MICROBIOLOGIA DEFINICIONES GENERALES PATOGENO (del griego pats= dolencia). Dcese de los elementos y medios que originan y desarrollan las enfermedades. PARASITISMO: Hbito de los que viven a expensas de otros a manera de parsito. Beneficio de uno de los organismos con perjuicio del otro. PARASITOLOGIA: Parte de la Biologa que trata de los seres parsitos. HONGO: Cualquiera de las plantas talofitas sin clorofila, de tamao muy variado y reproduccin perfectamente asexual por esporas, que son parsitos que viven sobre materia orgnica en descomposicin, su talo ordinariamente filamentoso y ramificado que absorbe los principios orgnicos nutritivos que existen en el medio. SAPROFITO: Dcese de las plantas que viven a expensas de materia orgnica en descomposicin. COMENSALISMO: Con este trmino nos referimos a la asociacin mutua pero casi indiferente entre bacterias y organismos superiores. PATOGENICIDAD: Grado de producir enfermedad. PARASITO: Es aquel microorganismo que vive a expensas de su husped. BACTERIA: Organismo unicelular, microscpico, sin clorofila y sin ncleo pero con grnulos de cromatina dispersos en el protoplasma, a veces con flagelos o cilios mediante los cuales se mueven en un medio lquido y muchas de sus especies vive en aguas dulces o marinas, abundantes en las sustancias orgnicas en putrefaccin. HUESPED: Organismo de mayor tamao en el cual otro de menor tamao puede desarrollarse sobre la superficie o en los tejidos de los primeros. SIMBIOSIS: Describe la ntima asociacin entre dos clases de organismos; si se benefician ambas partes de las relaciones establecidas, el tipo de simbiosis as creada recibe el nombre de MUTUALISMO. VIRULENCIA: Es el trmino que se usa para designar el poder patgeno de un microorganismo en particular y especialmente de una cepa especfica. ANTIGENO: Es aquel que induce al organismo a producir la formacin de un anticuerpo.

BACTERIOLOGIA: Rama de la Biologa que estudia las bacterias, su forma, estructura antignica, reproduccin, fisiologa, metabolismo e identificacin, como estn distribuidos en la naturaleza, sus relaciones con otros seres, los efectos benficos y perjudiciales que ejercen sobre el humano y las alteraciones fsicas y qumicas que provocan en su medio. ENDEMICO: Enfermedad o agente etiolgico que se presenta de manera constante o prevalece en una poblacin o zona geogrfica. EPIDEMICO: Enfermedad de morbilidad alta que solo se presenta de cuando en cuando en una comunidad humana o estacin en que predomina ampliamente cualquier enfermedad en particular. PANDEMIA: Endemia de amplia distribucin geogrfica. HISTORIA DE LA MICROBIOLOGIA La historia de la Microbiologa se remonta a muchos siglos atrs, como lo demuestra el hallazgo de restos fsiles de bacterias en estratos rocosos con antigedad de 33 millones de aos. La civilizacin GRIEGA se remonta al ao 3,400 AC. El estudio del periodo cnosiano o minoico (1850 1400 A.C.) descubre prueba de la existencia de dispositivos sanitarios, de ventilacin, desages y letrinas, incluyendo algunos mtodos que superan a cualquiera de los construidos hasta el siglo XIX. Los templos situados cerca de los manantiales y de colinas boscosas se utilizaban como sanatorios y casas de salud. Con la entrada de Hipcrates (460 377 A.C.) en la escena de la medicina, empez una nueva era del pensamiento cientfico y se introdujo el mtodo experimental en la ciencia mdica. Hipcrates atribuy la enfermedad a trastornos de los fluidos vitales del cuerpo; dividi las enfermedades en cuatro clases: agudas, crnicas, endmicas y epidmicas; seal la importancia del agua hervida para las heridas infectadas, de la limpieza de las manos y las uas del mdico y de la aplicacin de apsitos medicinales alrededor de las heridas. Universalmente Hipcrates es considerado El padre de la medicina y el Fundador de la tica mdica. Empdocles (450 A.C.) desec pantanos y reprimi el paludismo en Sicilia. Aristfanes (422 A.C.) describi el paludismo. El periodo EGIPCIO. La medicina egipcia fue muy progresista y quienes las practicaban saban mucho acerca de la sanidad. En el ao 4000 A.C. se practicaba ya en gran medida la circuncisin. Una momia que data de 1000 aos A.C. descubierta por Elliott Smith presenta signos de tuberculosis vertebral (con apfisis prominentes y vrtebras distorsionadas).

Los antiguos HEBREOS probablemente en poca tan remota como el ao 1500 A.C. fueron los fundadores de la jurisprudencia mdica (aplicacin cientfica de los conocimientos de las leyes mdicas) y de la profilaxis. El libro levtico contiene las ms estrictas disposiciones con respecto a la purificacin de las mujeres despus del parto, la higiene de la menstruacin, la prevencin de las enfermedades contagiosas, el contacto con los objetos sucios, la necesidad de aislamiento y la desinfeccin para el control de enfermedades como la peste, la sarna, el carbunco, el tracoma, la tsis y la sfilis. La difteria, la lepra, la gonorrea y la leucorrea eran conocidas. Los antiguos HINDES. En el sanscrito primitivo, en 1500 A.C., se hace referencia a exorcismos contra los demonios, las brujas y los hechiceros de las enfermedades. En el ao 368 de la era cristiana existan hospitales en la India y Ceiln. El susrata (siglo V) describe 1120 enfermedades tanto naturales como sobrenaturales. El paludismo era atribuido a los mosquitos, y se aconsejaba a las personas que abandonaran sus hogares cuando las ratas cayeran del techo probablemente por la peste. En el captulo del susrata sobre obstetricia hay una seccin sobre higiene y nutricin infantil. Periodo GRECOROMANO (146 A.C. a 476 D.C.) Despus de la destruccin de Corinto (146 A.C.) la medicina griega emigra a roma, donde 10,000 personas haban muerto diariamente de peste durante una epidemia. Claudio Galeno (201 130 A.C.) hizo referencia a las falsas membranas encontrados en los casos de difteria. Virgilio (70 19 A.C.) escribi sobre medicina veterinaria y describi el carbunco de las ovejas y su transmisibilidad. La antigua medicina CHINA fue puramente legendaria hasta el advenimiento de la dinasta Han, cuando se escribieron los primeros libros de medicina. Durante el siglo III A.C. se registraron casos clnicos. En la poca de Confucio se conoci la rabia en china y los antiguos chinos tenan conocimiento acerca de la prevencin de la viruela, los cuales les llegaron probablemente de la India. Es sabido que las referencias a la sfilis y a la gonorrea se remonta a la dinasta ming (1368 D.C.). La medicina en LA EDAD MEDIA. Durante este periodo la medicina sufri un tremendo retroceso, ya que la progresista medicina romana y griega fue remplazada, alrededor del ao 400 de la era cristiana, por la supersticin. Se quemaban las brujas en lugar de hervir el agua. En consecuencia, la suciedad, la pestilencia y la peste volvieron a imperar hasta el siglo XVIII. EL PERIODO MEDIEVAL. Durante la edad media, la humanidad fue azotada por enfermedades epidmicas. La lepra se hizo endmica hacia el ao 1300, haciendo pensar en la necesidad de hospitalizacin. La muerte negra (peste bubnica) caus entre 1348 y 1350 la muerte de una cuarta parte de la poblacin mundial, matando a 60 millones de personas. Otras pandemias entre las que se encontraba la lepra, el fuego de san Antonio (Erisipela), el mal del sudor (probablemente la influenza) y la sfilis sugirieron que algunas enfermedades deban ser contagiosas. En 1348 la repblica veneciana tuvo los primeros empleados en salud pblica para

apartar a los barcos infectados y despus estableci la cuarentena en las zonas infectadas. El vinagre se us como antisptico. EL RENACIMIENTO (1453 1600) combati la medicina espiritualista con el sistema mdico griego y con un mayor conocimiento de la qumica. Paracelso (1493 1541) registr 5 causas de enfermedad: csmica, predisposicin, psquica, venenos e intervencin divina. La viruela, el tifo y el sarampin aparecieron desde 1493 a 1570. La fiebre tifoidea o fiebre de la crcel, como era llamada, caus una mortalidad aterradora que barri con millones, destruyendo con frecuencia comunidades enteras. La evolucin del Microscopio. Se atribuye a Roger Bacon (1212 1294) haber hecho las primeras lentes simples. En holanda, en 1590, Zacaras Janssen fue tal vez el primero en producir un sistema compuesto de lentes. Atanasio Kircher (1601- 1680), sacerdote jesuita, ide un implemento primitivo de ampliacin, en el cual pudo haber visto bacterias. Las primeras observaciones notables sobre las bacterias fueron registradas en 1675 por Antn Van Leeuwenhoek (1632 1723). Con un instrumento ptico hecha con una lente biconvexa, Leeuwenhoek descubri bacterias en diversos lquidos del cuerpo, en el agua y en las infusiones de pimienta, as como las levaduras de cerveza. El descubrimiento del microscopio abri un nuevo y amplsimo campo para el estudio de la causa de la fermentacin y de las enfermedades. LA DOCTRINA DE LA GENERACION ESPONTANEA. Durante mucho tiempo se crey que las cosas vivas eran generadas espontneamente y se transcurri casi un siglo antes que el mundo quedara convencido de que todos los seres vivos deben tener progenitores vivos. Francesco Redi (1623 1697) cubri un trozo de carne con gasa para evitar que las moscas pusieran en ella sus huevos. La observacin de que la carne protegida no se descompona, en tanto que la no cubierta sufra descomposicin y en ella pululaban las larvas, demostr de una manera concluyente que las larvas se desarrollaban a partir de los huevos de las moscas, pero fueron necesarias muchas investigaciones ms del mismo orden para hacer tambalearse la teora de la generacin espontnea. Lazaro Spallanzani (1729 1799) tap hermticamente unos matraces con infusiones de material orgnico, hirvindolas despus; observ que quedaban libres de organismos vivos y sin seales de descomposicin. Al argumento de sus oponentes de que la ebullicin produca cambios qumicos que haca imposible la generacin espontnea, replic demostrando que los microorganismos se desarrollaban si las infusiones calentadas eran expuestas de nuevo al aire. Experimentos posteriores de Schulze en 1836 y de Schroeder y Von Dusch en 1854 aportaron nuevas pruebas pero muchos siguieron dudando. Schulze hirvi infusiones e hizo pasar despus aire a travs de cido sulfrico concentrado y no encontr organismo vivo alguno. Schawnn hizo pasar aire calentado a una temperatura suficientemente alta para destruir a los grmenes y no hubo descomposicin. Schroeder y Von Dusch colocaron tapones de algodn en los frascos de soluciones hervidas y observaron el mismo resultado.

