MICROBIOLOGÍA

1.1 ANTECEDENTES HISTÓRICOS:

La microbiología es la ciencia que estudia a los microorganismos-es decir, a los

organismos de dimensiones tan reducidas que no se perciben a simple vista-; Por ello, para su

visualización es necesario la utilización del microscópio, puesto que el ojo humano no aprecia

apenas detalle de un objeto de 1 milímetro de diámetro y no percibe en absoluto objetos de 0´1

milímetro de diámetro.

Los microorganismos se agrupan en el reino de los protistas. La creación de este nuevo

reino se debe a que Haeckel (1866), discípulo de Darwin, quien ante la ploémica de la época, que

incluían a unos microorganismos en el reino animal y otros en el vegetal, surgió que habia, sin

embargo, microorganismos que distaban mucho de parecerse a los animales y vegetales, y eran

considerados una cosa u otra según la corriente del momento. Por eso, Haeckel sugirió el nuevo

reino para agrupar a los Protozoos, los Hongos y las Bacterias.

1.2 PROTISTAS:

EL reino de los protistas es muy heterógeno desde el punto de vista sistemático. Incluye

organismos con una organización biológica relativamente sencilla; son normalmente unicelulares,

aunque tambien hay organismos pluricelulares. Lo más característico y lo que les diferencia

esencialmente de animales y vegetales es que, tanto si son unicelulares como pluricelulares, no

presentan ningún tipo de diferenciación interna, es decir, no hay especialización celular (células

que se diferencian para realizar una determinada función), no mucho menos organización celular

en tejidos.

En los protistas,se aprecian claramente dos grados de evolución: aparecen individuos con

celulas primitivas, o celulas procariotas, e individuos con verdaderas celulas, o celulaseucariotas.

La celula eucariota presenta un nucleo verdadero, rodeado por una menbrana nuclear,

que contiene un determinado número de cromosomas que están constituidos por ADN e histonas.

El citoplasma eucariótico contiene mitocóndrias, cloroplastos, ribosomas y otros orgánulos

celulares, y todo ello se recubre por una membrana que se prolonga hacia el interior del

citoplásma, organizando unos canales en él que forman el retículo endoplasmático; en este

retículo se encuentran los ribosomas, que son los responsables de la síntesis de proteínas. La

membrana celular puede o no recubrirse de pares celular para protegerse de los agentes del

medio ambiente o bien para darle consistencia a la célula.

La célula procariota es mucho más primitiva y, por tant o, no está tan organizada. No

posee un verdadero núcleo, puesto que el ADN no está rodeado de una membrana que lo separe

del resto de los orgánulos del citoplásma, sino que se encuentra libre en él. No posee

mitocóndrias, sino mesosomas, que son plieges de la membrana celular donde se hallan las

enzimas responsables de la repración. Tampoco hay cloroplástos, sino cromotóforos, que

contienen clorofilas. Los ribosomas tienen la misma estructura que los eucariñoticos, pero su

coeficiente de sedimentación es menor, y se encunetran pegados a la membrana citoplasmática.

Todos tienen la membrana celular protegida por la pared celular, que contiene peptidoglicano

(compuesto exclusivo de los procariontes).

Dentro de los Protistas son eucarióticos los Protozoos, hongos y algas superiores. Son

procarióticos las algas azules (cianofíceas) y las bactérias.

Los virus son un grupo aparte que aun no se ha integrádo en ningún reino; incluso se

discute si son seres vivos o no, ya que no cumplen uno de los ostulados: son incapaces de

reproducirse por sí mismos, dependen de un huesped que les proporcione el mecanismo de

replicación y sintesis de sus macromoléculas; una vez que han conseguido esto, salen de la célula

infectada, produciendo su muerte. Hay virus que infectancélulas animales; otros células vegetales,

y otros infectan bacterias.

1.3 EL DESCUBRIMIENTO DE LOS MICOORGANISMOS:

Hasta que no se inventó el microscópio, no se conocia con exactitud la existencia de los

micoorganismos. Fué un holandés llamada Van Leeuwenhoek, que vivió durante el siglo XVII,

quien observó con un aparato que había construido, unos " animalículos" ( como él los llamó )

que vivían en el mosto del vino. Era comerciante y pulidor de lupas, que utilizaba para

comprobar la calidad de los tejidos. Construyó el primer microscópio, muy diferente de los que

hoy conocemos, pues solo tenia una lente pequeña y casi esférica, que no podía cambiarse, y , por

tanto, no podía variar el aumento. Con este primitivo microscópio consiguió aumentos que

oscilaban de 50 a 300. Con su aparato y su gran curiosidad observaba todo lo que caía en sus

manos, y en poco tiempo se halló el poder de una considerable cantidad de datos y descripciones

que al publicarlas, sin sberlo, estaban abriendo las puertas a una nueva ciencia: la microbiología.

