Bloque 7bis Bacterias (II) (2015)

Apunte Español
Universidad Universidad de Lleida (UdL)
Grado Ciencias Biomédicas - 2º curso
Asignatura Microbiologia
Año del apunte 2015
Páginas 18
Fecha de subida 08/04/2016
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2º C. Biomédicas (UdL) Irene LV MICROBIOLOGÍA BLOQUE 7 bis Además de las proteobacterias (Gram negativas), existen otras muchas ramas de gran interés biológico.
Las bacterias Gram positivas forman una línea evolutiva separada de los otros reinos. Dentro de las rama de las bacterias Gram positivas, podemos encontrar dos subramas o subgrupos: High CG (% elevado de Guanina-Citosina) o Low GC (% bajo de GC). La división en estos subgrupos se realiza siguiendo criterios evolutivos - rRNA 16s (subunidad pequeña del ribosoma), dependiendo del % de GC.
BACTERIAS GRAM POSITIVAS CON BAJO % DE CG NO ESPORULADORAS ESTAFILOCOCOS Y MICROCOCOS Se trata de cocos muy abundantes en el medio ambiente - bacterias ambientales. Por su abundancia, contaminan fácilmente alimentos, material hospitalario, heridas, … es decir, superficies en general, incluida la superficie del organismo.
En general, tienen carácter saprófito y son descomponedoras de materia orgánica, aunque algunos son patógenos.
Existen métodos para distinguir si un aislamiento es o no patógeno, ya que esta distinción se puede hacer en función de unas pocas pruebas bioquímicas.
La principal prueba es la de la catalasa: - Algunas de estas bacterias son catalasa +, es decir, tienen esta enzima capaz de decomponer H2O2. En concreto, todas las pertenecientes al género Micrococcus lo son, ya que se trata de bacterias aerobias estrictas; éstas no son patógenas aunque sí contaminantes.
También hay bacterias catalasa + aerobias facultativas, es decir, capaces de crecer en anaerobiosis. A este grupo pertenecen los Staphylococcus, dentro de los cuales ya encontramos patógenos.
- Las bacterias que son catalasa - corresponden al género Streptococcus. Como no tienen cadenas de transporte de electrones, no tienen nada que detoxificar, por lo que no son capaces de descomponer H2O2. Son, por tanto, fermentadoras estrictas.
1 Microbiología Además, estos cocos pueden distinguirse ya que las colonias tienen color. Como se trata de bacterias ambientales, están expuestas a la luz solar. Muchos micrococos y estafilococos producen un pigmento con papel protector frente a los rayos UV (protección sobre proteínas y ácidos nucleicos).
A partir de ahora, solo nos vamos a fijar en las bacterias patógenas y especies de interés clínico.
ESTAFILOCOCOS - Staphylococcus aereus, bacteria comúnmente llamada estafilococo.
Es una bacteria patógena por dos motivos:  Puede provocar intoxicaciones, ya que produce toxinas que tienen efecto disfuncional sobre los tejidos. La capacidad de producir toxinas de estas bacterias reside en plásmidos y en Islas de Patogenicidad, por lo que no todas son capaces de producirlas.
Las intoxicaciones más frecuentes son las alimentarias, producidas principalmente por ingerir alimentos mal tratados - personas manipuladoras del alimento portadoras de estas bacterias (contaminantes de superficies, como la piel) pueden transferirlas al alimento.
Las S. aereus producen enterotoxinas, causantes de diarreas y gastroenteritis. Además, también hay cepas capaces de liberar otra toxina, que causa el Síndrome de la piel escaldada (la toxina produce exfoliación).
El tercer tipo de intoxicación producida por estas bacterias es poco frecuente y muy grave. Se trata del Síndrome del choque tóxico, producido por ciertas cepas que producen una toxina superantígeno.
Esta toxina es capaz de inducir de manera inespecífica los dos tipos de respuesta inmune de forma masiva sin que ninguno de los componentes del sistema inmunitario actúe contra algo específico.
