bacterias m8s ssceptibles son las ?etienen en s membrana n mayor contenido en osolípidos 9G-!

)olieo#! #os antibióticos poli$nicos 9nistatina, anotericina 5 son activos rente a

=ongos ya ?e orman comple<os con los esteroles de las membranas de las c$llas

Kngicas originando poros =idroílicos, lo ?e modiica la permeabilidad de la

membrana!

5. I=ibici( de la #í!e#i# "ro!eica! #a mayor parte de los in=ibidores de la síntesis

proteica reaccionan con el comple<o ribosoma-m6+4! 4n?e las c$llas =manas

tambi$n tienen ribosomas, los ribosomas de los ecariotas son dierentes en tamaBo y

estrctra de los ribosomas de los procariotas 9/3A y .3A por lo ?e estosantimicrobianos tienen na acción selectiva rente a bacterias!

4ntibióticos ?e in=iben la síntesis proteica:

Amioglic(#ido# 9estreptomicina, gentamicina! 4ctKan ni$ndose especíicamente y

de orma irreversible a n receptor proteico de la sbnidad "3A de los ribosomas 9en el

caso de la estreptomicina, la proteína %13! 'sta nión casa, por n lado, el blo?eo de

la actividad normal del comple<o de iniciación, con lo ?e se detiene la síntesis proteica

y, por otro, distorsiona el codon del locs 4, provocando la incorporación de n

amino8cido distinto al codiicado! De esta manera se orman proteínas anómalas!

Te!raciclia#! Ae nen a la sbnidad "3A de los ribosomas blo?eando la i<ación del

aminoacil-t6+4 al locs 4 parando la síntesis de proteínas!

Clora*eicol! Ae ne a la sbnidad *3A de los ribosomas impidiendo la transerencia

al in=ibir la peptidiltranserasa y, por ello, la transpeptidación!

Macr(lido# 9eritromicina! ;ambi$n actKan sobre la sbnidad *3A de los ribosomas,

impidiendo la translocación, es decir, el paso del peptidil-t6+4 del locs 4 al locs %,

previa liberación del t6+4!

>. Blo7$eo de la #í!e#i# de lo# ;cido# $cl%ico#! #a biosíntesis de mol$clas de 6+4y D+4 consiste en na larga serie de reacciones catali0adas por en0imas ?e al igal

?e cal?ier otro proceso comple<o es ssceptible de romperse en dierentes pntos!

na in=ibición en n pnto de la secencia pede blo?ear las reacciones posteriores!

#os antibióticos ?e interieren en la síntesis de 8cidos ncl$icos esencialmente actKan

blo?eando la síntesis de ss componentes, in=ibiendo la replicación o parando la

transcripción!

ompestos ?e blo?ean la síntesis de 8cidos ncl$icos:

S$l*amida# 9?imioter8picos sint$ticos! Ae denominan antimetabolitos debido a ?e

interieren n proceso metabólico esencial en las bacterias! #as slamidas son an8logos

estrctrales de n compesto metabólico natral, el %454 98cido para-aminoben0oico?e es necesario para ?e las bacterias pedan sinteti0ar 8cido ólico ?e a s ve0 es n



componente del coen0ima 8cido tetra=idroólico ?e a s ve0 participa en la síntesis de

prinas y ciertos amino8cidos! na mol$cla de slonamida tiene gran ainidad por el

sitio donde se ne el %454 al en0ima 9di=idro-pteroatosintetasa ?e sinteti0a 8cido

ólico! Ai esto ocrre se blo?ea la síntesis de 8cido ólico, lo cal provoca ?e exista

na cantidad insiciente de 8cido ólico con lo ?e se blo?ea la síntesis de 8cidos

ncl$icos! 4n?e los =manos re?ieren tambi$n 8cido ólico en la síntesis de 8cidosncl$icos, los =manos no peden sinteti0ar 8cido ólico& $ste es n ntriente esencial

9vitamina ?e se obtiene exógenamente a trav$s de la dieta! a ?e los =manos

carecen de este sistema en0im8tico especial para incorporar el %454 al 8cido ólico, s

metabolismo no pede ser in=ibido por las slamidas!