Aunque los contemporanios de Van Leeuwennhoek se entusiasmaron con sus

descubrimientos cientificos, la exploracion microscopica del mundo microbiano no progresó hasta

un siglo después. La causa de este retraso fue el tiempo en que la óptica tardó y pudo construirse

el primer microscópio compuesto en 1820, superior en precisión al simple de Van Leeuwenhoek.

Después del descubrimiento de la gran cantidad de microorganismos que se pueblan los

diferentas habitats de la naturaleza, los cientificos comenzaron a preguntarse cúal sería el origen

de ellos. HAbían dos teorías: unos pensaban que los microorganismos se formaban

espontáneamente a partir de materia sin vida; eran los defensores de la generación espontánea.

Otros, pensaban que surgían a partir de "semillas" o "germenes" de los microorganismos que

estaban siempre presentes en el aire. Al pasar el tiempo, y con él el aumento de conocimientos

acerca de los organismos vivos, se fue viendo que la generación espontánea no se da en la

naturaleza. Uno de los primeros en proporcionar una clara evidencia, fue el Italiano Lazzaro

Spallanzani, quien, por medio de calentamiento, evitó la aparición de microorganismos en las

infusiones orgánicas.

spallanzani llegó a la conclusión de que los microbios pueden ser llevados a las infusiones por

medio de aire, y entonces cerró herméticamente sus matraces y pudo comprobar que una infusión

cerrada de este modo y hervida era permanentemente estéril, y que al abrirla de nuevo volvía a

contaminarse.

Los microorganismos producen cambios químicos en las sustancias que utilizan como

medio (fermentaciones); de esto no se tuvo conocimiento hasta 1860.

Antes, Lavoisier y Gay-Lussac estudiaron las fermentaciones desde el punto de vista químico, y

en 1830, dos biólogos, Cagnard-Latour y Schwarnn, relacionaron la fermentación con los

microorganismos; calentaron mosto de vino, con lo cual los microorganismos morían y la

fermentación no se producía. El gran pionero de estos estudios fue Pasteur, que estudió

biológicamente la fermentación alcoholica, láctica, butírica y acética. Observó que cada

fermentación la hacia un micróbio distinto. Demostró tambien que en un sistema cerrado donde

introducimos algodón cargado de germenes sobre una infusión estéril provocaba el desarrollo de

microorganismos.

1.4.LOS MICROORGANISMOS PRODUCTORES DE ENFERMEDADES:

Pasteur fué el primero en considerar la posibilidad de que los microorganismos fuesen

responsables de las enfermedades infecciosas.

En 1840 se introdujo la anestésia, lo que permitió el desarollo de la cirugía. Pero apareció

un problema de elevada gravedad: el tiempo que durase la operación ya no tenía importancia,

puestop que el paciente no sufría mientras; pero este mismo tiempo la herida permanecia abierta,

con lo cual las infecciones posperatorias eran mas graves y frecuentemente producían la muerte

del paciente. Lister, cirujano inglés, tras los descubrimientos de Pasteur, pensó que los germenes

que contenian el aire eran los responsables de las infecciones de los tejidos expuestos durante la

operación. Decidió intentar evitarlo mediante una escrupulosa esterilización de los instrumentos

quirúrgicos, uso de vendajes esterilizados y la reacción de la operación bajo una pulveración de

desinfectantes. Asi consiguió reducir el número de infecciones posperatorias (sepsia quirúrgica).

A partir de aqui empezó a pensar más firmemente en el origen microbiano de ciertas

enfermedades humanas.

La inmunología se desarrolló desde que se supo que no es el propio microorganismo el

que produce la enfermedad, sino las toxinas que produce.

La primera vacuna se debe a Jenner, que inoculó pústulas de viruela a vacas sanas y observó que

aquellas vacas a las que había inoculado pústulas viejas sufrían la enfermedad muy debilmente, y

además, si se les inoculaba otra vez pústulas menos viejas, no enfermaban. Después, pasteur

desarrolló la inmurología con cultivos viejos, donde el agente productor de la enfermedad perdía

virulencia. Si inoculaba estos cultivos en animales sanos, no enfermaban; sin embargo, si

inoculaba una segunda vez, ahora un cultivo joven, en el mismo animal, tampoco enfermaba: se

había inmunizado el animal contra ese microorganismo. Pasteur desarrolló muchas vacunas por

este y otros métodos; incluso vacunas contra virus que no podía ver en su microscópio, como la

vacuna contra la rabia.

Posteriormente se desarrollaria más ampliamente la inmunología con el descubrimiento

de los antígenos y anticuerpos, las toxinas y los toxoides.

