Temas 9-11 (2016)

Apunte Español
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Genética - 1º curso
Asignatura Microbiologia
Año del apunte 2016
Páginas 20
Fecha de subida 04/07/2017
Descargas 4
Subido por

Vista previa del texto

TEMAS 9-11: CRECIMIENTO Y CONTROL DIVISIÓN BACTERIANA: Proceso de fisión binaria ya que de la división se derivan asexualmente dos células hijas idénticas (no crecen en tamaño, sólo en número) – no hay una célula madre y una célula hija después.
Etapas: o Separación de las cadenas de ADN o Crecimiento de la membrana entre los mesosomas o Síntesis del septo o Separación de las células hijas.
CRECIMIENTO CELULAR Y POBLACIONAL: Crecimiento: aumentó ordenado de todos los componentes celulares = aumento de la masa en unicelulares (aumento del número de células).
Cuando hablamos de crecimiento microbiano no hablamos de un aumento de la masa, sino de un aumento del número de células en un medio determinado.
Fisión binaria: división asexual de una célula en dos.
 E. Coli tarda unos 20 min. En completar su crecimiento en condiciones óptimas (los microorganismos están condicionados por las características fisicoquímicas del ambiente: pH, temperatura, presión, luz...). El tiempo depende de la especie.
Crecimiento celular exponencial: en cada división hay el doble de células de las que había.
El crecimiento inicialmente es lento y después va aumentando. Hay un aumento exponencial del número de células, una progresión geométrica.
Nt=No2 ¿CÓMO PODEMOS MEDIR, SABER CUÁNTA CANTIDAD DE BACTERIAS TENEMOS? MEDIDAS DE LA MASA CELULAR: Consiste en pesar la cantidad de bacterias por: Métodos directos: en gramos y la extrapolación de cuántas hay. Nos da una idea.
 Peso húmedo (poco preciso): pesando el cultivo.
 Peso seco (15-20% de la humedad, más preciso, 1 mg -> 10 9 células): pesando el cultivo sin agua.
 Cuantificación del N2 total: se puede extrapolar ya que conocemos la cantidad de nitrógeno que hay en las diferentes estructuras.
 Cuantificación del ADN, ARN, proteínas, peptidoglicano, etc.
Métodos indirectos:  Consumo/producción de un metabolito (O2; CO2/producción de ácidos): correlación entre el consumo y la cantidad de bacterias.
 Métodos ópticos (medida de la turbidez; cuántas más bacterias en suspensión, el medio se encuentra más turbio). La dispersión de la luz es proporcional a la masa de cultivoo Escala de MacFarland: conjunto de tubos con diferente turbidez, los comparas con tu medio y seleccionas cuál se parece más. Patrón de turbidez conocida y calibrada previamente (1% de Cl2Ba + cantidades crecientes de SO4H2 al 1%; precipita SO4Ba, responsable de la turbidez).
o Espectrofotómetro/Colorímetro: medidas de la Densidad Óptica (DO = Absorbancia). Se mide la absorbancia absorbida por la muestra. La proporcionalidad entre masa y absorbancia es válida para <10 7 cél/ml, ya que puede ser que al haber tantas bacterias, chocan entre ellas y sí que llega a la placa.
Siempre margen de error, siempre que no se cuenten directamente estaremos hablando de una EXTRAPOLACIÓN.
También se puede relacionar con la cantidad de bacterias en suspensión en un cultivo bacteriano...
La proporcionalidad entre la masa y la A es válida para <10 7 cel./ml ¿Cómo saber que MO es? Hacer un medio de cultivo para que crezcan y se multipliquen; medio donde se han posa<do todos los nutrientes necesarios para que la bacteria crezca. Este medio puede ser: Líquido -> caldo de bacterias del agua, por ejemplo, están en suspensión, pero aquí no podrán formar colonias O en un medio donde se haya añadido una sustancia solidificante, gelificante, como por ejemplo el agar que en función de la cantidad de este en el medio puede ser: o Sólido: en las placas de Petri, hemos de sembrar las bacterias sobre la superficie sólida** ** TÉCNICA DE SIEMBRA: porque si “los echo y ya” todos formaran colonias y no se verá nada, no pudiendo distinguir y contar el número de colonias: Cada bacteria corresponderá a una bacteria del principio, de la muestra original.
Además, si tiñésemos más de una clase de bacteria, cada una crecerá diferente.
o Semisólido: cierta capacidad de movimiento, alguna colonia...
RECUENTO DE CÉLULAS TOTALES Puede ser mediante un microscopio o en el propio cultivo: Recuento directo con el microscopio óptico: las bacterias han de estar en suspensión y tener portaobjetos especiales porque eso permite contar el número de bacterias por superficie y volumen.
 Recuento de Breed:  Cámaras de recuento de Petroff-Hausser: se pone la muestra en un volumen que tenga una cuadrícula y se cuenta cuántas bacterias hay en cada cuadradito y así se sabe el número aproximado de células que hay en el volumen.
- Recuento con el microscopio electrónico (a través de la cuantificación de las bacterias en una microfotografía).
Coulter Counter (Contadores electrónicos de partículas): equipos que hacen pasar un volumen de líquido/muestra por un canal que cada vez que pasa una partícula, la detecta. (Cuenta cada vez que pasa una partícula por una sección del espacio).
RECUENTO DE CÉLULAS VIABLES: Recuento de células que están vivas y crecen en el medio de cultivo que preparamos, se han de contar las vivas que crecen en las condiciones que tú has puesto.