Hay una producción masiva de citoquinas y de inmunoglobulinas, pudiendo producirse un choque.
 Además de las intoxicaciones, pueden producirse diversos tipos de infecciones.
Forúnculos o granos de pus. Esta bacteria produce gran parte de ellos: granos en la base de los pelos, orzuelos, … Foliculitis Endocarditis - como la bacteria tiene cápsula, puede entrar en sangre e invadir otros tejidos como el endocardio.
Pneumonía Osteomielitis - Staphylococcus epidermidis Se trata del típico caso de bacteria oportunista. Es muy frecuente que una persona sea portadora de la bacteria (30%).
Esta bacteria es capaz de colonizar válvulas cardiacas, prótesis, … 2 2º C. Biomédicas (UdL) Irene LV Factores de virulencia - La bacteria tiene una cápsula que juega un papel antifagocitario y que, además, posibilita la adherencia a catéteres y otras superficies quirúrgicas. Las especies saprófitas también tienen esta cápsula polisacarídica.
- Adhesinas de superficie, que facilitan la adherencia a sustratos sólidos.
- La S. aereus produce proteína A, que queda asociada a la pared. Esta proteína tiene gran afinidad por la fracción constante de las inmunoglobulinas. Las Ig deben unir su parte variable a las bacterias para que se produzca una respuesta inmune; gracias a la proteína A, la molécula de Ig de une "al revés", por lo que las zonas de reconocimiento quedan hacia fuera. Así, se inhiben la opsonización y la fagocitosis.
- La S. aereus también produce la proteína coagulasa, que puede permanecer asociada a la envuelta o ser secretada. Esta proteína tiene afinidad por el fibrinógeno e induce su conversión a fibrina, quedando la bacteria envuelta por una cubierta de fibrina que dificulta la fagocitosis.
- Muchas cepas de S. aereus producen también hialuronidasa, que destruye el ácido hialurónico (MEC). Así, las células se disgregan permitiendo que la bacteria avance.
ESTREPTOCOCOS Se trata de cocos Gram positivos que producen ácido láctico como único o principal producto. Estas bacterias forman parte del grupo de bacterias del ácido láctico y son de gran interés para la producción de leche.
No tienen citocromos, por lo que son fermentadores estrictas.
Tienen un metabolismo muy específico, por lo que su eficiencia energética es baja. Esta baja eficiencia es compensada porque viven en ambientes ricos en materia orgánica; por tanto, no pueden vivir en el exterior.
Metabólicamente son anaerobias, pero pueden soportar vivir en presencia de oxígeno (aerotolerantes).
Especies patógenas: - Streptococcus pyogenes, comúnmente llamado estreptococo Como el resto de estreptococos, forman cadenas.
Las patologías que producen se clasifican en: Estrictamente infecciosas: faringitis, escarlatina. otitis, sinusitis. La más común es la faringitis, caracterizada por la formación de pus en los focos de infección.
Son todas infecciones realtivamente localizadas.
Patologías no producidas directamente por la infección: Síndrome del choque tóxico: la bacteria produce una toxina que actúa como superantígeno, produciendo una respuesta inmune inespecífica masiva  gran producción de citoquinas.
3 Microbiología Fiebres reumáticas: son normalmente secundarias a una infección previa. La bacteria al infectar induce a la producción de anticuerpos que pueden reconocer antígenos propios, normalmente de las articulaciones y eventualmente en el corazón. Se trata por tanto de una patología autoinmune secundaria a la infección de S. pyogenes.
Factores de virulencia La virulencia del S. pyogenes depende de: - Cápsula: tiene carácter antifagocitario - Es capaz de colonizar superficies, ya que tiene adhesinas de superficie (cualquier molécula de la superficie bacteriana necesaria para adherirse a superficies).
- Son purulentas. La producción de pus siempre indica que la bacteria es capaz de destruir fagocitos.