El golpe ms duro a los defensores de la generacin espontnea la dio Louis Pasteur en 1860. Con matraces a los que haba estirado en forma de U, logr demostrar que la contaminacin solo tiene lugar por el acceso de aire cargado de organismos vivos. Con este dispositivo, las bacterias del polvo contenido en el aire entraban por el extremo abierto del tubo en U, pero no podan pasar a la seccin ascendente y al lquido del matraz y as los matraces quedaban sin contaminar. LA TEORIA DEL GERMEN DE LA ENFERMEDAD. La diseminacin de las enfermedades haba sido atribuida por algunos a vapores desprendidos de las personas infectadas (teora miasmtica) y por otras causas divinas. Fracastorius de Verona en 1546 estableci el concepto de contagium vivum, como causa de la enfermedad. Enuncia claramente la teora germinal de la enfermedad, que la enfermedad era causada por criaturas vivas invisibles. En 1792, Marco Antonio Van Plenciz, mdico de Viena, public la teora del germen de la enfermedad, sin apoyarla en datos experimentales; en ella expresaba su creencia en los puntos de vista de Fracastorius y avanz un poco ms al afirmar que cada enfermedad infecciosa tena su causa viva invisible. LA EDAD DE ORO DE LA BACTERIOLOGIA. El descubrimiento del microscopio, la liquidacin de la polmica sobre la generacin espontnea de las cosas vivas y el planteamiento de la teora del germen de la enfermedad prepararon el camino para fundacin de la nueva ciencia de la Bacteriologa. EDWARD JENNER (1749 1823) Mdico Britnico, fue llamado el Padre de la Inmunologa por ser el primero en instituir la vacunacin sistemtica contra una enfermedad infecciosa. Introdujo la vacunacin contra la viruela (poxvirus) con virus de pstulas de vaca al observar que las personas de las zonas rurales que haban tenido viruela bovina eran inmunes a la viruela humana. TEODORO SCHWANN (1810 1882) botnico, formul el concepto de fermentum vivum con base a estudios sobre levaduras y descubri la levadura Saccharomyces cerevisiae, que es la causa de la fermentacin alcohlica. LORD JOSEPH LISTER (1827 1912), cirujano britnico, aplic los principios de la fermentacin a las infecciones quirrgicas y enunci la teora de que la infeccin se deba al paso de cuerpos diminutos capaces de reproducirse del infectante al infectado. En 1852 asent las bases de la ciruga asptica, de la cual se le considera el padre. SCHOENLEIN en 1839 descubri la causa de dos enfermedades microbianas, la tia y la aftosa, males cutneos causados por un hongo (microsporon, epidermofitn y tricofitn) y una levadura (Candida albicans). DAVAINE en 1863, comprob que Bacillus anthracis era la causa del carbunco (enfermedad mortal caracterizada por septicemia, convulsiones, escalofros y

fiebre) inyectando animales con estos bacilos e infectndolos. Fue el primero en observar las bacterias en los tejidos. SEMMELWEIS, en 1846, contribuy a nuestro conocimiento en la fiebre puerperal demostrando que los mdicos, las parteras y enfermeras transmitan la infeccin a los pacientes. SNOW en 1849, demostr que la transmisin del clera era por las aguas residuales del ro Tmesis en Londres, mucho antes que se descubriera al agente causal de esta enfermedad. LOUIS PASTEUR (1822 1895) destaca principalmente por su brillante labor relativa a la fermentacin y a la prevencin del carbunco y de la rabia. Entre 1857 y 1862 encontr que las levaduras causan la fermentacin normal del vino y de la cerveza. Descubri que el calentamiento destruye a las levaduras naturales que causa el sabor desagradable y esto dio origen al proceso denominado pasteurizacin que se utiliza en las industrias del vino, la cerveza y la leche. Su trabajo sobre el clera de las gallinas sent las bases de la inmunidad al identificar a Pasteurella avicida como causa de la enfermedad y al encontrar que las aves se hacan inmunes a los cultivos virulentos despus de la inyeccin de cultivos atenuados. Durante los aos de 1879 y 1880, Pasteur demostr que las ovejas podan ser inmunizadas contra el carbunco. En 1885 fue introducido el tratamiento de Pasteur para la prevencin de la rabia en aquellos que haban sido mordidos por animales rbidos. Se le reconoce como el Padre de la Bacteriologa por haber servido a la humanidad en toda su capacidad. ROBERT KCH (1843 1910) es considerado El padre de la tcnica bacteriolgica por el descubrimiento y desarrollo de los cultivos slidos y por haber obtenido cultivos puros de microorganismos de cultivos mixtos. Kch estableci cuatro criterios para establecer la etiologa de las enfermedades infecciosas, conocidos como los postulados de Kch; estos son: 1. un microorganismo especfico debe estar siempre asociado con una enfermedad. 2. se le debe aislar en cultivo puro. 3. cuando se inocula a un animal sano susceptible producir la misma enfermedad. 4. habr de obtenerse nuevamente en cultivo puro. Ide los mtodos de teido por medio de los colorantes de anilina. Descubri el ciclo de esporulacin de Bacillus anthracis y demostr que este germen es el causante del carbunco y el modo de transmisin de la enfermedad (cutnea, respiratoria o intestinal). En 1882 estableci que Mycobacterium tuberculosis era la causa de la tuberculosis y posteriormente descubri la tuberculina (protena derivada de los cultivos de este bacilo), encontr al agente etiolgico del clera asitico y fue el primero en transmitir la enfermedad con organismos cultivados artificialmente.

FRIEDRICK LOFFLER (1852 1915), trabaj con Koch en el cultivo del microorganismo de la difteria conocido como bacilo de Klebs-Loeffler y en 1884 lo obtuvo en cultivo puro. En 1882 descubri al agente causal de la erisipela porcina (Erysipelothryx rusiopathiae). EDWIN KLEBS (1834 1913) trabajando con Loeffler descubri el bacilo de la difteria y fue el primero en producir lesiones tuberculosas en animales. EMILE ROUX Y ALEXANDRE YERSIN descubrieron la toxina diftrica y EMILE VON BEHRING descubri la antitoxina diftrica. ELIE METCHNIKOFF (1845 1916), en 1901 public su principal trabajo La inmunidad en las enfermedades infecciosas que contiene la teora de la fagocitosis en la inmunidad. KARL JOSEPH EBERTH (1835 1926) descubri la causa de la fiebre tifoidea a la que por l se llam Eberthella typhosa. En 1884, GAFKY desarroll Eberthella typhosa en cultivo puro y confirm su papel etiolgico en la fiebre tifoidea. FEHLEISEN, ayudante de Koch, demostr en 1883 que la causa especfica del fuego de san Antonio, la erisipela, era un estreptococo. ALBERT NEISSER (1855 1916) descubri el gonococo, causa de la gonorrea en 1879. WILLIAM WELCH (1850 1934), en 1892 encontr al organismo responsable de la gangrena gaseosa, Clostridium perfringens. KARL WEIGERT (1845 1904) fue el primero en usar los colorantes de la anilina para teir bacterias. DAVID BRUCE (1855 1931) encontr la causa de la fiebre de malta, los tripanosomas de la nagana y de la enfermedad del sueo y demostr que la mosca ts-ts es la portadora del tripanosoma de la enfermedad del sueo. En 1880, LAVERAN descubri el microorganismo del paludismo (plasmodio) y RONALD ROSS descubri en 1896 el ciclo de vida de plasmodium malarie. AUGUST VON WASSERMANN (1866 1925) alcanz fama internacional por la aplicacin del fenmeno de Bordet Gengou al serodiagnstico de la sfilis, con la llamada reaccin de Wassermann. En 1911, HIDEYO NOGUCHI (1876 1928) obtuvo cultivos puros de Treponema pallidum y en 1913 descubri el treponema en el tejido cerebral de un caso de parlisis.

En 1898, K. Shiga descubri el tipo de bacilo disentrico que despus llev su nombre. Tambin inform haber logrado el cultivo de Mycobacterium leprae. S. KITAZATO (1852 1931), en 1894 junto con YERSIN, descubri la causa de la peste bubnica, Pasteurella pestis. En 1929, el DR. ALEXANDER FLEMING, cientfico britnico, descubre la penicilina, producido por el moho penicillium notatum. DOMAGK inform en 1935 que el prontosil tena un efecto espectacular sobre las infecciones estreptoccicas ya que es convertido por el organismo en sulfanilamida, que era el agente qumico activo. En 1939, el DR. RENE DUBOS descubri el antibitico tirotricina. SELMAN WAKSMAN anunci en 1943 el descubrimiento de la estreptomicina y en 1949 de la neomicina. En 1949 el DR. DUGGAR produjo la aureomicina, antibitico til en las infecciones por ricketssias y en algunas por virus. El DR. PAUL BURKHOLDER, de la Universidad de Yale, aisl la cloromicetina del Streptomyces venezuelae que se encuentra en el suelo, til en el tratamiento de la brucelosis y fiebre tifoidea. En 1945, El DR. FRANK MELENEY descubri la bacitracina de la cepa de Bacillus subtilis, la cual es efectiva contra el estafilococo, los cocos anaerobios y Streptococcus agalactiae. EL DR. EDWARD JONAS SALK director del laboratorio de investigacin de la universidad de Pittsburg, anunci en marzo de 1953 su descubrimiento de la vacuna viral trivalente que ahora es de uso amplio mundial en la profilaxis contra la poliomielitis paralizante. Durante las ltimas dos dcadas, los progresos en fisiologa celular, bioqumica y gentica han llevado de un modo preciso a investigar la estructura y funcin de los cidos nucleicos y protenas que se conocen como Biologa molecular. Por ejemplo, la demostracin del papel central del DNA como depsito de la informacin gentica fue como resultado de los estudios de Griffith, en la dcada de 1920, en aislar DNA de neumococos y que ste era en realidad el factor de transformacin de un tipo capsular en otro. La prueba final, ms all de toda duda, fue suministrada por la demostracin de Hershey y Chase, en 1952, de que el propio cido nucleico viral contena toda la informacin necesaria para la multiplicacin de los virus. Al mismo tiempo Watsson y Crick desarrollaron el modelo de la doble hlice de DNA que los llev a sugerir que una de las cadenas complementarias de DNA podra servir como matriz para la sntesis de la otra, proveyendo as una descripcin de la replicacin y continuidad autoperpetuante de los genes. Utilizando tambin un sistema bacteriano sigui inmediatamente la demostracin de la transcripcin del ADN en forma de ARN mensajero, sintetizado como secuencia complementaria del ADN. Se hall adems que el ARN mensajero se traduca en polipptidos en los ribosomas. A mediado de la dcada de 1960, Niremberg y Ochoa haban resuelto la naturaleza del triplete de secuencias de bases de ARN al que corresponde la seal del codon de cada aminocido.