Recuento de viables en placa (medio sólido): o En estos casos, se utilizan siempre placas de Petri y se ponen las bacterias en un medio nutrido y entonces se cuentan las colonias que se han formado: ▪ Sobre un medio de cultivo de agar se esparce la suspensión donde se encuentra la bacteria, se deja incubar un tiempo en la placa y después se cuentan las colonias que se han formado. El número de colonias que hay en la placa es el número de células viables que hay.
▪ También se puede hacer el proceso al revés, primero se esparcen todas las bacterias en todo el volumen del medio. Ponemos las bacterias sin el medio y se pone un poco de agar gelatinoso esparcido que cuando se enfría, se solidifica. Se deja incubar y se cuentan las colonias, muchas de las cuales, en este caso, pueden ser de bacterias aneróbicas.
▪ En ocasiones se quiere saber cuántas bacterias hay en un medio donde hay pocas. En este caso, se han de hacer diluciones decimales de la solución inicial.
De cada dilución se siembra un ml en una placa de Petri y se incuba, después miramos y esperamos que la cantidad de microorganismos en cada dilución sea proporcional a esta. Entonces contamos las colonias que hay en alguna placa donde se pueden contar y lo multiplicamos dependiendo de las diluciones que hayamos hecho para saber cuántas bacterias hay en la solución inicial. En estos casos, el resultado se da como: células formadoras de colonias (CFU)  Recuentro de CFU’s (Unidades Formadoras de Colonias): o La diferencia que hay entre los dos métodos (imagen 1) es que en la segunda muestra hemos añadido nuestras bacterias cuando el agar todavía estaba líquido, si hay una bacteria anaeróbica o menos tolerante al O2 también se contará. En cambio, en el primer procedimiento, sólo crecerán en la superficie de la placa.
o - En medio líquido y posteriormente medio sólido: diferentes soluciones en tubos y posteriormente se pasan a un medio de cultivo sólido (imagen 2), donde si forman colonias. Se cuenta el que tiene unos 159* porque cuantos más tenga, más difícil será contabilizar las colonias y cuantas menos haya, habrá más margen de error.
Normalmente se hace una segunda vez y se calcula la media.
Recuento en líquido (número más probable): En este caso utilizamos medios que son siempre líquidos, por tanto, las bacterias no podrán formar colonias.
 RECUENTO DEL NÚMERO DE BACTERIAS MÁS PROBABLE EN TUBOS: Recuento aproximado: utilizado cuando no interesa el número, sino saber si hay o no. Después en lugar de pasarlo a un medio sólido, se pasa a 5 tubos de medio líquido y se mirará cuántos de ellos se vuelven turbios.
o Tenemos una muestra a analizar y la diluimos decimalmente varias veces, después un ml de cada dilución se inocula en 5 tubos que tienen un medio nutritivo y se pone a incubar. Las bacterias no hacen colonias en un medio líquido, cuando caen en este tipo de medios se dividen enturbeciendo el medio. Para calcular el número más probable se incuban los tubos y se mira en cuántos de estos han crecido los microorganismos en cada dilución. A través de una tabla se realiza la relación entre dilución y número de tubos con bacterias (tubos turbios) y se puede saber el número de bacterias en la muestra.
 Poco utilizado  Más efectivo que el anterior  NÚMERO MÁS PROBABLE EN PLACA: en una placa dividida se ponen gotas con bacterias en diferentes diluciones y se ponen a incubar y se mira en cuántas partes de la placa hay colonias y a través de la placa estimamos el número de bacterias que hay en un medio.
 Se puede cuantificar la cantidad de bacterias en un medio líquido pasando las bacterias por un filtro. Se pone la muestra líquida y se filtra. Podemos poner las bacterias sobre un medio de cultivo en una placa, harán colonias y cada una de estas colonias provendrá de una bacteria inicial de la muestra.
- Recuento en filtro de nitrocelulosa (válido para un número bajo de individuos)  Se filtra, cuando hay pocas bacterias, para concentrarlas  Se filtra una gran cantidad de volumen, donde quedarían retenidos los microorganismos, los cuales se pasarían a incubar en un medio de cultivo, donde harán colonias, dándonos el número que ahí había.
CICLO DE CRECIMIENTO Fases de crecimiento en un cultivo cerrado.
- - - Fase de latencia (de adaptación al medio):  Varía según los microorganismos y las condiciones culturales de crecimiento (medio, temperatura, pH, tensión de oxígeno, etc.), capacidad de multiplicarse.
 Fase inicial, cuando los dejas en el medio cerrado.
 Durante esta fase, que es una fase de adaptación: o Hay actividad metabólica, pero es poca o nula (ritmo de crecimiento cero). Los microorganismos están metabólicamente activos, pero todavía no tienen a punto su metabolismo para utilizar todos los nutrientes del medio, así, el nivel de crecimiento es prácticamente nulo y, si lo hay, al principio es muy bajo.
o Síntesis de componentes celualres (ATP, rRNA, tRNA, proteínas ribosómicas) y de enzimas y cofactores necesarios para poder utilizar los nutrientes que hay en el medio.
o Biosíntesis de nutrientes y elementos esenciales no presentes en el medio.
o Su duración puede variar mucho en función del inóculo (estado y número de las células) o del substrato presente en el medio de procedencia y en el nuevo.
Fase exponencial:  La bacteria ya tiene a punto todos los elementos que necesita y empieza a realizar la división binaria de forma logarítmica.