La S. pyogenes puede ser fagocitada y destruir el fagocito desde dentro gracias a la proteína estreptolisina.
- Producción de toxinas. Por ejemplo, la escarlatina es causada por una toxina producida por la bacteria que afecta a la piel.
- Estreptococos del grupo viridans (S. sanguis, S. mutans) Son bacterias muy comunes en la cavidad bucal, donde actúan como saprófitas. La mayoría de ellas no son patógenas.
Estas bacterias se distinguen en función de una propiedad: Para diferenciarlas de otras, es necesario ponerlas en un medio de cultivo agar-sangre. Hay estreptococos que liberan gran cantidad de hemolisinas, que son moléculas que se insertan en la pared del hematíe y causan su lisis.
Por ejemplo, la S. pyogenes es beta-hemolítico, lo quiere decir que causa beta hemólisis: aparecen halos de hemolisis de gran tamaño en la placa de cultivo.
La alfa hemólisis es menos intensa (las hemolisinas son menos intensas). S. viridans son alfa- hemolíticas.
También existen estreptococos que no producen ningún tipo de hemólisis.
S. sanguis y S. mutans Estas bacterias son responsables de la acidificación del entorno bucal, ya que son fermentadoras lácticas. La consecuencia del aumento de la acidez es la destrucción o la corrosión del esmalte y su consiguiente producción de caries.
Cuando se produce una herida en la boca, estas bacterias pueden pasar al torrente sanguíneo y producir endocarditis subagudas.
- Enterococcus fecalis Esta bacteria vive en el intestino, por lo que debe ser capaz de soportar la presencia de sustancias tóxicas, sales biliares, etc.
Es uno de los principales causantes de infecciones urinarias en condiciones de falta de higiene: a partir de los excrementos reinfecta el tracto urinario.
No hemolítica.
4 2º C. Biomédicas (UdL) Irene LV - Streptococcus pneumoniae o PNEUMOCOCO Se trata de una bacteria que puede formar colonias y que, normalmente, se agrupa por parejas.
Es muy débil y tiene tendencia a autolisarse (pueden aparecer como Gram negativas en cultivos viejos). Es muy poco resistente a condiciones ambientales por lo que su transmisión debe ser de manera casi directa.
Son bacterias muy exigentes nutricionalmente y sensibles a la acidificación del medio.
Son bacterias alfa hemolíticas (en placas de agar sangre).
En esta bacteria hay una relación muy clara entre la presencia o no de cápsula y la virulencia: las cepas no capsuladas NO son virulentas, mientras que las cepas con cápsula SÍ lo son. La cápsula constituye un factor de virulencia ya que presenta carácter antifagocitario.
Pueden distinguirse fácilmente porque las cepas con cápsula forman colonias lisas mientras que las colonias formadas por las cepas no encapsuladas son rugosas. En base a esta propiedad se demostró que el material genético residía en el DNA.
Hay cápsulas con estructura química que confieren una mayor virulencia a la bacteria . Existen 84 serotipos diferentes con una gran variabilidad respecto a la composición de las cápsulas.
Tres de cada cuatro neumonías son producidas por los serotipos del 1 al 8. En niños, son más frecuentes las pneumonías causadas por los serotipos 6, 14, 19 y 23.
El pneumococo es una bacteria originariamente saprófita que habita la mucosa nasal, la de la laringe, … es decir, la mucosa de las vías respiratorias superiores. Son parásitos oportunistas. Cuando colonizan las vías respiratorias inferiores provocan pneumonía pneumocóccica.
Cuando colonizan otros órganos provocan las siguientes infecciones: sinusitis, otitis mediana, meningitis, pleuritis, pericarditis, peritonitis.
Existen varios factores que dificultan el paso de la bacteria desde la nasofaringe hacia las vías respiratorias inferiores: - Reflejo epiglótico - Moco  engloba bacterias. Normalmente, se elimina gracias a la tos y a los cilios de la mucosa (es conducido hacia el tubo digestivo por la faringe).