CLASIFICACION E IDENTIFICACION DE LAS BACTERIAS Alos seres vivos se les clasificaron en Reino Vegetal y Reino Animal. Como hay organismos que no se pueden clasificar en el reino vegetal y animal se han establecidos nuevos reinos para clasificarlos. Una de las ms antiguas proposiciones las hizo en 1886 el zologo alemn E.H. Haeckel quien sugiri un tercer reino que comprendiera los microorganismos unicelulares que no son tpicamente vegetales ni animales y los catalog en este nuevo reino, EL PROTISTA. Aqu se incluyen las bacterias, algas, hongos y protozoos. Los microorganismos protistas a su vez se dividen en dos categoras de acuerdo a su ultraestructura celular: PROTISTAS SUPERIORES EUCARIOTICOS (ncleo verdadero) y LOS PROTISTAS INFERIORES PROCARIOTAS (ncleo primitivo) que se conocen como Eubacterias y que incluyen a las bacterias y a las cianobacterias algas verde-azules. Whittaker en 1969, propuso otro sistema de clasificacin en 5 reinos, el cual es ahora ampliamente aceptado por considerar las relaciones evolutivas y es compatible con los estudios recientes de bioqumica y gentica. Este sistema se basa en tres niveles de organizacin evolucionados en relacin con los 3 modos principales de nutricin: fotosntesis, absorcin y digestin respectivamente. Los procariotes pertenecen al reino MONERA, porque carecen del modo ingestivo de nutricin. Los microorganismos se encuentran en 3 de los 5 reinos: MONERA (Bacterias y algas verde-azules), PROTISTAS, que son organismos eucariticos unicelulares monocelulares (Microalgas:nutricin por fotosntesis y Protozoos por ingestin) y HONGOS: LEVADURAS Y MOHOS (que son hongos superiores multinucleados). Los otros 2 son el REINO VEGETAL (plantas verdes multinucleadas y algas superiores) y el REINO ANIMAL (animales multicelulares). El concepto de 2 patrones de organizacin, procariotas y eucariotas, llev a la teora endosimbitica (vivir juntos uno dentro de otro) de la evolucin. Es decir, las clulas eucariticas caractersticamente engloban partculas de alimento incluyendo las bacterias (endocitosis) en su citoplasma. Estas observaciones llevaron al concepto de que las primitivas clulas eucariotas pueden haber evolucionado de clulas procariotas por endosimbiosis. Actualmente hay suficientes datos que indican fuertemente que las mitocondrias y cloroplastos de las eucariotas se originan por sucesos endosimbiticos separados hace algunos miles de millones de aos. Derivan de un antecesor procaritico comn. GRUPOS DE MICROORGANISMOS Las algas son organismos relativamente simples. Los tipos ms primitivos son unicelulares, pero otros son conjunto de clulas iguales con poca o ninguna diferenciacin en su estructura o en su funcin. Otras algas, como las marinas pardas, tienen una estructura corporal compleja con tipos de clulas especializadas para funciones especficas. Independientemente de su tamao o complejidad todas las algas contienen clorofila y son capaces de efectuar la fotosntesis. Las algas se encuentran generalmente en medio acutico hmedo.

Las bacterias son organismos procariticos unicelulares simples grupos de clulas similares. Por lo comn se multiplican por fisin binaria. Los Hongos estn desprovistos de clorofila, por lo regular son multicelulares, no paseen races ni tallo, ni hojas y su tamao y forma vara desde una levadura microscpica de una sola clula hasta un champin o una seta multinucleada gigante. Los hongos verdaderos se componen de filamentos y masas de clulas que constituyen el cuerpo del organismo conocido como micelio. Los hongos se reproducen por fisin, gemacin o por medio de esporas. Los Protozoos, que son protistas eucariticos monocelulares, se diferencan sobre la base de sus caractersticas morfolgicas, nutritivas y fisiolgicas.

DIFERENCIAS ENTRE PROCARIOTES Y EUCARIOTES Se diferencian los procariotes por su ncleo ms rudimentario inserto en el protoplasma, sin membrana nuclear que los separen, sin retculo endoplsmico (RE) y sin mitocondrias. En cambio los eucariotes tienen un ncleo verdadero, con cromosomas capaces de meiosis y mitosis rodeado por una membrana nuclear, con RE y mitocondrias. ASPECTO Grupos Tamao Sist. Gentico Localizacin: Estructura del Ncleo: PROCARIOTAS Bacterias, cianobacterias 1 2 por 1 4 micras nucloide, cuerpo cromatnico material nuclear No delimitado por membrana Nuclear Un cromosoma circular Cromosoma sin histonas Divisin no por mitosis No hay nucleolo Los genes relacionados funcional lmente suelen estar arracimados NO NO Puede haber SI NO NO NO NO NO No contiene esteroles Contienen en parte la maquinaria respiratoria y en algunos la fotosin Contiene peptidoglicano Fibrillas simples NO EUCARIOTAS algas, hongos, protozoos, Plantas y animales. mayores de 5 de dimetro ncleo, mitocondrias, cloro plastos. delimitado por M. nuclear 1 ms cromosomas lineales cromosomas con histonas divisin nuclear por mitosis Si hay nucleolo Los genes relacionados funcio nal/ no estn arracimados. SI SI NO NO SI Suele haber SI SI SI contienen esteroles no realiza funciones respirato ria ni de fotosntesis. carece de peptidoglicano Multifibrillas con microtbulos En algunos.

Naturaleza del Citoplasma: Citopl. Fluyente Pinocitosis Vacuolas: Mesosoma: Mitocondrias: Cloroplastos: Ap. Golgi: RE Vacuolas limitadas Por membranas: Memb. Citoplas. Pared celular: Locomocin: Seudpodos: Mecanismo Metablico:

amplia variedad, algunos fijan el N2 la gluclisis Gaseoso, algunos acumulan polibeta Hidroxibutirato como material de reserva. Relacin DNA(como Moles de % de G+C) 28 a 73 alrededor de 40

TAXONOMIA BACTERIANA De acuerdo con el sistema de clasificacin de Linneo usado para plantas y animales, las bacterias pueden clasificarse como Reino, Clase (-eaceae), Orden (ales), Familia (-aceae), Tribu (-ieae) y nombre binomial especfico para genero y especie. El nombre especfico incluye un nombre genrico latinizado iniciado con mayscula y un nombre de especie tribal con minscula. Todos los nombres latinizados se escriben en cursiva o se subrayan para indicar que se tratan de otro idioma. Las denominaciones comunes o coloquiales, que no se escriben en cursiva, pueden derivar o incluso coincidir con la denominacin oficial (por ejemplo neumococo = Diplococcus pneumoniae). Sin embargo, algunos organismos pueden ser denominados de diversas formas como por ejemplo, Bacillus typhosus, Bacterium typhosum, Eberthella typhosa y Salmonella Typha. La clasificacin y nomenclatura que se seguir en este curso, es en general la establecida en los manuales de Bergey y de Bacteriologa Sistemtica y Bacteriologa Determinativa. Este ltimo con un criterio utilitario basado en caractersticas fenotpicas divide a las bacterias en 4 grandes categoras: Gramnegativas, Grampositivas, bacterias sin pared celular y arqueobacterias. Las categoras se subdividen en grupos de acuerdo a su forma, Gram, acidoresistencia, esporas, atmsfera de crecimiento, movilidad, oxidasa, catalasa, etc. En bacteriologa mdica sobresalen los grupos 4, 5, 17, 18 y 21 que corresponden respectivamente a COCOS Y BACILOS GRAMNEGATIVOS AEROBICOS O MICROAEROFILICOS (Bordetella, Brucella, Francisella, Legionella, Neisseria, Moraxella y Pseudomonas); BACILOS GRAMNEGATIVOS ANEROBICOS FACULTATIVOS (Escherichia coli, Shigella, Salmonella, Klebsiella, Enterobacter, Serratia, Proteus y Yersinia); COCOS GRAMPOSITIVOS (Staphylococcus y Streptococcus), BACILOS Y COCOS GRAMPOSITIVOS ESPORULADOS (Bacillus y Clostridium) y MICOBACTERIAS. La identificacin y/o tipificacin de las bacterias de inters mdico, sus constituyentes o sus productos se pueden realizar en el laboratorio mediante las siguientes pruebas mtodos: Mtodos pticos o tinciones, Pruebas convencionales, Pruebas rpidas, Pruebas miniaturizadas, mtodos no tradicionales como aglutinacin con partculas de ltex, coaglutinacin, liposomas, lectinas, ELISA, sustratos fluorognicos, contrainmunoelectroforesis, radioinmunoensayo (RIA), Western-Blot, Anlisis de cidos nucleicos, estos incluyen la relacin G + C, hibridacin, perfil de plsmidos, reaccin en cadena de la polimerasa (PCR). El estudio qumico de DNA permite en la actualidad determinar de forma directa el grado de relacin existente entre dos especies, a travs del estudio de la composicin de bases de los cidos nucleicos. As pues, aunque la composicin de bases de DNA son bsicamente las mismas en todos los vertebrados (alrededor del 40% moles de guanina + citosina y 60% de adenina + timina) en las

bacterias vara considerablemente oscilando entre 30 y 70% moles de guanina + citosina. En un linaje determinado los pequeos fragmentos de DNA producidos varan muy poco con respecto a su contenido de GC. Las pruebas mtodos empleados en un laboratorio depender de los recursos humanos y materiales, del tipo y nmero de muestras a procesar y de la finalidad del estudio. IDENTIFICACION Constituye el lado prctico de la taxonoma, el proceso de determinar que un aislamiento en particular pertenece a un taxn reconocido. SISTEMATICA Se define como el estudio cientfico de los organismos cuyo objetivo final es caracterizarlos y agruparlos de forma ordenado incluyendo disciplinas como la morfologa, ecologa, epidemiologa, bioqumica, biologa molecular y fisiologa. De la 8. Clasificacin del Manual de Bacteriologa Determinativa de Bergey, sistema de clasificacin y nomenclatura ms ampliamente seguido en los Estados Unidos, de 1974, el reino procariotae lo reconoce como abarcando dos divisiones mayores: las cianobacterias y las bacterias. La ltima divisin incluye 19 grupos bacterianos. Unos 15 de estos grupos contienen las 3 clases mayores de bacterias no fotosintticas que son de inters mdico: 1) una diversidad de cocos, bastones y bacterias espiriladas. 2) Rickettssias (parsitos intracelulares obligados de las eucariotas) y 3) los micoplasmas que no presentan pared celular. Familia: Micrococcaceas, Gnero: Staphylococcus, especie: aureus. El Manual de Bergey de Bacteriologa Sistemtica 1. Edicin (sustituye la 8. Edicin) es principalmente fentico, 33 secciones en volmenes. Volumen 1: Gramnegativas. Volumen 2: Grampositivas distintos de los actinomycetos. Volumen 3: Gramnegativas, cianobacterias y arquebacterias. Volumen 4: Actinomycetos. En el Manual de Bergey, 2. Edicin hay ms de 170 nuevos gneros descritos que se publicarn en 5 volmenes. MICROSCOPIA El ojo humano no permite la resolucin de objetos menores de 0.1 a 0.2 mm. Ni detectar un objeto de menos de alrededor de 30 micras de dimetro. Por lo tanto debe utilizarse el microscopio ptico para ver las bacterias, que a menudo varan de 0.5 a 2 micrmetros de dimetro. La deteccin de tales objetos pequeos depende del Poder de Resolucin (R), que es la capacidad de distinguir entre dos puntos adyacentes. Los microscopios modernos son todos compuestos. Es decir, la imagen aumentada que forma la lente del objetivo es ampliada por una o ms lentes adicionales.