I0.- OTROS AGENTES ANTIMICROBIANOS SINTETICOS DE SO CLINICO

Trime!ro"i! 's n agente antibacteriano sint$tico 9pirimidina sint$tica ?e no es na

slamida pero se sa en combinación con ellas para tratar inecciones del tractorinario, respiratorio y gastrointestinal debido a s acción sinergista al in=ibir al en0ima

di=idroolato redctasa de las bacterias ya ?e el en0ima =mano tiene dierente

estrctra!

Ni!ro*$rao#! Aon derivados del rral al ?e se le =a aBadido n grpo nitro creando

n nitrorano! 'stos compestos in=iben la síntesis de proteínas! #a nitrorantoina se

tili0a en inecciones rinarias ya ?e se excreta por los riBones y se concentra en la

orina!

I#oiaida! Ae sa para tratar la tberclosis ya ?e es bactericida rente a

Mycobacterim tberclosis pero sólo rente a c$llas en crecimiento! A mecanismo deacción no se conoce con exactitd an?e es n an8logo estrctral de la piridoxina

9vitamina 5 por lo ?e pede blo?ear las reacciones bio?ímicas en las ?e est$

involcrada la vitamina 5!

$ioloa#! Aon derivados de la ?inina! 'l 8cido nalidíxico es na ?inolona ?e

in=ibe la síntesis de D+4 en bacterias G- al in=ibir la D+4 girasa! Ae sa contra las

inecciones del tracto rinario!

0.- BASES /ARA LA TILIACION CLINICA DE LOS ANTIMICROBIANOS

'xisten m8s de *333 antibióticos de los cales sólo nos 133 se tili0an en la pr8ctica

clínica! %ara ?e n compesto ?ímico sea considerado n agente ?imioterap$tico

ideal para tratar las inecciones microbianas debe renir las sigientes calidades:

1!- Debe ser capa0 de destrir o in=ibir mc=os tipos de microorganismos patógenos!

Aer8 me<or canto mayor sea el nKmero de especies microbianas aectadas! #os

antibióticos m8s tili0ados son los de amplio espectro!

2!- Debe in=ibir a los microorganismos de tal manera ?e se evite el desarrollo de

microorganismos patógenos resistentes al antibiótico!



"!- +o debe prodcir eectos secndarios no deseables en el paciente tales como

reacciones al$rgicas, daBo al sistema nervioso, a los riBones o irritaciones del tracto

gastrointestinal!

)!- +o debe eliminar la microbiota normal del tracto intestinal o de otras 8reas del

cerpo ya ?e estos microorganismos <egan n papel importante al evitar elcrecimiento de microorganismos patógenos y por lo tanto de inecciones!

*!- Ai el agente se administra oralmente, no debe inactivarse por los 8cidos del estómago

y debe absorberse desde el tracto intestinal al cerpo! Ai la administración es parenteral,

no debe inactivarse por la nión a proteínas de la sangre!

!- Debe ser altamente solble en los lidos corporales ya ?e debe estar en solción

para ser activo!

.!- Debe de alcan0ar na concentración lo sicientemente alta en los te<idos o la sangre

del paciente para poder matar o in=ibir a los microorganismos casantes de laenermedad!

Desgraciadamente no existe ningKn antibiótico ?e reKna todas estas características& es

por lo ?e siempre se deben =acer comparaciones entre los distintos agentes existentes

para seleccionar el me<or en el tratamiento de na inección especíica!

0I.- METODOS TILIADOS /ARA LA 0ALORACION SELECCION DEANTIBIOTICOS

4ntes de llevar a cabo na terapia antimicrobiana es importante conocer al menos tres

actores:

1!- +atrale0a del microorganismo casante de la inección!

2!- Grado de sensibilidad del microorganismo a dierentes antibióticos!

"!- Historial m$dico del paciente!

+o todos los agentes inecciosos re?ieren llevar a cabo prebas de ssceptibilidad! 'n

inecciones casadas por =ongos estas prebas son diíciles y a veces innecesarias!

;ambi$n existen ciertos grpos de bacterias como los estreptococos 4 y todos los

anaerobios 9excepto 5acteroides ?e generalmente son sensibles a la penicilina! 'nestos casos no son necesarias las prebas de ssceptibilidad salvo ?e el paciente sea

al$rgico a la penicilina!