 Aumento logarítmico del número de células. División constante y regular.
 Las células están en su “mejor” estado. Por este motivo, la mitad de la fase exponencial es la que normalmente se usa para estudiarlos.
 El crecimiento es equilibrado; las células son uniformes tanto química como fisiológicamente  Células más pequeñas y tienden a formar agregados  Ritmo de crecimiento máximo y constante.
 El ritmo se ve influenciado por las condiciones ambientales (Tª, pH, nutrientes, etc.) y también por las condiciones genéticas.
 La duración de esta fase también depende del tiempo de generación: o TIEMPO DE GENERACIÓN: tiempo que tarda una bacteria en dividirse.
▪ ¿Cada cuánto se divide una bacteria? La temperatura ha de ser óptima y por tanto, diferente en cada tipo de bacteria.
Fase estacionaria:  El crecimiento exponencial no puede darse indefinidamente en un cultivo cerrado (batch)  El cultivo entra en fase estacionaria porque: o Hay una limitación de nutrientes (que al final se agotan) o Se produce una acumulación de productos de desecho derivados del propio metabolismo, que en muchos casos pueden ser tóxicos.
 NO hay un aumento o disminución neta en el número de células. Pueden continuar las funciones metabólicas.
 Por cada célula que se duplica (crece), una muere. Se producen tantas como mueren.
-  Producción de metabólicos secundarios (EJ.: antibióticos -> competencia): substancias sé cuán darías de los organismos para eliminar competidores (él mismo es resistente a este antibiótico): MECANISMO DE ADAPTACIÓN.
Fase de muerte:  Si una vez se ha llegado a la fase estacionaria se prolonga la incubación en el tiempo, aparece la fase de muerte.
 También puede ser exponencial, pero mucho más suave que la de crecimiento.
 Se puede dar muerte celular y, algunas veces, lisis celular.
 Los nutrientes disminuyen cada vez más y aumentan los productos metabólicos secundarios.
CULTIVO CONTINUO: En un medio con un cultivo abierto, la situación cambia radicalmente ya que se va cambiando el medio, siempre hay una entrada de productos nutritivos mientras que al mismo tiempo, se van eliminando bacterias; de manera que no se llegará nunca a la fase en la que el reactor llega a su máximo, NO exceso de bacterias. Además hay un sistema de aireación mediante el cual nunca habrá condiciones anaeróbicas y por lo tanto, no habrá tantos metabólicos secundarios.
No sigue el mismo ciclo.
Las bacterias están siempre en crecimiento exponencial, pero el número de bacterias es constante Controlan tanto la densidad de población como la velocidad de crecimiento mediante el control de dos factores: Concentración de nutrientes limitante: controla la velocidad de crecimiento.
Velocidad de dilución: controla la densidad de la población.
En un cultivo continuo, la velocidad de crecimiento y la producción de células pueden controlarse independientemente: La velocidad ajustando la velocidad de dilución Y la producción variando la concentración del nutrientes que actúa como factor limitante.
Los límites en los que la velocidad de dilución controla la concentración bacteriana son amplios. Pero a valores extremos el equilibrio se rompe.
A velocidades de dilución muy altas, la bacteria no puede crecer lo suficientemente rápido como para evitar su dilución y el cultivo desaparece por “lavado”.
A velocidades de dilución muy bajas, una gran parte de la población celular puede morir porque el nutriente no llega a ser suministrado a la velocidad adecuada como para mantener el metabolismo celular.
Además puede influir mucho variando la concentración de alimentos que queremos que entren, los nutrientes; a más de la velocidad.
Los cultivos continuos se hacen en un aparato llamado QUIMIOSTATO que permite controlar la concentración de nutrientes y la velocidad de crecimiento, así se puede optimizar la producción bacteriana.
INFLUENCIA DE LOS FACTORES AMBIENTALES: - Temperatura: En el crecimiento de un organismo siempre hay una temperatura mínima (por debajo de la cual no se puede dar el crecimiento) y una máxima (por encima de la cual no puede haber crecimiento porque las enzimas se desnaturalizan) y una temperatura óptima (temperatura ideal en la cual el crecimiento es máximo); si los valores de la temperatura óptima suben o bajan de esta temperatura óptima, el crecimiento bacteriano baja.
Las bacterias tienen una temperatura óptima determinada en la que sus enzimas funcionan perfectamente, a la máxima velocidad.
 A temperaturas muy bajas (más que su Tª óptima*) la membrana se congela, así los procesos de transporte son tan lentos que el crecimiento no tiene lugar.
 A Tª altas, el metabolismo deja de funcionar, debido, entre otros, a la desnaturalización de las proteínas, de las enzimas (lisis termal); el colapso de la membrana citoplasmática o lisis térmica ** La Tª óptima de crecimiento es aquella bajo la cual todo funciona correctamente. No todas las bacterias tienen la misma (esto influye, además, en la colonización de diferentes hábitats), por ello es muy variable y esto provoca que distingamos diferentes tipos: 1. Psicófilas: 0-15 ºC; máx. <20 2. Mesófilas: 10-45ºC; ópt.>20, máx. <45 3. Termófilas: > 45ºC; ópt. 50-70 4. Hipertermófilas: ópt.>80ºC 5. Hipertermófilas extremas - ADAPTACIONES DE LAS TERMÓFILAS: El objetivo es conseguir macromoléculas más protegidas.
o Modificación de la estructura de las proteínas: --> más estabilidad térmica.