El poder de resolucin del microscopio ptico compuesto est determinado por la longitud de onda de la luz (lambda) que se usa y una caracterstica del objetivo (sistema de lentes) conocido como apertura numrica (AN). Esta relacin expresada como R = lambda/AN se transforma en R= lambda/2AN cuando el microscopio esta equipado con condensador. La apertura numrica est determinada por el producto del ndice de refraccin (n) del medio (el ndice de refraccin es una medida de la intensidad con que una sustancia disminuye la velocidad de la luz), generalmente aire (n=1) aceite (n=1.5), entre la lente y el objeto examinado y el seno de la mitad del ngulo del cono de luz (teta = ) formado por los rayos que penetran en la lente desde un punto del objeto examinado, cuando est enfocado. La apertura numrica se calcula entonces como AN= n sen /2. Cuando la luz pasa del aire al vidrio, un medio con un ndice de refraccin superior, disminuye su velocidad y se desva hacia la normal. Debido a que el espectro de la luz visible es fijo ( 0.4 a 0.7 micras, los lmites de la luz visible estn entre 400 y 700 nm., recordar que 1 nm= 0.001 micras) la resolucin con el objetivo de inmersin en aceite (AN generalmente 1.25) en el mejor de los casos se transforma en 0.4 micras/2 X 1.25 0.16 micras. Sin embargo, dado que el ojo humano detecta mejor la luz verde, aproximadamente en 0.55 micras, el espectro visual de resolucin para la microscopa ptica es de 0.3 micras. Cuando el microscopio no dispone de un condensador (el condensador enfoca un cono de luz sobre el portaobjetos) la AN = n sen = 1.5 X sen de 58 = 1.5 X 0.848 = 1.27. El grado en que pueden alterarse los objetivos del microscopio para aumentar la AN, es limitado; la mxima apertura numrica para un objetivo seco es menos de 1.0 y, en los objetivos de inmersin, es algo ms de 1.0 (1.2 a 1.4). El microscopio normalmente tiene 3 objetivos y cada uno proporciona una resolucin diferente. El objetivo de bajo poder amplifica el objeto 10 veces (seco dbil), el de alto poder amplifica el objeto aproximadamente 45 veces (seco fuerte) y el objetivo de aceite de inmersin amplifica el objeto 97 veces. Como el ocular aumenta 10 veces, la resolucin total combinada que se logra con cada objetivo es de 100, 450 y 970 veces respectivamente. Resulta evidente que el poder de resolucin de un microscopio ptico est restringido por los valores limitados de AN y la longitud de onda de la luz visible. El lmite de resolucin, es decir, el objeto ms pequeo que puede verse distintamente, se consigue con la longitud de onda ms corta de luz visible y un objetivo que tenga el mximo de AN. El trmino RESOLUCION se refiere al aumento del dimetro lineal del objeto. Sin embargo, la resolucin pura no es el nico factor importante. El factor terico ms importante es el poder de resolucin. El poder de resolucin de un microscopio es una expresin matemtica que denota la capacidad de los lentes para distinguir claridad de detalle. Un microscopio debe ser parafocal, es decir, que mantenga la imagen enfocada aunque se cambie de objetivo.

El poder de resolucin tambin se puede calcular de la manera siguiente: longitud de onda de la luz (lambda )/ AN objetivo + AN del condensador. Para explicar mejor esto supongamos que se utiliza un filtro verde con una longitud de onda luminosa de 0.55 micras, el objetivo de inmersin con una AN= 1.25 y el condensador con una AN= 0.9. Sustituyendo los trminos de la ecuacin anterior tendremos = 0.55/1.25 + 0.9 = 0.255 micras. Para propsitos prcticos, de los clculos anteriores se concluye que el objeto resolvible ms pequeo que puede verse con un microscopio tpico de luz es de aproximadamente 0.2 micras. Puede decirse que un sistema de lentes pierde resolucin de un objeto dado cuando ya no pueda separar dos puntos muy cercanos entre s, es decir, cuando los dos puntos estn tan cerca que aparecen como uno solo. Por lo tanto, si un microscopio no resuelve un objeto, de nada sirve aumentar la amplificacin puesto que solo se obtendra el efecto de aumentar el tamao de la mancha borroso sin aadir definicin. Debido a que el ndice de refraccin de las bacterias es similar a la mayora de los medios de suspensin acuosos, las clulas bacterianas no se ven con facilidad, a menos que estn suspendidas en glicerol o en soluciones no acuosas que aumenten las diferencias del ndice de refraccin, a menos que las clulas estn teidas, lo que se hace casi siempre con el objeto de determinar su morfologa grosera. Las cpsulas pueden teirse o visualizarse en el microscopio ptico como halos entorno a las clulas suspendidas en tinta china. Los flagelos y pelos estn por debajo del lmite de resolucin del microscopio ptico y deben ser teidos especialmente con colorantes que se adhieran a la protena flagelar y aumenten su tamao. AUMENTOS 4X 10X 40X 100X APERTURA NUMERICA 0.10 0.25 0.60 1.30 DISTANCIA FOCAL (mm) 28.6 16.1 4.3 1.30 PODER DE RESOLUCION () 2.3 0.9 0.35 0.18

ENTRE MAS CORTA ES LA DISTANCIA FOCAL AUMENTARA MAS UN OBJETO.

OCULAR PORTAOBJETIVOS OBJETIVOS BRAZO PLATINA

TORNILLO MACROMETRICO TORNILLO MICROMETRICO FUENTE LUMINOSA BASE CONDENSADOR

MORFOLOGIA BACTERIANA

La mayora de las bacterias producen una envoltura celular en capas que incluyen la membrana plasmtica, la pared celular y las proteinas y los polisacridos asociados. Algunas bacterias producen tambin adherentes superficiales externos conocidos como cpsulas. Tambin pueden presentar apndices filamentosos, flagelos y cilios. La pared es una estructura semi-rgida que incluye y protege el protoplasto del dao fsico, y condiciones de baja presin osmtica externa. El protoplasto esta formado por la membrana citoplsmica desnuda y su contenido. Las estructuras citoplmicas principales incluyen una red de cromatina fibrilar central o un cuerpo nuclear rodeado por un citoplasma amorfo que contiene ribosomas. Contiene tambin cuerpos de inclusin citoplsmica o grnulos de almacenamiento de energa. Algunas estructuras citoplsmicas como las endosporas estn limitadas a solo unas pocas bacterias. TAMAO Y FORMAS DE LAS BACTERIAS Las bacterias presentan una amplia diversidad de tamaos y aparecen vistos al microscopio como esferas (cocos), cilindros (bacilos) y espirales (espiroquetas). Los cocos libres aparecen como clulas esfricas aisladas, en pares como diplococos, en cadena como estreptococos o dependiendo de los planos de divisin en tetradas o en grupos arracimados. Los bacilos pueden variar en longitud desde los que son muy cortos (cocobacilos) hasta los bacilos largos. Los extremos de los bacilos pueden ser suavemente redondeados como en la Salmonella Typhi o cuadrados como Bacillus anthracis. Las largas hileras de bacilos que no se han separados en clulas aisladas reciben el nombre de filamentos. Los bacilos fusiformes que aparecen en la cavidad bucal e intestinal son aguzados en ambos extremos. Los bastones bacterianos curvos o espirilos varan desde microorganismos pequeos en forma de coma como el Vibrio cholerae o formas de espiroquetas ms largas tales como Borrelia, Treponema y Leptospira que tiene de 4 a 20 espiras. MORFOLOGIA MICROSCOPICA Y REACCIONES TINTORIALES Coloraciones Microbiolgicas. Para teir los microorganismos se dispone de un gran nmero de compuestos orgnicos coloreados (colorantes). En general, de estos compuestos son un tanto complejos en cuanto a su estructura molecular. Una de las clasificaciones ms prcticas para clasificar a los colorantes se basa en el comportamiento qumico de los colorantes, es decir cido, bsico y neutro. Un colorante cido ( aninico) es aquel donde la balanza de la cargas sobre el in colorante es negativa; un colorante bsico ( catinico) es aquel donde la carga llevada por el in colorante es positiva. Un colorante neutro es una sal compuesta de un colorante cido y un colorante bsico, como el eosinato de azul de metileno. En general, los colorantes cidos tien a los componentes celulares bsicos y los colorantes bsicos a los componentes celulares cidos.

El proceso de tincin supone una reaccin de intercambio de iones entre el colorante y los sitios activos de la superficie o del interior de la clula. Los iones teidos del colorante reemplazan a otros iones en los componentes celulares. Algunos agrupamientos qumicos de protenas y cidos nucleicos celulares pueden participar en la formacin de sales con iones cargados positivamente con Na+ K+ y de esta manera es posible ver estas reas perifricas de la clula que llevan una carga negativa en combinacin de iones cargados positivamente, por ejemplo, (clula bacteriana -) (Na+) En un colorante como el azul de metileno, que es bsico, el in coloreado est cargado positivamente (catin); si representamos este in por el smbolo AM, el colorante que en realidad es cloruro de azul de metileno, se puede representar as: AM+ ClEl intercambio inico que tiene lugar durante la tincin se representa mediante la ecuacin siguiente en la cual el catin AM+ reemplaza al catin Na+ (clula bacteriana-) (Na+) + (AM+) (Cl-)= (clula bacteriana-) (AM+) + (Na+Cl-) COLORACION SIMPLE La coloracin de las bacterias por la aplicacin de una solucin colorante simple en preparaciones fijas y teidas se conoce como coloracin simple. El frote fijo se inunda con la solucin colorante durante un periodo establecido, despus de lo cual el colorante se arrastra con agua y la lmina se seca con papel secante. Por lo regular, las clulas se tien uniformemente. COLORACION DIFERENCIAL Los procedimientos de coloracin que ponen de manifiesto diferencias entre las clulas bacterianas o en partes de una clula bacteriana se conocen como tcnicas de coloracin diferenciales, son algo ms elaboradas que la tincin simple en la que la clula se someten a una sola solucin colorante o reactivo colorante. COLORACION GRAM El examen con microscopio ptico de preparacin con tincin de GRAM (tcnica diferencial) se emplea de rutina para determinar la forma de las bacterias. Las formas comunes son cocos, bastones y formas espiriladas. La tincin de Gram tambin permitir controlar la contaminacin. Un extendido bacteriano fijado al calor sobre un portaobjetos se trata con el colorante bsico, cristal violeta. Todos los microorganismos toman este colorante. Luego se cubre el extendido con la solucin yodada de Gram. Despus de un enjuague con agua y una decoloracin con acetona, se lava el preparado minuciosamente con agua y se contratie con un colorante rojo, generalmente safranina. El preparado teido se lava entonces con agua, se seca, y se examina bajo microscopio ptico. Las bacterias pueden diferenciarse con esta tincin en dos grupos, segn lo implementara al comienzo del siglo XVIII el bacterilogo dans Christian Gram.

Los microorganismos Grampositivos se tien de azul, mientras que aproximadamente un tercio de los cocos, la mitad de los bacilos y todos los organismos espirilados se tien de rojo y se dice que son Gramnegativos. El mecanismo de la tincin de Gram generalmente parece relacionarse con el espesor de la pared celular, el tamao de los poros, y las propiedades de permeabilidad de la envoltura celular intacta. Las bacterias Grampositivas se tien como Gramnegativas cuando pierden su integridad osmtica por ruptura de la membrana plasmtica. Las clulas Grampositivas autolisadas (neumococos), viejas o muertas se tien como Gramnegativas. No existe una composicin qumica de la pared celular bacteriana nica, que pudiera explicar la tincin de Gram, dado que las clulas de las levaduras de paredes gruesas, que tambin se tien como Grampositivas, tienen una composicin qumica y una estructura distinta de las bacterias Grampositivas. Durante aos se ha expuesto numerosas teoras al mecanismo de la reaccin de Gram. Las explicaciones ms plausibles de este fenmeno son las que se refieren a la estructura y composicin de la pared celular. Las bacterias Gramnegativas contienen un porcentaje ms alto de lpidos que las bacterias Grampositivas. Las paredes celulares de las bacterias Gramnegativas son tambin ms delgadas que de las Grampositivas. Hay pruebas experimentales en el sentido de que con el tratamiento con alcohol extrae lpidos con lo cual se aumenta la porosidad o permeabilidad de la pared celular Gramnegativa. As el complejo cristal violetayodo puede extraerse en los organismos Gramnegativos y de esta manera se destien. Las paredes celulares de las bacterias Grampositivas, por su composicin diferente (bajo contenido de lpidos) se deshidratan durante el tratamiento con alcohol, los poros disminuyen, la permeabilidad se reduce y no logra extraer el complejo cristal violeta- yodo. Otra explicacin un tanto similar, se basa tambin en diferencias de permeabilidad entre los dos grupos de bacterias. En las bacterias Grampositivas, el complejo CVI queda retenida en la pared despus del tratamiento con etanol, lo cual segn se supone que causa una disminucin en el dimetro de los poros del glucopptido o peptidoglucano de la pared celular. Las paredes de las bacterias Gramnegativas tienen una cantidad mucho menor de peptidoglucano con ligaduras cruzadas menos extensas que en las paredes de las bacterias Grampositivas. Los poros en el peptidoglucano de las bacterias Gramnegativas despus del tratamiento del etanol quedan lo suficientemente grandes para permitir que se extraiga el complejo CV-I. Estas dos explicaciones no se excluyen mutuamente y es probable que ambas contribuyan a explicar el mecanismo de la coloracin de Gram.