2.1.MICROORGANISMOS

BACTERIAS

• MORFOLOGÍA

Antes de la invención del microscópio electrónico no se ha podido observar la

estructura de la célula bacteriana, ya que el microscópio óptico no permite la visualización de sus

componentes celulares.

Todas las bacterias son protistas procarióticos; por tanto, sus células son primitivas y

con una estructura muy particular.

En la célula procarótica bacteriana podemos destacar cuatro regiones: región nuclear,

citoplasma, membrana y pared celular.

• TAMAÑO Y FORMA DE LAS BACTERIAS

El tamaño de las bacterias oscila mucho; así podemos encontrar bacterias del tamaño de

un glóbulo rojo humano, de 0´7 micras de diámetro, o podemos ver bacterias tan pequeñas como

una proteína que mida 0´005 micras de diámetro.

La forma de las bactérias es generalmente esférica o alargada. Las bacterias esféricas se

llaman cocos, y las alargadas, bacilos.

Cuando se presentan dos cocos unidos se denominan diplococos. Si son varios los cocos

que se presentan juntos, se llaman estreptococos. Si los cocos están formando racimos se

denominan estafilococos. Si lo que forman son cubos se denominan sarcinas.

Los bacilos también se representan de diferentes modos. Si se hallan formando hileras se

denominan estreptobacilos. Si los bacilos son ondulados se denominan vibrios; y si son curvados

se denominan espirílos.

• METABOLISMO BACTERIANO

Tanto las necesidades nutritivas como los procesos de síntesis de la célula bacteriana son

en todo análogos a los de las demás células vivas y, como éstas, necesitan energía para llevar a

cabo estos procesos. Esta energía se obtiene por oxidación de sustancias introducidas en forma de

alimentos.

Las bacterias se nutren mayoritariamente de manera heterótrofa, es decir, se alimentan

de sustancias orgánicas que proceden de otros seres vivos; por eso, estas bacterias han de ser

parásitas, simbiontes o saprófitas. Otras bacterias son autótrofas, es decir, que captan la energía

libre y sintetizan sustancias orgánicas a partir de inorgánicas (CO2, H2O y sales minerales).

Una vez que los nutrientes han entrado en la célula bacteriana sufren una

serie de transformaciones que dan lugar a la síntesis de material bacteriano a

partir de sustancias nutritivas sencillas, como, por ejemplo, la glucosa, los ácidos

grasos de cadena larga o compuestos aromáticos. Estas transformaciones de la

materia es lo que se denomina metabolismo.

El metabolismo de la bacteria le permite crecer hasta un determinado

tamaño, al alcanzar el cual se reproduce asexualmente por bipartición o escisión

para dar dos células hijas con características morfológicas y fisiológicas

semejantes a las de la madre. si bien la bipartición es la forma más habitual de

reproducción, también pueden hacerlo por ramificación, como los hongos, por

germinación o por gonidios.

En algunas bacterias se produce una especie de reproducción sexual, con

intercambio genético entre dos células en contacto. Al fenómeno se le denomina

conjugación, y consiste en que, mediante un pili o un pelo sexual, dos bacterias se

unen, y através de él pasa de una bacteria donante a una bacteria receptora un

trozo de genoma de aquella.

La capacidad reproductora de las bacterias sobrepasa lo imaginable. Dos

bacterias hermanas procedentes de la bipartación de una célula madre están en

condiciones de reproducirse al cabo de veinte o treinta minutos. Por tanto, una

sola bacteria puede originar en doce horas una población de más de ocho millones

de individuos. Se comprende, dada esta vertiginosa velocidad de multiplicación, lo

rápidamente que puede resultar invadido el hombre por una infección

bacteriana.

VIRUS

Mucho antes del descubrimiento del mundo microbiano, el término virus

se utilizaba para designar a un agente capaz de producir una enfermedad. Esta

palabra proviene del latín, y originalmente significaba veneno o fluido venenoso.

Las ideas relativas a la producción de enfermedadas infecciosas fueron

necesariamente vagas y abstractas hasta el siglo XIX, en que por primera vez se

reconocieron agentes microbianos específicos para cada enfermedad. Al principio

se hacía referencia a estos agentes microbianos, tanto bacterias como hongos o

protozoos, con la denominación de virus. Se hablaba así de virus del carbunco y

virus del paludismo, enfermedades descubiertas por Pasteur y Laveran,

repectivamente.

Al lado de las enfermedades provocadas por estos microorganismos había

otras que se sabía eran transmisibles, pero en las cuales se era incapaz de poner

de manifiesto el agente infeccioso responsable, en el microscopio no se veía nada y

los cultivos permanecian estériles.