▪ Mayor número de puentes de H ▪ Ricas en prolina (para que sean más estables) ▪ Chaperonas -> ayudan a mantener la estructura de la proteína porque no se desnaturalizan (proteínas de choque térmico) o Modificación del ADN: Proteínas “histone-like” que estabilizan y compactan el ADN: ▪ Las histonas son proteínas asociadas al material genético o Modificación de la membrana para estabilizarla, por: ▪ Mayor cantidad de ácidos grasos saturados, ramificados y de mayor peso molecular.
▪ Enlaces éter (membranas de las Archea) -> sustitución de enlaces éster por éter.
Actividad hídrica:  Capacidad de captar agua.
 En algunas condiciones les es difícil capataz agua por dos efectos: o Las substancias disueltas crean cierta afinidad por el agua, lo cual hace que esta agua asociada a los solutos no este disponible para los microorganismos. Por       - ejemplo cuando la bacteria está en un medio salado, donde le costará captar el agua ya que la concentración de soluto es más grande fuera que dentro de la célula.
(Efecto osmótico).
o El agua también puede estar poco disponible para los microorganismos por estar absorbida a las superficies de sólidos (Efecto matricial) La disponibilidad del agua se expresa en términos físicos como la actividad del agua (Aw): Aw = P solución / P agua (P = presión del vapor de agua) ** Si hay una elevada concentración de solutos extracelulares -> Aw es baja contra más baja sea Aw, más dificulatades tendrá la bacteria para captar agua.
La mayoría de las bacterias son incapaces de existir en ambientes con baja capacidad hídrica y mueren o entran en latencia Bacterias que viven en medios salinos (más importantes): 1. Halotolerantes 2. Halófitas: NaCl < 0,2 M 3. Halófitas extremas: NaCl < 2 M Osmófilas: capacidad de crecer en medios con altas concentraciones de azúcares.
Xerófilas: crecimiento en ambientes muy secos (por falta de agua).
ADAPTACIONES: la mayoría de las bacterias son incapaces de existir en ambientes con una baja actividad hídrica y mueren o entran en latencia.
Para adaptarse a elevadas concentraciones de solutos, incrementan la concentración interna de solutos. Lo hacen mediante iones inorgánicos del medio o sintetizando compuestos orgánicos, los cuales no pueden inhibir el funcionamiento normal de la célula, no pueden interferir en la actividad metabólica, no son tóxicos: SOLUTOS COMPATIBLES. (En los Xerófilos no les habría).
Intentar igualar concentraciones para eliminar la diferencia osmótica y para ello acumulan cosas, que son los solutos compatibles.
Relaciones con el O2:  Lo necesitan: AEROBIA OBLIGADA – medio turbio arriba, donde es facilitado el O2.
 Lo prefieren: ANAEROBIA FACULTATIVA – prefieren el O2, pero también pueden vivir sin él  Indiferencia: ANAEROBIA AEROTOLERANTE  Tóxico: ANAEROBIA ESTRICTA – el O2 es tóxico  <2-10%: MICROAERÓFILA Toleran el O2 pero no la concentración atmosférica (= necesitan O2 pero a baja concentración).
 Experimento con tubos (cerrados o abiertos):  Bases de la diferente sensibilidad frente al O2: Se pueden formar diferentes tipos de O2 que alteran , reaccionan y pueden ser tóxicos para la célula. Se obtienen reduciendo el O2 hasta agua mediante la adición secuencial de cuatro electrones, mediante estos pasos se forman intermedios reactivos y tóxicos para la célula: o Formas tóxicas del O2: 1. Superóxido 2. Peróxido de H 3. Radical hidroxilo 4. Agua o La reducción del O2 hasta agua por la adicción secuencial de 4 electrones.
o Los intermediarios que se forman son reactivos y tóxicos para la célula.
 ADAPTACIONES: Enzimas protectoras: transforman los elementos tóxicos en radicales que no son tóxicos para la célula. (Neutralizan los radicales del O2) (No las tienen las anaeróbicas).
Ejemplo: el Staphilococus aureus tiene la catalasa.
- Influencia del pH:  Normalmente el pH es neutro, pero hay bacterias que pueden vivir fuera de este margen.
 Tipos de bacterias según el pH: 1. Alcalinófilas: pH = 8,5-11,5 Bacillus alcalophilus 2. Acidófilas: pH = 0-5,5 Thiobacillus thiooxidans (2,2-2,8) 3. Neutrófilas: pH = 5,5-7 La mayoría de las bacterias E. Coli o o o o o o - - La mayoría de los ambientes naturales tienen un valor de pH entre 5 y 9, y los organismos con un pH óptimo de este orden son los más comunes.
Solamente unas cuantas especies pueden crecer por debajo de 2 o por encima de 10.
Algunas especies acidófilas no son capaces de crecer con pH neutro.
Cuando hablamos de pH óptimo para el crecimiento de un determinado microorganismo, estamos hablando de pH extracelular. El pH intracelular ha de estar muy cerca de la neutralidad para evitar la destrucción de macromoléculas.
En cultivos con un medio no renovado, el pH cambia durante el crecimiento como consecuencia de la actividad metabólica. Por eso se añaden tampones: substancias amortiguadoras de pH con tal de mantener el pH relativamente constante.
En el interior de la célula tienen un pH neutro: SISTEMA TAMPÓN INTRACELULAR QUE MANTIENE LA NEUTRALIDAD DENTRO DE LA CÉLULA.
