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LIBRO DE MICROBIOLOGIA MEDICA

MICROBIOLOGIA MEDICA - SHERRIS
MICROBIOLOGIA MEDICA – SHERRIS

ANTECEDENTES

MICROBIOLOGIA MEDICA – SHERRIS: La ciencia de la microbiología médica data de los estudios pioneros de Pasteur y Koch, quienes aislaron agentes específi cos y comprobaron a través del método experimental que podían causar enfermedades.

Los métodos desarrollados por ellos condujeron a la primera época dorada de la microbiología (1875-1910), cuando se defi nieron muchas enfermedades bacterianas y los organismos causantes de ellas.

Dichos esfuerzos, combinados con el trabajo comenzado por Semmelweis y Lister, quienes mostraron los modos de propagación de la enfermedad, condujeron a los grandes avances en salud pública que dieron inicio al descenso en la enfermedad y muerte.

HISTORIA

En la primera mitad del siglo XX, los científicos estudiaron con detalle la estructura, fisiología y genética de los microbios y comenzaron a responder las dudas relacionadas con la asociación entre las propiedades específicas de los microbios y la enfermedad.

Para el fi nal del siglo XX, las ciencias de la biología molecular, genética,
genómica y proteonómica ampliaron estos discernimientos al nivel
molecular.

Los avances en genética han llegado al punto en el que es posible no sólo conocer los genes implicados, sino entender cómo se regulan.

Descubrimiento de la penicilina

El descubrimiento de la penicilina por parte de Fleming en 1929, y el de las sulfonamidas por Domagk en 1935, abrieron la posibilidad de los grandes avances en quimioterapia,

mismos que se ampliaron en forma gradual de las enfermedades bacterianas a las infecciones fúngicas, parasitarias y, por último, virales.

Casi con la misma rapidez, virtualmente todas las categorías de agentes infecciosos desarrollaron resistencia a todas las clases de antimicrobianos para contrarrestar estos agentes quimioterapéuticos.

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AGENTES INFECCIOSOS:

EL MUNDO DE LOS MICROBIOS

La microbiología es una ciencia defi nida por la pequeñez.

Su creación fue posible por la invención del microscopio (del griego micro,
pequeño + skop, observar, ver), que permitió la visualización de estructuras demasiado pequeñas para verlas a simple vista.

Esta definición de la microbiología como el estudio de las formas vivientes microscópicas sigue siendo válida si puede aceptarse que algunos organismos

sólo pueden vivir en otras células (p. ej., todos los virus y algunas bacterias) y que otras tienen formas macroscópicas (p. ej., mohos micóticos, gusanos parasitarios).

Los tamaños relativos de algunos microorganismos se muestran en la fi gura 1-2.

Los microbios son pequeños

Los microorganismos son responsables de gran parte de la descomposición y reciclaje natural de materia orgánica en el ambiente.

Algunos sintetizan compuestos con contenido de nitrógeno que contribuyen a la nutrición de los seres vivos que carecen de esta capacidad;

otros (p. ej., las algas oceánicas) contribuyen a la atmósfera al producir oxígeno a través de fotosíntesis.

Debido a que los microorganismos tienen una sorprendente amplitud de capacidades metabólicas y productoras de energía, algunos pueden existir
en condiciones que son mortales para otras formas de vida.

Por ejemplo, algunas bacterias pueden oxidar compuestos inorgánicos
como el azufre y los iones amonio para generar energía,

y algunas pueden sobrevivir y multiplicarse en aguas termales a temperaturas superiores a 75 °C.

Funciones Benéficas

La mayoría tienen funciones benéficas para el ambiente

Algunas especies microbianas se han adaptado a una relación simbiótica con formas de vida superiores.

Por ejemplo, las bacterias que pueden fijar el nitrógeno de la atmósfera colonizan las raíces de leguminosas y de unos cuantos árboles, como los alisos, para cubrir los requerimientos de nitrógeno de las plantas.

Cuando dichas plantas mueren o son derribadas, la fertilidad de la tierra aumenta por los compuestos nitrogenados derivados originalmente del metabolismo de las bacterias.

Fuente de Nutrición

Los rumiantes utilizan los pastos como su principal fuente de nutrición debido a que la abundante flora de bacterias anaerobias en su rumen descompone la celulosa

y otros compuestos de la planta en carbohidratos y aminoácidos útiles y sintetiza los nutrientes esenciales, incluyendo algunos aminoácidos y vitaminas.

Estos pocos ejemplos ilustran la naturaleza protista de la vida microbiana y su sitio esencial dentro de nuestro ecosistema.

Los productos de los microbios contribuyen a la atmósfera

Clases de microorganismos

Las principales clases de microorganismos en términos de tamaño y complejidad progresivos son los virus, bacterias, hongos y parásitos.