COLORACION DE GRAM

SOLN. APLICADA

GRAMPOSITIVAS

GRAMNEGATIVAS

1. Cristal violeta 2. Lugol 3. Alcohol

4. Safranina

Las bacterias se tien de violeta complejo CV-I se forma dentro de las bacterias; permanece violeta. Las paredes cel. Se deshidratan. Hay retraccin de poros. La permeabilidad disminuye. El complejo CV-I no puede salir de la bacteria, permanece violeta. Las bacterias no afectadas perma necen violeta.

las bacterias se tien de violeta. complejo CV-I se forma dentro de las bacterias; permanece violeta. Extraccin de lpidos de las paredes Aumento de porosidad. Complejo CV-I sale de la bacteria. las bacterias toman este colorante y se tien de rojo.

DIFERENCIAS ENTRE CELULAS GRAMPOSITIVAS Y GRAMNEGATIVAS GRAMPOSITIVAS Contienen ribonucleato magnsico. Son muy sensibles a los colorantes del Trifenilmetano. Son sensibles a la penicilina. Son resistentes a los lcalis (KOH 1%). Pueden ser acidoresitentes. Bacilos y cocos que forman esporas. Pared celular baja en lpidos (1 4%) GRAMNEGATIVAS No contienen ribonucleato magnsico. Son menos sensibles a los colorantes del Trifenilmetano. Son sensibles a la estreptomicina. Sensibles a los lcalis (KOH 1%). Probablemente ninguno resiste a cidos. La mayor parte de los bacilos, espirilos y cocos que no forman esporas. Alta en lpidos (11 22%).

METODO DE TINCION ACIDORESISTENTE Otro procedimiento de tincin diferencial de amplio uso, sobre todo para el gnero Mycobacterium es la tincin de cido-resistencia. La preparacin fijada se somete a las soluciones siguientes en el orden que se seala. Fucsina fenicada calentada por 5 minutos, decolorar con alcohol- cido y azul de metileno por 1 minuto. Las bacterias teidas por este mtodo se clasifican como acidorresistentes si retienen la fucsina y aparecen rojas y no acidorresistentes si el alcohol cido las decolora y se tornan de color azul por el azul de metileno de contraste.

TINCION NEGATIVA

Una tcnica por lo cual las clulas sin teir se hacen visibles en una pelcula oscura se llama tincin negativa. En cierto modo, una preparacin as es comparable en su apariencia a una preparacin en fondo oscuro, por cuanto los organismos aparecen iluminados en un campo microscpico oscuro. En la prctica, la suspensin bacteriana se mezcla con tinta china o nigrosina y despus se extienda como una pelcula delgada a lo largo de la lmina portaobjetos y se deja secar. Al examinarse los microorganismos aparecen transparentes y delimitados por el fondo oscuro. La ventaja de este procedimiento para el estudio de la morfologa es que las clulas no reciben una agresin fsica o qumica violenta. Tiene especial ventaja para organismos capsulados. La fijacin del frote antes de la coloracin y exposicin subsecuente a una serie de reactivos como sucede con otros mtodos de distorsin de las clulas, no suele ocurrir en la tincin negativa. ULTRAESTRUCTURA BACTERIANA FLAGELOS Los flagelos son filamentos protecos largos, delgados, helicoidales, de longitud y dimetro uniforme los cuales son los responsables de la rpida motilidad de las bacterias. Son estructuras delgadas, rgidas, de casi 20 nm de ancho y hasta 1520 nm de largo. El flagelo est compuesto de tres partes: El filamento. El gancho. Cuerpo basal. El filamento es externo con respecto a la clula y se une al gancho en la superficie celular. El filamento es un cilindro rgido y hueco constituido por ua protena sencilla denominada flagelina. El gancho ligeramente ms ancho que el filamento est formado por diferentes subunidades de protenas, est fijado al cuerpo basal, que a su vez est anclado en la membrana plasmtica. El cuerpo basal, es la parte ms compleja del flagelo, est compuesto de un cilindro y dos ms juegos de anillos contiguos a la membrana plasmtica, el glicopptido y en el caso de las bacterias Gramnegativas la membrana externa de la envoltura celular. Los anillos externos L y P se asocian con las capas de LPS y peptidoglucano respectivamente. El anillo interno M contacta con la membrana plasmtica. La motilidad libre en lquidos medios es una caracterstica de los vibriones, espirilos y algunos bacilos flagelados. Las pseudomonas pueden tener un flagelo polar (monotricos) (trichous significa pelos), un penacho de varios flagelos polares (loftricas, lopho significa mechn) en uno o ambos extremos un nico flagelo en ambos polos (anftricas, amphi significa en ambos lados). En contraste, las enterobacterias con motilidad (por ejemplo, salmonella) o especies de bacillus pueden tener flagelos distribuidos sobre toda la superficie celular y se dice que son pertricas (peri significa alrededor). Los flagelos pueden variar en nmero desde unos pocos, como en Escherichia coli, hasta varios cientos por clula como se observa en especies de Proteus. Las especies de Proteus a veces crecen como una delgada capa que hormiguea sobre la superficie de los medios con

agar. Este fenmeno dio lugar a la expresin antgeno H (antgeno flagelar que deriva de la palabra alemana Hauch que indica una pelcula de crecimiento en expansin. En constraste, el trmino O o antgeno somtico O de las formas no flageladas, deriv de la expresin alemana ohne hauch (sin pelcula), lo que indica un tipo de crecimiento no expansivo.

Las bacterias que tienen movilidad pueden detectarse de varias maneras. El movimiento puede observarse microscpicamente en suspensin lquida (en una gota pendiente o debajo del cubreobjeto), por la extensin del crecimiento bacteriano como una pelcula sobre el agar, o por extensin de la turbidez en agar blando al 0.5% (semislido). Los flagelos impelen a la clula en una forma muy semejante a la de una hlice, es decir, los flagelos giran en torno de su eje mayor. En las bacterias montricas el flagelo polar gira en direccin contraria a las manecillas del reloj durante el movimiento normal de avance, mientras que la clula rota lentamente cuando el flagelo gira en la direccin de las agujas del reloj. Las bacteria montricas se paran y giran alternado la direccin de la rotacin flagelar. La energa para la rotacin flagelar es originada por corriente protnica. El anillo M y el anillo C est formada de protenas como Gli G en el anillo C y mot A y mot B en el anillo M. Mot A y mot B forman un canal de protones a travs de la membrana citoplsmica. En el caso de clulas con flagelos mltiples, stos rotan en sentido anti-horario doblndose por sus ganchos para formar un haz coordinado y efectan movimiento celulares, generalmente en direccin de un nutriente (quimiotaxis

positiva), en contraste, en presencia de un repelente, los flagelos pierden la coordinacin, al girar en el sentido de las agujas del reloj, y la clula d un giro, por lo que el haz flagelar se desorganiza, y las clulas tienden a moverse alejndose del repelente. La coordinacin de la funcin flagelar involucra quimiorreceptores conocidos como protenas de unin periplsmica, que se sabe interactan en el transporte a travs de membranas y en el nivel de mutilacin de una protena especfica de la membrana plasmtica. Es decir, en presencia de quimioatractores el nivel de mutilacin de esta protena aumente mientras que en presencia de repelentes el nivel de mutilacin disminuya es nula.

FILAMENTOS AXIALES Las espiroquetas, es decir, las treponemas, las leptospiras y las borrelias, son clulas con motilidad que se mueven desplazndose por una onda helicoidal, tipo de movimiento que les permite la penetracin en medios viscosos. Estas bacterias producen filamentos axiales semejantes a flagelos, en torno de los cuales se arroya la clula. Estos filamentos estn ubicados en el espacio periplsmico entre las membranas interna y externa de la clula. Los filamentos no van de un polo de clula a otro, en cambio se originan en polos opuestos de la clula y se superponen en el centro. Se sugiere que los filamentos axiales rotan en un sentido generando el movimiento del cuerpo bacteriano en rotacin opuesta (como destornillador) a la del filamento axial. MICROFIBRILLAS, FIMBRIAS Y PELOS SEXUALES

Las fimbrias, tambin llamados pelos, son microfibrillas similares a vellos de 0.004 a 0.008 micras, observables con microscopio electrnico en la superficie de diversas bacterias. Son ms rectas, ms delgadas y ms cortas que los flagelos. Como los flagelos, las fimbrias estn compuestas por monmeros de autoensamblados, que son cadenas polipeptdicas que se originan en la membrana plasmtica. Las vas urinarias infectadas son una de las mejores fuentes de bacterias ricas en pillis. Las fimbrias estn muy diseminadas entre las bacterias Gramnegativas. Tambin se observan en algunas bacterias Grampositivas, estas incluyen al Corynebacterium renale halladas en las vas urinarias del ganado vacuno; Actinomyces viscosus un microorganismo presente en la orofaringe humana; Streptococcus pyogenes, Streptococcus mutans y otros. Las clulas con fimbrias se adhieren a interfases, superficies hidrfobas y receptores especficos. Por ende, se piensa que las fimbrias confieren a las bacterias ventajas de sobrevida. Pueden categorizarse de acuerdo con actividades funcionales o componentes como adhesinas, lectinas, evasivas y pelos sexuales. La formacin de pelculas sobre medios lquidos permite a las bacterias fimbriadas acceder al oxgeno en suspensiones densas en crecimiento. Sin embargo, ms importante es el hecho de que las enfermedades infecciosas en la ecologa de las interacciones husped-parsito las fimbrias y otros componentes de la superficie celular actan como factores de adherencia especficos, adhesinas. Es decir, que la especificidad de la adherencia condicionada por las fimbrias puede, en parte, determinar la capacidad de una bacteria de adherirse y colonizar tejidos especficos, por ejemplo las fimbrias 987P, K88 y K99 de cepas enteropatgenas de Escherichia coli son importantes en la colonizacin del intestino de cochinillos y terneros y solo los microorganismos fimbriados de Neisseria gonorrhoeae (tipo kellogg 1 y 2) son infecciosos. La ubicacin externa de las macromolculas de la superficie bacteriana es de importancia en las interacciones husped-parsito. Por ejemplo, la protena estreptoccica M, un factor de virulencia conocido, sirve como factor de adherencia (adhesina) en la colonizacin de la faringe y a menos que sea neutralizada con el antisuero especfico, impide la fagocitosis (acta como una evasiva) y es leucocida (acta como una agresiva o toxina). Las fimbrias caen en la categora de protenas como lectinas (ver cap.3 zinsser). Las microfibrillas de las bacterias Gramnegativas a menudo corresponden a pelos comunes o pelos sexuales, de acuerdo con la funcin que cumplen. Ambos pueden aparecer en forma independiente o simultnea en la misma clula. Aproximadamente 100 a 200 fimbrias comunes pueden verse regularmente distribuidas en la superficie celular de una Escherichia coli, en comparacin con solo 1 a 4 pelos sexuales observados en sitios al azar. Los pelos sexuales actan