Los cilios del epitelio respiratorio y la tos , por tanto, también dificultan el paso de la bacteria.
Factores que predisponen a la infección Edad avanzada: con la edad, aparecen alteraciones permanentes en la producción de moco, así como en los cilios, … que provocan dificultad para la expectoración. Es decir, se reduce al efectividad de las barreras.
Infecciones víricas en las vías respiratorias Disminución del reflejo epiglótico por frío, anestesia, intoxicación alcohólica, malnutrición, ….
Estos factores reflejan que nos encontramos ante un claro ejemplo de bacteria oportunista.
BACTERIAS GRAM POSITIVAS CON BAJO % DE CG FORMADORAS DE ESPORAS Dentro de esto grupo, podemos encontrar dos géneros principales: Bacilos, ya sean aerobios o facultativos.
Clostridium, que son bacterias anaerobias estrictas.
El hábitat primario de estas bacterias son los suelos. Además, como su propio nombre indica, se trata de bacterias formadoras de esporas, que son formas de resistencia a condiciones ambientales adversas.
Desde el punto de vista de la biotecnología, estas bacterias son productoras de exoenzimas implicadas en la degradación de macromoléculas que son empleadas en la industria.
5 Microbiología Bacillus Hay muchas especies relevantes: B. thirengensis - al formar la espora produce una proteína, la toxina Bt que es un insecticida biológico (vive en la superficie de las plantas).
B. subtilis - esta especie es un modelo de estudio, transformable naturalmente.
B. amyloquefaciens - degradadora de almidón.
B. stearotermophilus - termófila debido a que sus enzimas son activos a elevadas temperaturas.
B. polymixa - bacteria productora de antibióticos.
Desde el punto de vista médico destacan: B. cereus Se trata de una bacteria productora de una enterotoxina (toxina secretada al exterior que actúa sobre el intestino) que hace que aumente la permeabilidad del epitelio intestinal.
Una vía de transmisión de esta bacteria es el arroz - la espora puede contaminar el alimento.
B. anthracis Se trata de una bacteria patógena en animales y humanos que causa la patología conocida como ántrax o el carbunc.
A diferencia de muchos bacilos, el B. anthracis tiene cápsula de carácter antifagocitario, que permite que la bacteria tenga alta invasividad.
La bacteria produce toxinas que causan necrosis celular.
Como ocurre en el resto de Bacillus, el hábitat primerio del B.anthracis son los suelos. Desde el suelo puede contaminar animales (las superficies contaminan la superficie animal), que pueden ser transmisores por tres vías diferentes: - Carbunc cutáneo - la espora entre en contacto con una herida a la que contamina, pasando a la sangre.
- Carbunc digestivo - ingestión de la carne contaminada - Carbunc respiratorio - inhalación de las esporas.
En los dos últimos tipos de transmisión, el 90% de los casos resultan fatales.
Esta toxina es preocupante por su facilidad y efectividad para ser empleada en terrorismo o guerra bacteriológica, ya que se dan las condiciones óptimas para diseminar el patógeno.
- Las bacterias se diseminan y son muy resistentes y fáciles de inhalar.
- La bacteria es fácil de cultivar.
Clostridium Se trata de bacterias Gram positivas formadoras de esporas que, al ligual que los Bacillus, habitan en suelos.
Son fermentadoras de materia orgánica. En concreto, estas bacterias son excelentes fermentadoras de materia orgánica en condiciones anaerobias, lo que las hace responsables en parte de la descomposición de la materia orgánica muerta. En la naturaleza, el ciclo del carbono y el retorno del carbono a la atomósfera, es reponsabilidad fundamentalmente de hongos en condiciones aerobias y de Clostridium en condiciones de anaerobiosis.