El propio crecimiento microbiano acidifica el medio; hay que contar con ello y poner tampones.
Radiaciones:  Radiaciones ionizantes: o Gamma, y X (10 -8 – 100nm) o Muy penetrantes (¡!) -> mucha capacidad de penetración al interior de la célula y provocar alteraciones, tóxicas para el crecimiento o Mutaciones o Daño directo a macromoléculas o Producción de formas reactivas de oxígeno  Radiación UV: o 100-400 nm o Dineros de timina -> alteración de la replicación del ADN  Luz visible: o 400-750 nm o Provoca la fotooxidación o Sólo pueden vivir en la luz visible, aunque algunas bacterias son capaces de resistir a algunas radiaciones.
 IR, microondas: o Generan calor, pero no provocan alteraciones, ni ionizan.
Presión:  No barófilos (no tolerantes)  Barotolerantes// moderados (1-500 atm)  Barófilos extremos (solo -> 400 atm)  Profundidades marinas: (hay una presión de 1 atm cada 10m) Al 75% del mar profundo hay menos de 1000m De 600-1000 atm, 2-3 ºC: Photobacterium Shewanella Clowellia + Termobarófilos: Pyrococcus Methanococcus EXTREMÓFILOS: Bacterias que crecen y toleran situaciones muy extremas. (Acidófilas, termófilas, mesófilas...) Archea CONDICIONES EXTREMAS: Tema 10: Desinfectantes ESTERILIZACIÓN, DESINFECCIÓN Y ASEPSIA - - - ASEPSIA: métodos para prevenir las infecciones mediante la desinfección.
ANTISEPSIA: procedimiento (sustancia química- antiséptico) para eliminar o inhibir los microorganismos de la piel y de las mucosas. (ANTISÉPTICOS) DESINFECCIÓN: procedimiento (substancia química- desinfectante) que elimina la mayoría de los microorganismos patógenos pero no todo los tipos de formas microbianas sobre material inerte (por ej. No eliminan las esporas) ESTERILIZACIÓN: procedimiento físico o químico que destruye todos los tipos (y formas) de microorganismos (también las esporas) Lo que se busca con todos estos tipos de mecanismos es una zona libre de microorganismos para prevenir infecciones.
PRINCIPALES APLICACIONES DE LA ASEPSIA: 1. Control de las infecciones hospitalarias: a. De paciente a paciente 2.
3.
4.
b. De personal a paciente c. De paciente a personal Desinfectar en las técnicas quirúrgicas invasivas (operaciones en las que se trabaja dentro del cuerpo) Laboratorio de microbiología, para que no se esparzan las muestras.
Industria (sobretodo la alimentaria) TIPOS DE DESINFECCIÓN: 1. De bajo nivel: procedimiento químico que destruye la mayoría de las formas vegetales bacterianas, algunos virus y algunos hongos.
Tiene poca potencia, por lo que sólo elimina los organismos menos resistentes.
Desinfección aceptable para algunos procedimientos, como por ejemplo desinfectar un termómetro, limpiar el lugar de trabajo...
2. De nivel intermedio: procedimiento químico que inactiva las formas bacterianas vegetativas, microbacterias, virus y hongos, pero NO LAS ESPORAS.
Ejemplos: endoscopia, broncoscopia = están en contacto con las mucosas.
3. De alto nivel: procedimiento químico que destruye todas las formas microbianas, incluso las esporas.
Ejemplo: operación a corazón abierto.
Depende del uso, se emplea uno u otro.
Si nos fijamos en la desinfección, principalmente, los virus con envuelta son los menos resistentes a la desinfección, las formas vegetativas las siguientes y finalmente tenemos los priones, que son los más difíciles de inactivar.
Priones (proteínas con capacidad infectiva; hay que emplear procedimientos especiales) -> esporas bacterianas -> micobacterianos -> virus sin envuelta -> hongos (pared celular de quitina) -> formas vegetativas-> virus con envuelta (la envuelta está constituida por fosfolípidos, que son muy fáciles de desnaturalizar; en ella es donde se localizan los receptores).
(Ordenador de mayor a menor facilidad de eliminación).
➢ Priones ➢ Esporas bacterianas ➢ Micobacterias ➢ Virus sin envuelta ➢ Hongos ➢ Formas vegetativas ➢ Virus con envuelta RESISTENCIA DE LOS MICROORGANISMOS A LOS PROCESOS DE DESINFECCIÓN: Desinfección de bajo nivel: virus con cubierta, formas vegetativas bacterianas, hongos.
Desinfección de nivel intermedio: virus sin cubierta, micobacterias.
Esterilización o desinfección de alto nivel: esporas bacterianas.
Desinfección y esterilización en condiciones especiales: priones.
FACTORES DETERMINANTES Limpieza: si está sucio (restos de materia orgánica) es más difícil eliminar los microorganismos.
(La materia inorgánica inactiva los microorganismos).
Resistencia de los microorganismos Potencia del procedimiento CONSIDERACIONES BÁSICAS: El primer y más importante paso, antes de cualquier otro procedimiento, es la LIMPIEZA cuidadosa del material.
Siempre que sea posible, utilizar material de un sólo uso.
- Antes de comenzar cualquier procedimiento en el laboratorio, debemos asegurarnos de que el material que emplearemos para la limpieza está desinfectado, y si no lo está, habría que desinfectarlo; en segundo lugar, limpiar el material (eliminar los restos de materia orgánica) y finalmente, utilizar este material para desinfectar el lugar de trabajo.