en la adherencia clula a clula en la conjugacin bacteriana (cap.8 zinsser). Los pelos sexuales se detectan por la capacidad de las clulas de donar genes a receptores, por la presencia de antgenos especficos para pelos sexuales o por la capacidad de las bacterias aparentemente pilosas de inactivar ciertos bacterifagos que se adhieren especficamente a los pelos sexuales. MESOSOMAS Estas organelas asociadas con la membrana se observan como sacos citoplsmicos que contienen estructuras verticuladas, laminares, tubulares o vesiculares y a menudo se asocian con tabiques de septacin. Los mesosomas se fijan tanto a la cromatina de DNA como a la membrana. Se ha informado que los mesosomas son artificios de fijacin. CUERPO NUCLEAR El DNA bacteriano puede ser detectado como nucleoides o cuerpos de cromatina (stos contienen altas concentraciones de cido nucleico), el material nuclear se observa como una red irregular, delgada fibrilar de DNA. A menudo el mesosoma parece servir como sitio de unin del DNA. El DNA bacteriano representa solo un 2% al 3% del peso celular pero ocupa el 10% o ms de volumen de la clula por su forma laxa. RIBOSOMAS Son pequeas partculas citoplsmicas compuestas aproximadamente de 30% de protenas y 70% RNA y corresponde hasta un 40% de las protenas y el 90% del cido ribonucleco de la clula. Los ribosomas aparecen como agregados de polirribosomas y membrana por efecto de lisis. Los poliribosomas son cadenas de ribosomas 70S (manmeros) adheridas o fijadas al RNA mensajeros. La estabilidad de los ribosomas depende de la presencia del Mg++. Con bajas concentraciones de Mg++ (menos de 10-4 M) los manmeros ribosmicos 70S se disocian en unidades 50S y 30S. Recientemente se han hallado PROTEINAS SIMILHISTONAS en pequeas cantidades en asociacin con el DNA de E. coli as como la presencia de poliaminas. Las POLIAMINAS se hallan asociadas con ribosomas y membranas. Las principales son: Putrescina: H2N (CH2)4 NH2. Espermidina: H2N (CH2)4 NH (CH2)3 NH2. Las poliaminas ejercen un efecto anti-mutagnico, impiden la disociacin de los ribosomas 70S en componentes 30S y 50S y aumentan la resistencia del protoplasto a la lisis osmtica. La cantidad de espermidina vara inversamente con la cantidad de Mg++ en los ribosomas y las subunidades ribosmicas 30S y 50S se mantienen asociadas en ausencia de Mg++ si la espermidina est presente. GRANULOS CITOPLASMICOS

Los grnulos indican acumulacin de reserva de alimentos, incluyendo polisacridos, lpidos o polifosfatos. Los grnulos varan con el tipo de medio y el estado funcional de las clulas. El glucgeno es el principal material de almacenamiento de las bacterias entricas y puede ser el responsable de hasta el 40% del peso de algunas especies. Del mismo modo, algunos bacilos y pseudomonas acumulan el 30% o ms de su peso como poli--hidroxibutiratos. Finalmente, los polifosfatos se conocen tambin como grnulos metacromticos teidos de Babes-Ernst grnulos de volutita que se encuentran en abundancia en el Corynebacterium diphtheriae, el bacilo de la peste (Yersinia pestis), las micobacterias (Mycobacterium tuberculosis) y en algunas otras bacterias. Los grnulos de volutita se tien con azul de toluidina y azul de metileno. ENDOSPORAS BACTERIANAS La formacin de endosporas es un rasgo distintivo de los microorganismos de la familia Bacillaceae, que incluyen miembros del gnero aerobio Bacillus y el gnero anaerobio Clostridium. Las endosporas resisten las condiciones ambientales adversas de desecacin, calor y mal suministro de nutrientes. Si estn presentes en alimentos enlatados esterilizados por calor en forma inadecuada, las esporas de las formas anaerobias de Clostridium germinan, crecen y provocan su descomposicin. En el caso de C. botulinum esto es especialmente peligroso porque la descomposicin puede no ser evidente aunque se acompae la mortfera exotoxina. Otros formadores de esporas como el bacilo de la gangrena gaseosa, Clostridium perfringens el bacilo del ttanos, Clostridium tetani producen su efecto txico solo cuando un medio de tejidos muertos o daados brinda a las esporas un nicho para el crecimiento del cuerpo animal. La verdadera endospora es cuerpo altamente refractario, formado dentro de la clula bacteriana vegetativo en cierto estadio del crecimiento. El tamao, la forma y la posicin de la espora son caractersticas relativamente constantes de una especie dada, y, son por lo tanto, de cierto valor para distinguir un tipo de bacilo de otro. La posicin de la espora dentro de la clula puede ser central, subterminal o Terminal. Puede ser del mismo dimetro de la clula, ms pequea o ms grande provocando una tumefaccin de la clula. La clula madre que rodea a las esporas recibe el nombre de esporangio, stas esporas son criptobiticas (es decir, no poseen actividad metablica alguna) y son mucho ms resistentes que sus clulas progenitoras, de tipo vegetativo, frente a los efectos letales del calor, la desecacin, la congelacin, los productos qumicos txicos y las radiaciones. Las esporas son clulas muy refractarias y extraordinariamente deshidratadas. No se tien con los colorantes corrientes (Gram, azul de metileno). Al microscopio ptico, la primera fase del proceso de esporulacin consiste en la formacin de

una zona de mayor refringencia, llamada preespora y situada en un extremo de la clulas. La refrigencia aumenta progresivamente, hasta que al cabo de unas 6 horas se ha formado la espora madura. Posteriormente, las esporas se liberan total o parcialmente de la pared del esporangio, que es digerida por una enzima ltica.

Al microscopio electrnico demuestra que en los bacilos la formacin de esporas se inicia con la migracin de un nucleoide condensado hacia uno de los extremos de la clula. A continuacin se produce el crecimiento hacia adentro de un mesosoma, acompaado por una doble capa de membrana para formar el diafragma de la espora o septo que separa al nucleoide y al citoplasma que le rodea del esporangio. El diafragma inicia su crecimiento (a partir de su periferia), dirigindose hacia el extremo de la clula, hasta que la totalidad de la preespora se halla rodeada por una doble membrana, la cual esta unida a la parte anterior de la clula, y rodeada por el citoplasma del esporangio. Durante el proceso de formacin de la preespora la sntesis de DNA se detiene, al igual que la sntesis de RNA y la sntesis proteica, pero en cambio se produce una activa sntesis de fosfolpidos y una rpida reposicin de proteinas. Durante el proceso de maduracin de la espora se deposita una gran cantidad de material entre sus dos capas. La gruesa cubierta formada (tegumento interno) llega a ocupar ms de la mitad del volumen celular. En el pueden distinguirse diversas capas (Fig. 6.32). 1) La capa mas interna corresponde a la delgada pared de la espora o membrana. 2) A continuacin se encuentra la capa ms gruesa, la corteza, formada por una estructura laminar concntrica, que presenta zonas claras entre las distintas capas. 3) Por fuera del crtex o corteza se encuentra la cubierta que es la estructura que aparece ms densamente teida en las preparaciones para el microscopio electrnico. 4) Las esporas de ciertas especies se encuentran rodeadas por una fina capa que recibe el nombre de exosporium. Tanto la pared de la espora como la corteza contienen peptidoglicn, aunque su composicin sea distinta en la una y la otra. La cubierta est formada por una protena del tipo de las queratinas y forma ms de un 80% de la protena total de la espora. Esta protena es insoluble, a menos que se reduzcan sus numerosos enlaces S-S. Se ha demostrado que la resistente cubierta proteica de las esporas es la que les confiere su resistencia frente a las sustancias qumicas. Una de las caractersticas que llaman su atencin en el caso de las esporas es su enorme contenido en Ca++ para el transporte activo del cual aparecen unidades especiales en las membranas de la clula madre al iniciarse la esporulacin. Normalmente el Ca++ se acompaa de una cantidad equivalente de cido dipicolnico, sustancia que es capaz de quelar al calcio. Las clulas que presentan bloque a nivel de formacin de dipicolinato son incapaces de formar esporas a menos que reciban este compuesto de una fuente externa.

ENVOLTURA CELULAR La envoltura de la clula bacteriana incluye la membrana plasmtica, la pared celular que la recubre, las protenas o los polisacridos especializados y cualquier otro material adherente exterior. Estas organelas multi-laminadas de las clulas procariotas representan alrededor del 20% ms del peso seco de la clula. La envoltura de la clula sirve para varias funciones: contiene sitio de transporte para nutrientes y sitios receptores para virus bacterianos. Interactan con el ambiente, y por lo tanto, influye sobre las interacciones husped-parsito. La cubierta es el sitio de reaccin de anticuerpos y complemento y a menudo contiene componentes txicos para el husped.

Estructura de la pared celular en una bacteria Gramnegativa

ESTRUCTURA DE LAS BACTERIAS GRAM NEGATIVASComo se observa en la Figura 1.1 la estructura ms externa de la clula gramnegativa tiene muchos componentes:

Pared Celular La membrana externa sirve como la principal barrera de permeabilidad de la clula y ayuda a retener protenas en el espacio periplsmico. (Algunos autores no consideran a esta membrana como parte de la pared celular.) Porinas son canales llenos de agua en la membrana externa que facilitan el transporte de nutrientes y sustancias de bajo peso molecular dentro de la clula, incluyendo agentes antimicrobianos. Las bacterias varan en el nmero y tipo de porinas que contienen. Lipopolisacridos se encuentran en la superficie de la clula y son el componente esencial de las endotoxinas. Ellos contribuyen a la capacidad de la bacteria para causar enfermedad y dan a las bacterias gram-negativas su carga negativa neta. Lipoprotenas adhieren la membrana externa a la capa de mureina. La capa de pptidoglicano de las bacterias gram-negativas es un polmero relativamente delgado que consiste de cido N-acetil murmico y N-acetil glucosamina entrelazados. Esta se conoce con frecuencia como la capa de murena o pared celular y es responsable de mantener la forma del organismo. Est localizado dentro del espacio periplsmico. El espacio periplsmico se encuentra entre la membrana externa y la membrana citoplasmtica. Las protenas periplsmicas incluyen protenas de enlace para sustratos especficos, enzimas hidrolticas y enzimas detoxificantes. Membrana Citoplsmica La membrana citoplsmica rodea el citoplasma de la clula y contiene protenas y fosfolpidos. Muchas de las protenas contenidas en la membrana celular son enzimas responsables del metabolismo celular. La membrana citoplsmica tambin sirve como una barrera de permeabilidad y un enlace de permeabilidad para las substancias que entran en la clula. Citoplasma y Otros Componentes Internos El citoplasma celular contiene los cromosomas, ribosomas y otras estructuras internas. La gran mayora de bacterias tiene un solo cromosoma pero unas pocas, como el Vibrio cholerae , tiene dos cromosomas.