#as prebas de ssceptibilidad son necesarias en a?ellos grpos de bacterias ?e

comnmente presentan resistencias, ndamentalmente Atap=ylococcs, +eisseria

gonorr=oeae, ciertos estreptococos 9A! pnemoniae y A! aecalis y los bacilos aerobios

ent$ricos G-!

M%!odo# microbiol(gico#

1. T%cica de dil$ci( e !$bo! 'n el m$todo de dilción en tbo se tili0an na serie

de tbos ?e contienen n medio de cltivo est$ril y varias concentraciones de cada node los antibióticos ?e se van a ensayar! ;odos los tbos se inoclan con el



microorganismo ?e va a ser ensayado y se incban a la temperatra óptima de

crecimiento del microorganismo! %osteriormente se examinan los tbos para determinar

en c8les de ellos se =a in=ibido el crecimiento del microorganismo! ;ambi$n se calcla

la concentración mínima in=ibitoria 9M> ?e es la concentración m8s ba<a ?e es

capa0 de prevenir el crecimiento del microorganismo! 4?ellos antibióticos ?e tengan

la M> m8s ba<a deber8n ser los ?e tengan la mayor actividad antimicrobiana rente al patógeno!

+. T%cica de di*$#i( e "laca! 'n este m$todo se incba el microorganismo en na

placa %etri con medio de cltivo solidiicado sobre la ?e se aBaden discos de papel

impregnados con na cantidad conocida de antibiótico! Desp$s de la incbación se

observan en la placa la presencia de 0onas claras alrededor de los discos llamadas =alos

de in=ibición! #a asencia de n =alo signiica ?e el microorganismo es resistente al

antibiótico! %or el contrario y por regla general, canto mayor es el =alo m8s eectivo es

el antibiótico! 'ste m$todo se pede tili0ar tambi$n para determinar la M> al tili0ar

discos con distintas concentraciones de n mismo antibiótico!

0II.- CONSIDERACIONES A TENER EN CENTA AL TILIAR ANTIBIOTICOS

1!- 4proximadamente se recetan 233 millones de antibióticos al aBo en 'stados nidos!

Ae estima ?e la mitad de estas prescripciones son inapropiadas debido a ?e el origen

de la inección es viral!

2!- 'l abso de antimicrobianos en los =ospitales como medida de proilaxis en las

operaciones ?irKrgicas est8 incrementando la resistencia antimicrobiana sin realmente

beneiciar en mc=os casos al paciente!

"!- 'xiste na tendencia a tili0ar antibióticos de amplio espectro para combatir

inecciones menos graves lo ?e pede originar sperinecciones así como reacciones

tóxicas! #as tetraciclinas y cloranenicol se sigen recetando rtinariamente para

combatir inecciones ?e podrían ser tratadas m8s eicientemente con otros antibióticos

menos tóxicos y con n espectro m8s limitado!

)!- Mc=os antibióticos se recetan sin identiicar al microorganismo o reali0ar

antibiogramas, inclso cando dic=os ensayos est8n claramente aconse<ados!

*!- +ormalmente se recetan los antibióticos m8s caros cando otros m8s baratos sonigal de eectivos! Dentro de los antibióticos m8s caros est8n las cealosporinas y

algnas tetraciclinas, ?e son los antibióticos m8s recetados!

!- Mc=as personas se atomedican antibióticos! +o es aconse<able dispensar

antibióticos sin receta m$dica!

TEMA +1. INM0NIDAD ARTI3ICIAL

!r. Pedro ". Mateos




I.- TI/OS DE 0ACNAS1.- 0a'nas a&en'a#as

2.- 0a'nas !na&!va#as

3.- 0a'nas &o:o!#es

4.- 0a'nas #e o%ponen&es el'lares *a&er!anos

6.- 0a'nas #e s'*'n!#a#es v,r!as

7.- 0a'nas an&!-!#!o&,p!as

%na va'na es una suspensión de microorganismos 2o alguna parte o producto deellos: 9ue producir inmunidad al ser inoculada en un 0uésped.