6 2º C. Biomédicas (UdL) Irene LV Hay cuatro especies que tienen importancia clínica (son patógenos en humanos) Clostridium difficile, se trata de una bacteria que se encuentra en pequeñas cantidades en nuestro organismo, en concreto, forma parte de la microbiota intestinal. Es una bacteria muy difícil de tratar con antibiótico (de ahí su nombre). En personas tratadas con antibiótico, ante la eliminación de la competencia, puede proliferar y producir enfermedades gastrointestinales.
Clostridium tetani Se trata de la bacteria causante del tétanos, una intoxicación. Esta bacteria habita en zonas anaerobias del suelo (en tierras húmedas).
Tiene capacidad de formar esporas de resistencia, que son las que realmente nos contaminan. Las esporas contaminan heridas, quemaduras, suturas quirúrgicas, … estrictamente anaerobias (heridas profundas no irrigadas por sangre, por ejemplo, heridas necrotizadas). Cuando la espora llega a una herida anaerobia, puede germinar. Las bacterias vegetativas resultantes de las esporas pueden producir una exotoxina que actúa en las neuronas, sobre la transmisión del impulso nervioso neurotoxina.
La bacteria en sí no entra más allá, es decir, queda limitada a la herida (las células vegetativas son poco invasivas).
La toxina actúa sobre las neuronas inhibidoras (que liberan inhibidores de la neurotransmisión, como GABA o glicina) de la transmisión del impulso nervioso.
La toxina tetánica es una proteasa específica que proteoliza la proteína SNARE, responsable de la fusión de las vesículas cargadas de inhibidor (neurotransmisor) con la membrana sináptica. Por tanto, no habrá inhibidor de la transmisión y el músculo se encontrará continuamente inervado  parálisis rígida.
7 Microbiología Clostridium botulinum El hábitat primario de esta bacteria son los suelos, aunque también puede contaminar agua y excrementos (ya que puede vivir en el interior del intestino). Puede contaminar alimentos, siempre y cuando estén conservados en condiciones anaerobias, ya que hablamos de una bacteria anaerobia estricta. Los alimentos pueden ser contaminados directamente por la bacteria o bien por las esporas.
Esta bacteria produce una toxina que se va acumulando en el alimento (en muchos casos la intoxicación se produce por ingestión directa de la toxina). La toxina botulínica es también una neurotoxina, es decir, se trata de una exotoxina que afecta a las neuronas. El gen de la toxina es portado por un profago.
Al igual que la toxina tetánica es una proteasa específica de la proteína SNARE, pero en este caso actúa sobre la proteína SNARE localizada en la membrana sináptica de las neuronas que inervan directamente el músculo. Impide la descarga de acetilcolina, por lo que no hay inervación muscular.
El botulismo se caracteriza por presentar parálisis flácida.
Clostridium perfringens Esta bacteria es responsable de la gangrena gaseosa, caracterizada por la destrucción física de los músculos. Las especies más frecuentes en la gangrena gaseosa son: Cl. perfringens - 80% de las muestras clínicas Cl. novyi - 40% de las muestras clínicas Cl. septicum - 20% de las muestras clínicas 8 2º C. Biomédicas (UdL) Irene LV Una herida es contaminada por esporas que germinarán. La bacteria fermenta las moléculas orgánicas del músculo, produciendo gran cantidad de productos de fermentación, muchos de ellos, gases.
Para avanzar a través de los tejidos, la bacteria produce hialuronidasa. Además, el Clostridium perfringens produce toxinas que destruyen las células y que actúan de manera inespecífica citotoxinas.
Hay algunas cepas de esta bacteria no prodcutoras de gangrena gaseosa que producen intoxicaciones alimentarias, lo que es sinónimo de la producción de una enterotoxina que hace que aumente la permeabilidad del epitelio.
BACTERIAS GRAM POSITIVAS CON BAJO % DE CG SIN PARED - MICOPLASMAS Se trata de las únicas bacterias que, a lo largo del transcurso evolutivo, han perdido la pared. Es decir, son Gram positivas desde el punto de vista evolutivo, aunque han perdido parte de las características implícitas en esta condición.