Figura 1.2Estructura de la pared celular de gram-positiva ESTRUCTURA DE LAS BACTERIAS GRAM POSITIVAS Puesto que la pared celular de las bacterias gram-positivas contiene solo dos componentes principales es mucho menos complicada que la pared celular de las gramnegativas. cidos teicoicos son polmeros que estn entrelazados en la capa de pptidoglicano y se extiende en forma de cilios ms all de la superficie de las clulas gram-positivas. Estos son tambin importantes antgenos de superficie en aquellos organismos que los poseen. La capa de pptidoglicano, o capa de murena, de las bacterias gram-positivas es mucho ms gruesa que la de las bacterias gram-negativas. Es responsable de mantener la forma del organismo y por lo general se conoce como la pared celular. La Membrana Citoplsmica, Citoplasma, y Otros Componentes Internos Estas estructuras son muy similares tanto en bacterias gram-positivas como en gram-negativas. CAPSULA La virulencia de los patgenos a menudo se co-relacionan con la produccin de la cpsula. Por ejemplo, las cepas virulentas de neumococos y klebsiellas producen abundantes polmeros capsulares que protegen a la bacteria de la fagocitosis. Estas bacterias forman colonias mucoides (M) o lisas (S) en medios slidos, en contraste con las cepas rugosas (R), no formadoras de cpsula. La prdida de la

capacidad de producir cpsula por mutacin de S a R se correlaciona con la prdida de la virulencia y el aumento de la facilidad de destruccin por los fagocitos, pero no afecta la viabilidad, es decir, que las cpsulas son prescindibles. Las cpsulas tienden a formar geles que se adhieren a la clula, mientras que el mucus y los polmeros extracelulares se eliminan por lavado ms fcilmente. Las cpsulas se visualizan fcilmente con tincin negativa, con la cual aparecen con un halo bordeado de luz que rodea las clulas suspendidas en tinta china. PARED CELULAR La pared celular encontrada en todas las clulas patognicas protege a las clulas de explotar en medios de baja presin osmtica y mantiene la forma. Esto puede demostrarse por plasmlisis, por aislamiento de la cubierta particulado despus de la disrupcin mecnica de la clula bacteriana o por digestin por lisozima. La pared celular aislada mantiene la identidad morfolgica de la clula. Qumicamente, la pared celular est compuesta por un glucopptido nico para las bacterias. Las envolturas celulares de los distintos microorganismos oscilan generalmente entre 0.150 milimicras y 0.500 milimicras de espesor; la membrana plasmtica subyacente se mantiene ms o menos constante en espesor, aproximadamente 0.0075 milimicras, tanto en las bacterias grampositivas como en las gramnegativas. Puede demostrarse la presencia de poros de 0.001 a 0.01 micras de dimetro en paredes aisladas; los poros de la membrana parecen tener aproximadamente 1 nanmetro de dimetro. DIFERENCIAS ENTRE ENVOLTURAS GRAMPOSITIVAS Y GRAMNEGATIVAS. ENVOLTURA CELULAR GRAMPOSITIVA. Las bacterias grampositivas producen una diversidad caracterstica de polisacridos y protenas superficiales caractersticas que se asocian con el glicopptido. Los polisacridos mejor conocidos incluyen los cidos teicoicos, muchas de las sustancias capsulares de los neumococos, y los polisacridos del grupo estreptoccico (protena M de los estreptococos del grupo A, factor de virulencia). La ubicacin exacta de sus sustancias an no se conoce con exactitud. Los cortes transversales delgados de las clulas grampositivas revelan una capa de la pared celular relativamente gruesa, contigua y que recubre a la membrana plasmtica. Esta capa puede ser disuelta con lisozima. Tanto las protenas como los polisacridos contribuyen en la subestructura en capas de la pared. ENVOLTURA CELULAR GRAMNEGATIVA. Las bacterias gramnegativas presentan tres capas de envoltura distintas dispuestas de manera laxa. Estas incluyen la membrana externa (ME), convoluta, arrugada, con surcos u ondulante, que contiene al antgeno O somtico, una capa densa intermedia y la membrana plasmtica interna. Tanto la membrana plasmtica como la membrana externa tienen aproximadamente 0.0075milimicras (75A) de espesor. Ambas presentan la

estructura tpica en 3 capas observada en microscopio electrnico en cortes transversales; es decir, dos capas externas hidrfilas de 25A compuesta por cadenas alqulicas de cidos grasos. Una lipoprotena, un tercio de la cual est unida covalentemente en un extremo a la superficie externa del glicopptido, inserta su extremo lipdico en la membrana externa. As la lipoprotena sirve para anclar la membrana externa a la clula. MEMBRANA EXTERNA (ME) La membrana externa contiene al lipopolisacrido (LPS), tambin conocido como antgeno somtico O endotoxina fosfolipdica, y protenas nicas que difieren de la membrana plasmtica. La membrana externa tiene a su vez dos capas que son asimtricas y esta estructura es nica. La fosfatidiletanolamina aparece casi totalmente en la capa interna (lmina interna) mientras que el lipopolisacrido se encuentra solo en la capa externa. As la membrana externa sirve como membrana de permeabilidad selectiva que mantiene afuera a sustancias hidrfobas y sustancias hidrfilas por encima de cierto tamao y retiene a las protenas periplasmticas. LIPOPOLISACARIDO. Es el responsable de muchas de las actividades biolgicas asociadas con las bacterias gramnegativas. El LPS es termoestable, es letalmente txico, pirognico (causa fiebre), mitgeno en linfocitos de ratn pero no en humanos, estimula la proliferacin de la mdula sea, activa el factor de coagulacin de Hageman en plaquetas y activa el complemento. PORINAS Estas son protenas mayores halladas nicamente en la membrana externa y con un peso molecular aproximado de 35,000. Forman los poros transmembrana o canales de difusin que permiten el pasaje de pequeas molculas hidrfilas a travs de la membrana externa. Las porinas tambien sirven como sitio de unin especfica de fagos, vitamina B12 y otros nutrientes. PROTOPLASTOS Y ESFEROPLASTOS Las bacterias corrientemente se lisan cuando la capa de gucopptidos de la pared celular rgida de la envoltura celular es disuelta con lisozima u otros agentes. Sin embargo si se estabiliza con soluciones hipertnicas de sacarosa o sales (por ejemplo 0.2 a 0.5 moles) se libera un cuerpo esfrico sin pared denominado protoplasto osmticamente sensible. Las bacterias grampositivas tratadas de este modo generalmente producen protopastos mientras que los organismos gramnegativos producen esferoplastos, dado que inevitablemente retienen algunos componentes de la membrana externa.

MEMBRANA PLASMATICA Por debajo de la capa rgida de la pared celular y en ntima asociacin con ella est la delicada MEMBRANA CITOPLASMICA. Esta muestra una estructura tpica de emparedado o trilaminar de capas oscura-clara-oscura. Aunque las bacterias se consideran normalmente como extremadamente tolerantes a los cambios osmticos en su medio ambiente externo sufren fcilmente plasmlisis o plasmoptisis cuando se les coloca en medios con concentracin salina variables. Coloca a la clula en soluciones hipertnicas trae como resultado plasmlisis, es decir la contraccin de la membrana y del citoplasma perdiendo su contacto ntimo con la pared celular. En las clulas gramnegativas se induce plasmlisis ms fcilmente que en las grampositivas, lo que se correlaciona con sus presiones osmticas internas realtivas: grampositivas (de 8 a 20 atmsferas) y las gramnegativas (de 3 a 5 atm). La presencia de una barrera osmtica en las bacterias tambin est indicada por su capacidad para concentrar ciertos aminocidos contra los gradientes de concentracin. Sustancias tales como fosfatos, steres de fosfatos, purinas y pirimidinas pueden estar presentes dentro de la clula en un estado altamente concentrado y contribuir a la presin osmtica interna. La actividad osmtica tambin est indicada por la permeabilidad selectiva de la clula por distintos compuestos especialmente los cidos orgnicos. COMPONENTES DE LA MEMBRANA Las membranas estn compuestas por aproximadamente 60-70% de protenas, 30-40% de lpidos y pequeas cantidades de hidratos de carbono. Los constituyentes principales son las fosfatidiletanolaminas (75%), fosfatidilglicerol (20%) y glucolpidos. La colina, esfingolpidos, cidos grasos poliinsaturados y esteroides son raros. Los micoplasmas patgenos que no elaboran una pared celular rgida incorporan esteroides del ambiente en sus membranas plasmticas. Los glucolpidos hallados en la mayora de las membranas bacterianas incluyen diglucosildiglicridos que se encuentran principalmente en las grampositivas y que tambin contienen cido lipoteicoico. Una molcula de alcohol poli-isoprenoide de 55 tomos de carbono conocido como decaprenol o bactoprenol se le encuentra en pequeas cantidades. PARED DE LOS GRAMPOSITIVOS Funcin de la pared: Fija la forma de las bacterias y evita o dificulta su desintegracin. Rigidez resistente a la lisis osmtica. La pared de los grampositivos tiene entre 15 a 50 micrones (200 800 A) de espesor y es la murena el componente constante en un 50%. El segundo componente en cuanto a su frecuencia es el cido teicoico (polmero del ribitol-5fosfato). Contiene muy pocos lpidos. 1 micra = 10 A.

PARED DE LOS GRAMNEGATIVOS Es ms compleja. Contiene una capa interna de murena de 2 micras que representa del 5 al 20%. Son ricas en lpidos. En los grampositivos y gramnegativos el entramado estructural est constituido por cadenas polisacridas paralelas unidas covalentemente por medio de cadenas peptdicas transversales. Toda esta estructura se llama peptidoglucano o murena (glucopptido mucopptido). La unidad bsica que se repite en la estructura del peptidoglucano es el muropptido que es un disacrido constituido por N-acetil-D-glucosamina y cido N-acetilmurmico con enlaces -1-4. El grupo carboxilo de los restos de cido N-acetilmurmico del esqueleto se unen a cadenas laterales o tetrapeptdicas cada una de las cuales contiene L-lisina, segn la especie bacteriana que se trate. Las cadenas polisacridas paralelas de la pared celular se hallan unidas transversalmente mediante sus cadenas laterales peptdicas. El resto de alanina Terminal de la cadena lateral de una cadena polisacrida se une covalentemente con la cadena lateral de una cadena polisacrida adyacente bien directamente como Escherichia coli a travs de un pptido sencillo como la pentaglicina en Staphylococcus aureus. Existen importantes diferencias entre la composicin qumica de las paredes de los organismos grampositivos y gramnegativos. La pared celular de las bacterias grampositivas es gruesa y qumicamente ms compleja que la pared celular de las gramnegativas. Las paredes celulares de las bacterias grampositivas contienen ms aminocidos que las gramnegativas. Los cidos teicoicos son propios de las paredes de las grampositivas. El contenido lpidico de las bacterias gramnegativas es considerablemente mayor que el de los organismos grampositivos. Uno de los constituyentes de la pared celular de los gramnegativos, el lipopolisacrido determina la antigenicidad, toxigenicidad y sensibilidad a la infeccin por fagos. El lipopolisacrido se conoce tambin como la endotoxina. El componente que en gran medida determina la forma de la pared celular es el peptidoglucano, glucopptido, mucopptido o murena, un polmero insoluble que es un constituyente de todas las paredes celulares bacterianas. Los peptidoglucanos son polmeros muy grandes compuestos de tres clases de bloques constructivos: a) Acetilglucosamina (AGA). b) Acido acetilmurmico (AMA). c) Un pptido de 5 aminocidos de variedad limitada. Se cree que la funcin de la pared celular es proporcionar un armazn rgido que d apoyo y proteger de la presin osmtica a las partes protoplsmicas ms susceptibles. En ambos organismos grampositivos y gramnegativos se encuentra la cpsula murena o mucoptida que la da rigidez a la pared celular y mantiene la forma caracterstica de cada organismo. Adems de la capa mucopptida, las especies gramnegativas contienen tambin grandes cantidades de lpidos, polisacridos y complejos protenicos.