I.- TI/OS DE 0ACNAS

1. ,ac$a# a!e$ada#

Aon preparaciones de bacterias o virs vivos ?e est8n tan debilitados o alterados ?e ya

no son virlentos, siendo todavía capaces de provocar na respesta inmne! #as

vacnas de virs vivos atenados tienden a mimeti0ar la inección verdadera y selen

prodcir me<or inmnidad ?e las de virs inactivados! 4lgnos e<emplos de vacnas

vivas son la Aabin para la poliomielitis, iebre amarilla, sarampión, rbeola, parotiditis y

la 5G para la tberclosis 9Mycobacterim tberclosis! #a mayoría de las vacnas

de virs atenados provocan inmnidad para toda la vida sin inmni0aciones de

recerdo!

2.- 0a'nas !na&!va#as

&on suspensiones de bacterias o virus 9ue 0an sido matados por la acción dedesinfectantes como son el fenol o formalde0ido. En este tipo de vacunas esnecesario dividir la cantidad total 9ue se necesita para inducir la protección envarias dosis con intervalos de d#as o semanas debido a la alta concentración demicroorganismos muertos 9ue se deben administrar ya 9ue no se replican como enel caso de las vacunas atenuadas. Algunos e=emplos de vacunas muertas son la&al3 para la poliomielitis; rabia; gripe y la tosferina 2ordetella pertussis:.

3.- 0a'nas &o:o!#es

















&on preparaciones obtenidas a partir de to1inas bacterianas inactivadas.$eneralmente se utiliza el formol 25I de formalde0ido en -7,:. +os to1oides sonmuy efectivos en la prevención de la difteria y el tétanos.

4.- 0a'nas #e o%ponen&es el'lares *a&er!anos

Este tipo de vacunas evocan una respuesta inmune ms espec#fica evitando lainoculación de material celular 9ue no contribuye a la respuesta inmune y s# en losefectos secundarios. &e obtienen mediante el fraccionamiento de una vacunaclsica y posterior recolección de a9uellas porciones 9ue contienen los ant#genosdeseados. &e denominan vacunas subcelulares. !e este tipo es una vacuna nuevacontra la tosferina 27 componentes de la to1ina y la 0emaglutinina:.

6.- 0a'nas #e s'*'n!#a#es v,r!as

+as vacunas de subunidades utilizan solamente a9uellos fragmentos antigénicos delvirus ms adecuados para estimular una respuesta inmunitaria potente. +os genes9ue codifican para estas subunidades proteicas pueden ser introducidos en elgenoma de una bacteria o levadura mediante las técnicas de ingenier#a genética. +abacteria o levadura produce estas subunidades en cantidad 9ue posteriormente sonrecolectadas y purificadas para utilizarlas como vacunas. Por e=emplo; la vacunaactual contra la 0epatitis es una vacuna de subunidades 2-sAg; ant#geno desuperficie del -V: producida en una levadura con lo 9ue se evitan los problemasasociados con el uso de material derivado de donadores 0umanos.

7.- 0a'nas an&!-!#!o&,p!as

+a idea bsica de las vacunas anti(idiot#picas es la de utilizar; en lugar de unant#geno; un anticuerpo 9ue reproduzca la morfolog#a del ant#geno 2y 9ue por lotanto induzca inmunidad: pero 9ue sea de por s# inocuo. Para producir una vacunade este tipo el primer paso es obtener un anticuerpo contra el ant#geno. Esteanticuerpo; llamado anticuerpo idiot#pico 2Ac(4:; se inyecta en un animal 9ueresponde produciendo anticuerpos contra él 2anticuerpos anti(idiot#picos o Ac(7:. Elanticuerpo Ac(7 puede actuar como vacuna puesto 9ue contiene un determinanteantigénico similar al del ant#geno original. ,tro animal 9ue reciba la vacunaconteniendo Ac(7 responder produciendo un tercer tipo de anticuerpos2anticuerpos anti(anti(idiot#picos o Ac(:. &i el animal inmunizado se enfrenta alant#geno original; los anticuerpos Ac( reaccionarn con ese ant#geno inactivndoloo provocando su destrucción. Este planteamiento se 0a propuesto como una formade desarrollar una vacuna potencial contra el &'!A pero los intentos no 0an tenidoé1ito 0asta la fec0a

Microbiologia General

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