PROCEDIMIENTOS DE ESTERILIZACIÓN: Métodos físicos: o Calor: ▪ Húmedo -> Autoclave (se mata con vapor de agua) ▪ Seco -> pupinel (elimina microorganismos por coagulación de proteínas; funciona como un horno caliente) Pasteurización (no es un medio físico de esterilización porque no queda claro que tipo de organismos mata) Incineración (quema, sirve para desinfectar lo que has de tirar y no tienes que usar más).
o Frío: ▪ Refrigeración Algunos microorganismos subsisten.
- ▪ Congelación ▪ Filtración (sólo sirve para esterilizar alguna cosa líquida) ▪ Radiaciones (UV...) ▪ Ultrasonidos Métodos químicos: o Gases de óxido de etileno PROCEDIMIENTOS DE DESINFECCIÓN Y ASEPSIA: Desinfectantes: o Alcoholes o Aldehidos o Fenoles y derivados o Derivados colorados o Compuestos de amonio cuaternario Antisépticos: o Alcoholes o Bioguanidas o Yodo y derivados o Oxidantes AUTOCLAVE CABINAS DE SEGURIDAD: DESINFECTADO IDEAL: Amplio espectro (efecto sobre la mayor amplitud posible de microorganismos) Rápida acción microbicida Facilidad de uso No alteración del material Soluble en agua Estable Toxicidad reducida No inflamable Coste bajo o moderado No inactivación por materia orgánica Tema 11: Antimicrobianos ANTIMICROBIANO: Todas aquellas sustancias producidas tanto por microorganismos como las obtenidas sintéticamente que actúan sobre otros microorganismos inhibiendo su crecimiento o destruyéndolos. Son mecanismos ecológicos que sirven para eliminar competidores en el medio donde el microorganismo vive.
Principales características: Especificidad (han de atacar a los microorganismos que están infectando) Elevada potencia biológica (que con poca cantidad ya tengan efecto) Toxicidad selectiva (que sean tóxicos para el microorganismo que deseamos eliminar pero no para nosotros).
Hay 4 grandes grupos: 1.
ANTIBIÓTICO O ANTIBACTERIANO: Hay un desconocimiento general de ellos por parte de la población, quien abusa.
En el año 1928, el doctor Fleming descubrió la penicilina cuando estaba trabajando con estafilococos y al cabo de un tiempo, cuando cayó una espora de un hongo en la placa, vio que en su alrededor no crecía el estafilococo.
o La FARMACOCINÉTICA estudia la dinámica que sigue un fármaco en el cuerpo humano desde que se administra hasta que se elimina. Se ha de conocer cómo se absorbe (en qué tejido), cómo se distribuye (por dónde pasa) y cómo se elimina.
Mecanismos y tipos de acción: ➢ Hay dos grupos: o Bacteriostáticos: se introducen en la bacteria bloqueando el desenvolvimiento y la multiplicación (cloranfenicol, eritromicina, tetraciclina). Inhiben el crecimiento de la bacteria; bloquean su multiplicación, pero no la matan.
o Bactericidas: provocan la muerte de la bacteria (betalactamicos, vancomicina, aminoglucósidos) ➢ En cualquier caso, para que un fármaco sea útil es necesaria la participación del sistema defensivo del individuo para qeu se pueda resolver la infección.
o Por ejemplo en las personas inmunodeprimidas es muy difícil eliminar una infección aunque utilices muchos fármacos, el sistema inmunitario es necesario en cualquier caso. (pacientes inmunodeprimidos).
➢ Clasificación en función del espectro: o Amplio espectro -> matan todas las bacterias; no es adecuado cuando se conocen qué bacteria ha causado la infección ya que también mata las bacterias internas que son beneficiosas para los humanos.
o Espectro intermedio o Espectro reducido -> diana muy concreta; se utilizan cuando se conoce la bacteria que ha causado la infección.
El uso de uno u otro depende -> pueden generar resistencia (y no nos interesa que se genere con un antibiótico de amplio espectro -> microbiota) ▪ Cuando más a menudo se suministre un antibiótico, más fácil es que aparezcan cepas resistentes a este.
Mecanismos de acción: Diferentes dianas con diferentes antibióticos (aprender alguno) Hay 5 mecanismos de acción: 1. Inhibición de la síntesis de la pared celular (las células mueren por el efecto osmótico) Β-lactánicos (ej: penicilina,...) - Actúan sobre la pared celular bloqueando la síntesis de péptidos (transpeptidilación) Se hace a través de la inhibición de la transpeptidación, inhibiendo la formación de los puentes de glucosamina y la pared no es muy estable y se rompe, la proteína que se ve afectada es la PBP que se une a la penicilina.
2. Inhibición de la síntesis de proteínas: Procariotas ribosomas 70S Procariotas ribosomas 80S (mitocondrias 70S -> cierta toxicidad !!!!!) 3.
4.
5.
6.
▪ Modifican la forma del ribosoma ▪ Modifican la RNA-transferasa ▪ Modifican la forma de la proteína que se sintetiza ▪ Unión específica ▪ Unión con otra enzima ▪ El bloqueo del ARNt o del ARNm Inhibición de la síntesis de DNA y RNA (bloqueo de la síntesis de ácidos nucleicos): Fluoroquinolasa actúa sobre la topoisomerasa o sobre la DNA girasa.
Impide que las hebras se separen.