En 1892, Ivanowsky encontró que un extracto infeccioso procedente de

plantas de tabaco con la enfermedad llamada mosaico conservaba su eficacia aun

después de pasar a través de un filtro capaz de evitar el paso de las bacterias, aun

la más pequeñas, se denominaron virus filtrables. En el curso del tiempo, el

adjetivo filtrable se fue gradualmente abandonando, y la palabra virus se

convirtió entonces en una designación específica de grupo para estos agentes

infecciosos, ultramicroscópicos, que pasaban a través de los filtros.

En 1899, beijerinck descubrió que el virus del mosaico del tabaco podía

ser precipitado en alcohol a partir de una suspensión, sin perder por ello su poder

infectivo, y que además era capaz de difundir a través de un gel de agar. Estas

propiedades nunca habían sido presentadas por un organismo vivo; entonces,

Beijerinck, de acuerdo con esto, concluyó que el virus no era un organismo vivo,

sino más bien un principio infeccioso fluido.

En 1898, Loffler y Frosch dan a conocer en alemania la filtrabilidad del

germen responsable de la fiebre aftosa de los bóvidos.

En 1910, Levaditi aísla en el mono el virus de la polio y demuestra la

persistencia de su poder infeccioso después de la filtración.

El mundo de los virus está ampliamente extendido. Son capaces de

multiplicarse sobre todos los seres vivos: bacterias, plantas y animales.

Una de las características principales de los virus en su especialidad( un

virus determinado posee un huésped específico, en el cual provoca una

enfermedad determinada, multiplicandose en él). Están dotados de una gran

plasticidad. Así pues, un cierto número de virus vegetales se multiplican en los

insectos y un cierto número de virus animales-tales como, por ejemplo, los que

provocan la fiebre amarilla- son capaces de presentar un ciclo evolutivo en el

insecto vector.

HONGOS

Los hongos son organismos uni o pluricelulares normalmente inmóviles

(salvo algunas especies acuáticas), con paredes celulares muy semejantes-en

cuanto a composición química, espesor y estructura- a las de las bacterias.

Pueden crecer como células únicas (levaduras) o como colonias

filamentosas multicelulares (mohos). Los multicelulares carecen de tronco, hojas

o raíces; son mucho menos diferenciados que las plantas superiores, aunque más

que las bacterias.

Una sola célula uninucleada puede dar ramificaciones filamentosas,

levaduras, cuerpos que poseen diversas esporas y células sexualmente

diferenciadas (en muchas especies). Algunas especies forman unas estructuras

muy particulares, aptas para capturar distintas criaturas microscópicas.

Abundan en el suelo, en la vegetación y en la materia existente en el agua,

como hojas secas y troncos, donde viven mucho tiempo. Por su gran distribución

aérea, sus esporas contaminan frecuentemente cultivos bacterianos y celulares.

Precisamente éste fue el modo en que se descubrió la penicilina: en un cultivo de

estafilococos.

Al degradar los restos de sustancias orgánicas del suelo contribuyen

enormemente a la estabilidad química de la biosfera. Son utilizados en la

producción industrial de penicilina, corticosteroides y ácidos orgánicos. Además

ayudan al aporte de calorías a los alimentos humanos (queso, pan, bebidas

alcohólicas..)

ESTRUCTURA Y CRECIMIENTO

MOHOS-Su forma es la hifa o caña, estructura tubular ramificada de

2-10 micras de diámetro. Al crecer, las hifas producen ramificaciones

entretejidas o micelios, que dan lugar a una colonia o talo. Las hifas tienen

un crecimiento apical (elongación de sus extremos) y un crecimiento lateral

(producción de ramas).

Las hifas que penetran en el medio del que el hongo obtiene sus nutrientes

se denominan en conjunto micelio vegetativo, en contraposición con el micelio

aéreo o reproductor, en el que se localizan las células reproductivas o esporas.

La mayor parte de las colonias crecen en la superficie de medios líquidos o

sólidos, con aspecto irregular, seco o filamentoso, y son mucho más tenaces que

las bacterianas por el tejido que forman las hifas filamentosas. En el centro del

micelio, las hifas se necrosan por déficit de nutrientes y oxígeno, y tal vez por

acúmulo de ácido orgánicos. Es frecuente que las hifas se hallen divididas por

septos. Los cigomicetos o ficomicetos carecen de estos septos, presentando, por

tanto, un micelio continuo.

LEVADURAS-Son formaciones unicelulares, esféricas u ovoides, que a

veces se unen con la progenie y se adhieren entre sí para formar seudohifas.

Las células de las levaduras y mohos son eucariotas, y poseen varios

cromosomas diferentes y una membrana nuclear perfectamente definida,

mitocondrias y retículo endoplasmático. Son más parecidas a las animales y

vegetales que a las bacterias. Sus membranas contienen esteroles.