Los parásitos existen como estructuras unicelulares o multicelulares con la misma estructura eucariota de nuestras células.

Los hongos también son eucariotas, pero tienen una pared externa rígida que los hace parecerse más a las plantas que a los animales.

Las bacterias también tienen una pared celular, pero su estructura celular es procariota y carece de los organelos de las células eucariotas.

Los virus tienen un genoma y algunos elementos estructurales, pero deben tomar el control de la maquinaria de otra célula viviente (eucariota o procariota) para replicarse.

Las cuatro clases de agentes infecciosos se resumen en el cuadro 1-1, y en la
fi gura 1-3 se presentan ejemplos genéricos de cada una.

Complejidad progresiva: virus → bacterias → hongos → parásitos

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VIRUS

Los virus son estrictamente parásitos intracelulares de otras células vivas, no sólo de mamíferos y plantas, sino también de organismos unicelulares simples, incluyendo las bacterias (bacteriófagos).

Los virus son formas simples de partículas replicantes, biológicamente
activas, que acarrean información genética en moléculas de DNA o
RNA, pero nunca en ambas.

La mayoría de los virus maduros tienen una cubierta proteínica sobre su ácido nucleico y a veces una membrana de superficie lípida que deriva de la célula que infectan.

Carecen de las enzimas

Debido a que los virus carecen de las enzimas que sintetizan proteínas y del aparato estructural necesario para su propia replicación, esencialmente no tienen semejanza con una célula eucariota o procariota.

Los virus contienen sólo un poco más que un DNA o RNA

Los virus se reproducen utilizando sus propios genes para dirigir las actividades metabólicas de la célula que infectan a fin de realizar la síntesis y reensamblado de sus componen tes.

De este modo, una célula infectada con una sola partícula viral produce muchos miles de partículas virales, las cuales se ensamblan casi en forma
simultánea bajo las instrucciones del ácido nucleico del virus.

Muerte celular

Con la presencia de muchos virus, la consecuencia es la muerte celular y la infección de otras células.

A veces la reproducción viral y la reproducción celular ocurren al mismo tiempo sin muerte celular, aunque se afecte la fisiología celular.

La estrecha relación entre el virus y la célula origina en ocasiones la integración del ácido nucleico viral y el ácido nucleico funcional de la célula, lo que provoca una infección latente que se transmite intacta a la progenie de la célula.

La replicación es a través del control de la maquinaria metabólica de la célula huésped Algunos se integran dentro del genoma

BACTERIAS

Las bacterias son las células vivientes más pequeñas (0.1 a 10 µm).

Tienen una mem brana citoplásmica rodeada por una pared celular; el peptidoglucano, que es un polímero entretejido de naturaleza única, hace que la pared sea rígida.

La estructura de una célula procariota sim ple no incluye mitocondrias, lisosomas, retículo endoplásmico y otros organelos (cuadro 1-2).

Su tamaño

De hecho, la mayoría de las bacterias son casi del mismo tamaño que las mitocondrias.

Su citoplasma sólo contiene ribosomas y un solo cromosoma de DNA
de doble hebra.

Las bacterias no poseen núcleo, pero tienen todos los elementos químicos necesarios para los ácidos nucleicos y la síntesis de proteínas.

Aunque sus requisitos nutricionales varían en gran medida, ca si todas las bacterias viven en libertad si disponen de una fuente energética adecuada.

Máquinas Metabólicas

Estas diminutas máquinas metabólicas se dividen mediante fisión binaria y se pueden criar en cultivos artificiales, a menudo en menos de un día.

Las arqueobacterias difieren radicalmente de otras bacterias en cuanto a su estructura y procesos metabólicos;

viven en ambientes que serían hostiles para los seres humanos (p. ej., aguas termales y zonas de elevada salinidad), pero no se asocian con enfermedades.

Son las células vivientes más pequeñas

La estructura celular procariota carece de núcleo y organelos

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HONGOS

Los hongos existen en forma de levaduras y mohos.

Las levaduras más pequeñas tienen casi el mismo tamaño que las bacterias, aunque la mayor parte es más grande (2 a 12 μm) y se multiplican por
gemación.

Los mohos

Los mohos forman extensiones tubulares llamadas hifas que, al enlazarse en una red ramificada, crean la estructura indefinida que se observa en el pan viejo.

Los hongos son eucariotas y tanto los mohos como las levaduras tienen una rígida pared celular externa formada de polímeros característicos, denominados glucanos, mananos y quitinas.

Su genoma

Su genoma puede existir en estado diploide o haploide y se replican por meiosis o mi tosis simple.

En su mayoría, los hongos viven de manera independiente y se encuentran distribuidos ampliamente en la Naturaleza.

En general, los hongos crecen
con mayor lentitud que las bac terias, aunque sus tasas de crecimiento casi siempre se superponen.

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