Las Quinolonas inhiben la girasa y al Rifampicina la polimerasa Alteración de la membrana citoplasmática: Polimixina: actúa contra la membrana de gram negativas, genera poros en la membrana que alteran la permeabilidad.
Alteración del metabolismo Inhibición del punto patógeno específico al hospedador Resistencia bacteriana: ➢ La capacidad de algunas bacterias de tolerar el efecto bacteriostático o bactericida de un determinado antibiótico.
➢ Pueden ser provocada por: o Mutaciones genéticas (mutaciones del genoma-espontáneas, debidas a un error en la replicación o en el control- no se reconocen las bacterias) o Favorecidas por dosis insuficientes o tratamientos interrumpidos o Alguna característica natural que le permitan ser resistentes.
Desarrollo de resistencias: En un principio, el antibiótico entra por la porina y actúa sobre la PBP haciendo que no pueda sintetizar la pared , pero una bacteria resistente tiene menos permeabilidad: no deja pasar el antibiótico o tiene una PBP de diferente conformación de manera que cuando entra el antibiótico por la porina no la reconoce. También puede generar bombas de flujo que expulsan el antibiótico o “cortar” el antibiótico mediante una enzima.
- Modificación del poro Alteración de la diana Activación de mecanismos de expulsión – canales de expulsión (E-FLUJO) activación del antibiótico.
Enzimas que degradan al antibiótico inactivándolo.
Principales grupos de antibióticos: ➢ Betalactámicos ➢ Aminoglucosídicos ➢ Quinolonas ➢ Tetraciclinas ➢ Macrólidos y lincosaminas ➢ Glucopéptidos ➢ Sulfunaminas y trimetroprim ➢ Polipéptidos ➢ Cloranfenicol ➢ Metronidazol Efectos adversos y contradicciones: ➢ Gran diversidad de efectos indeseados: desde poca importancia hasta lesiones graves. (La mayoría son leves) ➢ Tratamientos prolongados y dosis elevadas. (Al irse acumulando dosis, el riesgo aumenta).
o EFECTO TERATOGÉNICO ➢ Mecanismo de acción, toxicidad, vía de administración, dosis, alergias, otros fármacos, embarazo, patología previa...
Selección del antibiótico: ➢ Agente etiológico responsable (saber cuál es la bacteria responsable) ➢ Espectro antibiótico ➢ Características del paciente ➢ Por cada enfermedad infecciosa existe un tratamiento de elección o de primero línea ➢ Debido a la presencia de resistencias en ocasiones es necesario realizar antibiograma -> conocer para una determinada bacteria cuál es su resistencia.
Antibiogramas: ➢ Estudio en el laboratorio de la sensibilidad de las bacterias a los antibióticos. (Prueba de laboratorio donde se testa la bacteria frente a muchos antibióticos).
➢ Para el tratamiento de una infección necesitamos saber quién es el agente causante y también cuál es su sensibilidad a los antibióticos para poder probar el más adecuado.
Técnicas para la realización del antibiograma: o Método cuantitativo (a cuánta concentración o a partir de cuánta): ▪ CMI -> Concentración Mínima Inhibitoria ▪ CMB -> concentración Mínima Bactericida 1.
o Para establecer la concentración exacta en la que la bacteria para su crecimiento 2. El medio es líquido 3. Batería de tubos -> en cada uno habrá una cantidad de antibiótico mayor Bancos de diluciones del antibiótico En cada uno se pone la misma cantidad de bacterias y se pone en la estufa a incubar a. Observar la turbidez (mediante la escala de McFarland) i. En el punto en el que no se observe: 1. CMI -> inhibe el crecimiento (ya no se observa el crecimiento). Primera concentración donde no hay turbidez 2. CMB -> mata las bacterias. Concentración en la cual ya no se ven los microorganismos y cuando los siembras, no hay.
ii. A partir de la primera CMI -> sembramos en placa.
iii. CMB y CMI pueden coincidir o puede haber cierta distancia entre ambas (CMB -> la siguiente o 2 después) Método cualitativo (aportan información sobre si la bacteria es sensible o resistente): ▪ Kirby-Bauer o de disco-difusión Con un bastoncillo, se cogen las colonias de bacterias Se hace una suspensión en un medio líquido (ej.: suero fisiológico) Se mide la turbidez (tener la cantidad de bacterias adecuada -> ajustar –escala de McFarland) Sembrar la suspensión en una placa de cultivo- no por agotamiento (cuando crezca, ocupará toda la placa) Poner sobre el medio discos de antibióticos -> cada disco lleva un antibiótico diferente Los antibióticos están impregnados en un papel (nitrocelulosa) que se deja sobre la muestra El antibiótico difunde de forma radial desde el papel a la agarosa Se pone la placa en la estufa -> a medida que el antibiótico difunde, las bacterias crecen a. Donde no llega el antibiótico -> la bacteria crece b. Cuando la bacteria es resistente, crece hasta por encima del disco c. Cuando el antibiótico la mata, se observa lo que se conoce como HALO DE INHIBICIÓN -> no hay crecimiento bacteriano i. El diámetro del halo es diferente para cada antibiótico ii. Su medida es lo que nos hace saber si la bacteria es sensible al antibiótico o resistente iii. Para ello, el número de bacterias no debe ser muy elevado, sino el estándar y los discos también deben de tener la cantidad estándar de antibiótico -> los halos no cuadran Asociación de antibióticos: En ocasiones, es necesario hacer una asociación de antibióticos porque con uno sólo no es suficiente: Infección grave (compromiso vital) y no conocimiento de la bacteria responsable. Ampliar espectro.