So bacterias muy pequeñas, con un genoma muy reducido. Su tamaño (0,2-0,3µm de diámetro) les permite atravesar filtros que retienen otras bacterias.
Para mantener la estructura celular a pesar de la ausencia de la pared, la elasticidad de la membrana se mantiene gracias al colesterol y a los ácidos grasos insaturados. Son las únicas bacterias que tienen esteroles (colesterol) en su membrana. La bacteria no cuenta con las rutas biosintéticas necesarias para producir colesterol u otros ácidos grasos, por lo que debe asimilarse del exterior  son parásitos extracelulares estrictos. Cogen el colesterol y los ácidos grasos de las membranas del epitelio ciliar al que se han adherido.
Por tanto, los micoplasmas pierden la viabilidad en el exterior. Esto implica que deben transmitirse por contacto directo (transmisión sexual) o por contacto muy estrecho (inhalación de aerosoles).
M. genitallum, se trata de un parásito del epitelio genital.
M. pneumoniae - prolifera en la mucosa respiratoria. Cuando la mucosa es colonizada por un micoplasma, las células del epitelio pierden su funcionalidad, ya que pierden esteroles y ácidos grasos de sus membranas.
BACTERIAS GRAM POSITIVAS CON ALTO % DE GC CORINEBACTERIAS Y PROPIONILBACTERIAS CORINEBACTERIAS Se trata de bacilos aerobios, son capacidad de movimiento.
Forman agrupaciones con morfología curiosa, con formas de V, X, letras chinas,… resultado del movimiento celular después de la división - las bacterias no se separan pero pueden girar. Esta propiedad es muy importante para el diagnóstico, ya que estas colonias son muy características y fáciles de identificar.
Principales especies: C. diphteriae Es el agente causante de la difteria, una patología consecuencia de la infección de las vías respiratorias superiores por parte de la bacteria. Ésta prolifera en la faringe y, normalmente, no va más allá. Produce una exotoxina  la mayoría de síntomas son consecuencia de la acción a distancia de dicha toxina, que puede difundir por la sangre.
9 Microbiología Esta toxina se trata de una cadena polipeptídica que tiene dos regiones: A y B. La región A reconoce al receptor. Esta interacción desencadena el corte de la molécula, tras el cual, la región A entra dentro de la célula. Una vez dentro, induce la ribosilación del factor de elongación 2, proteína del ribosoma necesaria para la elongación de los polipéptidos. Esta modificación inhibe al factor de elongación, lo que conlleva la inhibición de la síntesis de proteínas.
PROPIONILBACTERIAS (Propionilbacterium) Son bacterias anaerobias fermentadoras - pueden fermentar carbohidratos, ácido láctico y alcoholes polihidroxilados, produciendo ácido propiónico, ácido acético y CO2  FERMENTACIÓN PROPIÓNICA.
Esta bacteria es empleada en la producción de quesos suizos (Emmental, Gruyere) ya que hay propionilbacterias que fermentan el ácido láctico de la leche dando lugar al ácido propiónico.
Propionilbacterium acnes Es en parte responsable del acné (patología que tiene varias causas). Uno de los factores determinantes de que se produzca el acné es una respuesta inflamatoria, que se produce en zonas microaerófilas colonizadas por bacterias anaerobias no muy estrictas. Estas bacterias fermentan ácidos grasos, por lo que son las pieles grasas las más susceptibles a tener acné, y dan lugar a productos ácidos, que podrían desencadenar esta respuesta inflamatoria.
LISTERIA Se trata de cocobacilos Gram positivos no esporuladores. Son bacterias anaerobias facultativas.
Tienen una amplia distribución en la naturaleza (son bacterias que pueden vivir en forma libre).
Existe un subgénero patógeno en humanos, Listeria monocytogenes, que causa listeriosis.