Las bacterias grampositivas contienen una corta variedad de aminocidos, aminoazcares y componentes azucarados polimerizados para formar molculas ms complejas. La red de la pared celular que forma la capa mucopptida resulta de los enlaces covalentes de 3 componentes: cadena de polisacridos, subunidades peptdicas y los puentes de unin transversal de las subunidades pptidas. El pptido de las bacterias grampositivas se compone de 3 o 4 aminocidos como la alanina, cido glutmico, L-Lisina y cido , diaminopimlico. La ramnosa es el azcar distintivo de los estreptococos, La arabinosa de las paredes de Mycobacterium y Corynebacterium. Tambin de las paredes de las especies grampositivas es el cido teicoico, los cuales son polmeros fosfolcticos con residuos de ribitol como de glicerina con enlaces fosfodister. Los cidos teicoicos son importantes antgenos de superficie. Las bacterias gramnegativas miden 100 A de dimetro. Tienen una capa mucopptida rgida similar a la grampositiva. Se han encontrado en la pared celular de ellos compuestos de protenas, lpidos y polisacridos como complejos macromoleculares. Los componentes macromoleculares de la pared celular de los organismos gramnegativos se han representado en 3 capas: Mucopptida que le da rigidez interna. Lipopolisacrido: Rigidez media. Lipoprotena: Rigidez externa.

DIFERENCIALES La identificacin bacteriana viene facilitada con frecuencia por el uso de medios diferenciales que revelan caractersticas especiales. El agar sangre contiene 5% de sangre de carnero o de caballo y se usa para poner de relieve la formacin de una hemolisina. La fermentacin de un determinado azcar en las placas de fermentacin se demuestra mediante colorantes tales como la mezcla de eosina y azul de metileno. Esta mezcla, en presencia de cido, no solo cambia de color sino que tambin precipita y de esta manera se tie toda la colonia. La precipitacin es lo suficientemente localizada como para destacar los sectores teidos en una colonia que contenga una subclona mutante (una clona es definido como un grupo de clulas derivadas mediante la reproduccin vegetativa de una nica clula progenitora). De aqu que todo cultivo puro de bacterias sea una clona y que la progenie de una mutante se denomine subclona. Las placas de fermentacin se usan con mucha frecuencia para los organismos facultativos. Estas placas son muy eficaces incluso cuando se produce una incubacin en presencia de aire, debido a que estos organismos convierten los azcares en cidos orgnicos ms rpidamente de los que estos pueden ser degradados a dixido de carbono. Una placa de fermentacin debe contener desde luego otras sustancias nutritivas, aparte del azcar, para permitir un crecimiento de los organismos no fermentadores. Un medio diferencial es aquel medio que es formulado de tal modo que sea posible distinguir a simple vista cuando una colonia est determinando cambios qumicos especficos. Comnmente estos cambios qumicos se hacen evidentes por medio del empleo de indicadores coloreados. Si un indicador con un color dado (es decir, pH especfico) es agregado al medio y el cultivo de las especies deseadas cambia el pH alrededor de las colonias en desarrollo aparecer un color diferente. CRECIMIENTO EN MASA Es muy importante para el diagnstico bacteriolgico conseguir que las colonias crezcan aisladas. Las colonias apelotonadas son demasiadamente pequeas para revelar las caractersticas morfolgicas. Adems no puede producir la suficiente acidez localizada para detectar un proceso fermentativo y la produccin dispersa de cido puede causar una hemlisis difusa inespecfica. Desde luego es muy importante inspeccionar las placas tras un periodo estandarizado de incubacin (generalmente de 18 a 24 horas a 37C). MEDIOS SELECTIVOS Los tipos celulares que predominan en una poblacin determinada pueden ser fcilmente aislados (clonados) en una placa. Sin embargo, para aislar los

componentes menores de un cultivo es necesario emplear medios selectivos. Los medios selectivos lquidos proporcionan un enriquecimiento de la poblacin en lo que se refiere a los organismos que se desea aislar, mientras que los medios slidos permiten su aislamiento directo. El enriquecimiento del medio se basa en varios principios. Los organismos capaces de utilizar un determinado azcar son aislados y dicho azcar se convierte en la nica fuente de carbono para el cultivo. En cambio la seleccin de organismos que no lo utilizan (no fermentadores) resulta ms difcil. De forma parecida, el empleo de medios mnimos o de medios que contienen escasos factores de crecimiento excluir a los organismos muy exigentes; la seleccin de estos organismos resulta muy difcil y en general hay que recurrir a la inhibicin selectiva de especies ms simples desde el punto de vista nutritivo (por ejemplo empleando sales o pHs desfavorables, inhibidores especficos). Dentro de estos inhibidores especficos se encuentra el telurito para el crecimiento selectivo del bacilo diftrico, el bismuto y diversos colorantes como el verde malaquita para el crecimiento selectivo de salmonella y shigella (agar sulfito de bismuto y caldo tetrationato) en los cultivos de heces as como el tratamiento previo con cidos o lcalis fuertes para permitir la recuperacin de los organismos de crecimiento lento pero resistentes tal como el bacilo de la tuberculosis. Un medio selectivo es aquel que ha sido qumicamente formulado de tal forma que permita el crecimiento de la especie que se desea aislar al mismo tiempo que suprima el crecimiento de cualquier otra especie competidora. MEDIOS ENRIQUECIDOS La adicin de componentes como sangre, suero o extracto de tejidos de animales y plantas al caldo nutritivo o agar, le proporciona sustancias nutritivas complementarias para que medio pueda soportar el crecimiento de los hetertrofos exigentes (organismos que necesitan de compuestos orgnicos de carbono tales como los azcares o carbohidratos). PATOGENICIDAD Y VIRULENCIA INFECCION: Se deriva del latn inficere que significa poner o penetrar en, esto implica accin competitiva entre dos seres vivos, husped y parsito por la superioridad. En el sentido ms exacto, la infeccin indica presencia de microorganismos sobre o dentro del cuerpo del husped. INFESTACION: Difiere de la infeccin en que la primera indica la presencia de parsitos animales sobre o dentro del cuerpo del husped. Se incluyen formas macroscpicas como piojos, pulgas, gusanos planos y tremtodos. Infestare del latn, significa inquietante u hostil. Un organismo infestante puede transmitir una infeccin, como las pulgas transmiten la peste o los piojos el tifo (Rickettssia prowazeki).

PARASITISMO: Deriva de la palabra griega parasits que significa comerse unos a otros. Organismo que vive a expensas de otro llamado husped. La infeccin es un tipo de parasitismo. AGENTE PATOGENO: Es el que es capaz de producir una enfermedad. PATOGENICIDAD: Se refiere a la capacidad que tienen los parsitos para penetrar al husped y producirle cambios fisiolgicos y anatmicos como la enfermedad. El grado de patogenicidad o facultad de un organismo para producir enfermedad se denomina virulencia. Factores de virulencia: como la capacidad de producir toxinas o venenos potentes. Debemos saber que todos los microorganismos, parsitos patgenos o no patgenos, virulentos o avirulentos son potencialmente productores de enfermedad, dependiendo solo del estado que guarde las defensas del husped. Un agente patgeno que es virulento para un husped es avirulento para otro. Los gonococos son virulentos para el hombre pero no lo son para la mayora de los animales inferiores. As un microorganismo patgeno tiene un potencial para producir enfermedad pero lo hace solo si es suficientemente virulento para penetrar al cuerpo y vencer los mecanismos de defensa del husped. Ahora se reconoce que los microbios no patgenos tienen la capacidad de producir infeccin y enfermedad. Esta capacidad no solo depende de los factores de virulencia sino que dependen ms de los mecanismos de defensa del husped (oportunistas). REQUISITOS DE LOS PARASITOS PARA PRODUCIR ENFERMEDAD. 1. Deben ser capaces de metabolizar y multiplicarse dentro o sobre los tejidos del husped. 2. Debern de resistir los mecanismos de defensa del husped durante el tiempo necesario que les permita desarrollarse y reproducirse en nmero suficiente para causar enfermedad aparente. DINAMICA DEL PROCESO INFECCIOSO A) Iniciacin de la infeccin: Para que los microbios patgenos puedan iniciar la infeccin, primero deben sobrevivir en las superficies mucosas compitiendo con otros microorganismos comensales y despus penetrar en los tejidos. B) Produccin del Sndrome de la Enfermedad: Una vez dentro de los tejidos, los microorganismos invasores deben ser capaces de desarrollarse y multiplicarse de manera que produzcan la enfermedad ya sea por crecer en una lesin local o por diseminarse dentro del husped por las vas linftica o sangunea. Adems estos microorganismos debern competir contra los

mecanismos de defensa del husped que los matan o los eliminan. En general no se conoce que tan rpido se desarrollan o se dividen los microorganismos patgenos en el husped (Salmonella typhimurium en ratn es de 8 a 10 horas comparada con medio hora que tarda in Vitro). La mayora de las especies bacterianas que son incapaces de penetrar las defensas naturales del husped se llama bacteria no patgena. ALGUNOS FACTORES DE VIRULENCIA 1. FACTORES TOXICOS: Algunos microorganismos producen sustancias venenosas de peso molecular elevado conocidas como toxinas. La capacidad de los microorganismos de producir toxinas es un factor importante en su capacidad para producir enfermedad. Las toxinas producidas por los microorganismos pueden ser excretadas al medio que los rodea (exotoxinas) o retenidas dentro de la clula (endotoxinas). Exotoxinas: Las exotoxinas son difusibles y eliminadas por la clula productora al medio que la rodea al sistema circulatorio y tejido del husped. Por ejemplo, el medio puede ser una lata de vegetales contaminada por Clostridium botulinum (en ausencia de aire ya que es una anaerobio estricto) mal esterilizada, la red sangunea como cuando el bacilo de la difteria (Corynebacterium diphtheriae) se desarrolla en la garganta del hombre o cuando Clostridium tetani crece en los tejidos muertos que rodea una herida (1 miligramo de toxina tetnica basta para matar un milln de cobayos). CARACTERISTICAS DE LAS EXOTOXINAS A) Pierden su toxicidad cuando se les calienta o trata con cidos. B) Hay datos de que su toxicidad se debe a la configuracin espacial de los aminocidos en la molcula, cuando este arreglo se altera se pierde la toxicidad y las sustancias resultantes se conocen como toxoides. C) Las toxinas y los toxoides ti