Infecciones mixtas -> varios patógenos Prevenir el desenvolvimiento de resistencias (Bacterias resistentes naturales -> en tratamientos muy largos) Reducir dosis de los antibióticos para evitar efectos adversos Se han de seleccionar antibióticos sinérgicos (que actúen de manera diferente y que sean complementarios) o Cuando el efecto antimicrobiano de cada uno resulta recíprocamente potenciado > la suma de los dos antibióticos aumenta la potencia.
o El efecto antimicrobiano de cada antibiótico actúa sobre estructuras distintas: no se puede dar un bacterioestático (inhibe el crecimiento) y un bactericida (mata las bacterias) Combinar fármacos para reducir el riesgo de resistencia: o Hay bacterias que de forma natural generan resistencia contra algún antibiótico y hay infecciones que requieren tratamientos largos. Es muy difícil que de forma natural una bacteria tenga resistencia a 2 o 3 antibióticos, así que, en tratamientos largos, se administran diferentes antibióticos para evitar que al final del tratamiento todas las bacterias sean resistentes.
o Penicilinas + aminoglucósidos o No es útil: bacteriostático + bacteriocida Principios en el tratamiento de las enfermedades infecciosas: ❖ Obtención muestra clínica – antes de empezar el tratamiento antibiótico ❖ Tratamiento en función del agente etiológico ❖ Sin agente etiológico -> tratamiento empírico: Foco Microorganismo más probable Nosocomial (infección adquirida en el hospital) -> las bacterias son más resistentes Inmunosupresión ❖ Modificarlo en función del germen ❖ No deben pautarse tratamientos de amplio espectro ❖ SELECCIÓN DEL ANTIBIÓTICO:: Por parte antibiótica: a. Vía de administración b. Toxicidad c. Precio Por parte del paciente: a. Localización b. Aguda/crónica c. Patología de base d. Situaciones especiales e. Alergias 2.
ANTIFÚNGICO: Características generales: ❖ La mayoría de los hongos son saprófitos o Tiñas -> pelo, piel y uñas o Saprófitos -> contacto con inmunodeprimido -> infección ❖ Se trata de fármacos microbianos que atacan o eliminan los hongos que producen enfermedades.
❖ Arsenal terapéutico reducido (hay pocos antifúngicos) ❖ Toxicidad considerable (estamos actuando sobre estructuras de células eucariotas) ❖ Infecciones sistemáticas se relacionan con estados de inmunocompromiso ❖ Principales antifúngicos para el tratamiento de micosis sistémicas (enfermedades infecciosas causadas por los hongos): o POLIENOS -> Amfotercina-B o AZOLES o 5-FLUOROCITOSINA <- nucleósidos ❖ Familias: o Actúan a nivel de membrana o A nivel de la pared celular (inhibiendo la síntesis de quitina) o Inhibiendo la síntesis de ácidos nucleicos en el núcleo o Impidiendo la agregación de microtúbulos 3.
ANTIVÍRICOS: ❖ Campo relativamente nuevo y de desarrollo incompleto ❖ Grupo de fármacos en fase de expansión (HIV) ❖ La mayoría son bastante tóxicos, dado que actúan sobre los sistemas enzimáticos de las células que los virus usan para dividirse.
❖ Mecanismo de acción: • Inhibición de la absorción • Inhibición de la penetración y pérdida de cubierta • Inhibición de la síntesis de ácidos nucleicos • Inhibición de las proteasas ❖ Fármacos: Amantidina: influencia A Oseltamivir (Tamiflu) Ribavirina: Influencia A y B, arenavirus, retrovirus y HIV Aciclovir: antivírico con mejor margen terapeútico. Herpes simple, varicela Ganciclovir: CMV Foscarnet: CMV Interferón: virus RNA ❖ Tratamientos antiretrovirales: o Actúan contra los retrovirus y son los que más se han desarrollado en los últimos años (VIH) 4.
ANTIPARASITARIOS: ❖ ❖ ❖ ❖ Clásicamente, la parasitología estudia los parásitos (protozoos, insectos, artrópodos,...) En microbiología médica -> fármacos que actúan contra protozoos, amebas.
Son los medicamentos más antiguos conocidos por la ciencia médica Medicamentos muchas veces tóxicos (organismos muy grandes y muy diferentes entre ellos).
Muy importante realizar un diagnóstico etiológico exacto.
❖ No siempre que hay parásito hay infección, a veces pueden estar en simbiosis o solamente de paso.
❖ Determinadas parasitaciones tienen una indicación terapéutica dudosa: baja carga parasitária, nematodes en inmigrantes o europeos semiinmunes.
❖ Plasmodium falciparum (malaria) Abscesos amebianos Tripanosomiasis -> enfermedad del sueño Leishmaniosis.
Mecanismos de acción: • Sobre el metabolismo de los hidratos de carbono. Bloquea la asimilación de glucosa por el helminto.
• Sobre la síntesis de ácidos nucleicos, como los antipalúdicos • Sobre la síntesis proteica • Provocan bloqueo neuromuscular (esquistosomicides) Fármacos: • Antibacterianos: sulfamidas, trimetroprim, clidamicina • Amfotericina B • Antiprotozoarios (inhiben la síntesis de ácidos nucleicos): glucantime, cloroquina, quinina.
• Antihelmíntico (contra los cocos) (inhiben el círculo glucolítico): tiabendazol, mebendazol ...

Comprar Previsualizar