Mecanismo de patogenicidad Estas bacterias pueden entrar en el interior celular de macrófagos y de células no fagocíticas (células epiteliales, fibroblastos en cultivo, etc.) y establecerse como patógenos intracelulares en su interior.
Se produce la endocitosis inducida de la bacteria, que queda englobada en una membrana. La bacteria produce listeriolisina O, principal factor de virulencia (similar a la estreptolisina), que degrada esta membrana. Además, la listeria tiene capacidad de nuclear filamentos de actina, gracias a los cuales se produce la evaginación de la bacteria hacia la célula próxima. La bacteria queda en la célula vecina englobada por una doble membrana que, de nuevo, puede ser degradada por la listeriolisina O.
Son las proteínas de superficie de la bacteria las que inducirán la nucleación de los filamentos de actina.
10 2º C. Biomédicas (UdL) Irene LV Como este proceso puede ocurrir en macrófagos, la bacteria debe ser capaz de sobrevivir a la fagocitosis. Como ya sabemos, los macrófagos producen ROS para destruir a la bacteria. Como mecanismo de defensa, la listeria produce grandes cantidades de SOD y de catalasa que detoxifican los ROS.
En la imagen podemos ver las bacterias, gracias a un fluoróforo y las colas de actina mediante un microscopio de fluorescencia. Puede observarse cómo la bacteria se dirige mediante la enucleación de los filamentos de actina, hacia la célula vecina.
La listeria puede vivir en el exterior y además, tiene como reservorios naturales peces, mamíferos, insectos o aves a partir de los cuales, por diversas vías, puede pasar a los humanos.
Vías de transmisión La listeria puede infectar a los humanos desde estos reservorios naturales a partir de alimentos (de origen animal o vegetal) contaminados, por contacto directo o gracias a sustancias del ambiente, como los suelos o el agua, que también pueden ser contaminadas.
La bacteria es capaz de crecer a bajas temperaturas , por lo que puede crecer en alimentos conservados a temperaturas de 5-10oC , es decir, la refrigeración no inhibe el crecimiento.
*La principal vía de transmisión son los alimentos no elaborados o poco elaborados.
Poblaciones con riesgo más alto - En niños y adultos sanos la colonización es asintomática.
- Madres gestantes: puede darse una colonización asintomática aunque también es posible la septicemia o que la bacteria cause enfermedades neonatales.
- En personas con inmunodepresión también podría haber una colonización asintomática. Pueden producirse patologías como la meningitis, septicemia y otras infecciones.
MICOBACTERIAS Se trata de bacilos pleomórficos, aerobios (siempre viven en presencia de O2), de crecimiento moderado o lento. Este crecimiento lento está relacionado con el carácter crónico de las infecciones.
Se trata de bacterias que tienen tendencia a adoptar forma de hongos.
A pesar de que, por su estructura son Gram positivas, no se tiñen con la tinción de Gram debido a que su pared celular es de naturaleza muy hidrofóbica. Sobre el peptidoglucano, estas bacterias tienen una cubierta muy hidrofóbica. Como la mayoría de los colorantes son hidrofílicos, las micobacterias no los captan.
Hay muchos tipos de lípidos (carácter hidrofóbico) insertados en el peptidoglicano y rodeando a la bacteria. Destaca el ácido micólico, compuesto por cadenas de ácidos grasos con un grupo hidroxilo en el extremo. Estas moléculas son componentes muy significativos y abundantes de la pared.
Para poder observar estas bacterias, se debe realizar una tinción característica - tinción de ácido-alcohol resistente también conocida como tinción de Ziehl- Neelsen. Primero se cultivan las bacterias a una elevada temperatura en presencia de HCl y alcohol (etanol). Este tratamiento desorganiza la pared, que se vuelve permeable a moléculas de colorante con la fucsina básica (que tiñe de color rojo).
11 Microbiología Desde el punto de vista fisiológico, las micobacterias pueden dividirse en dos grupos.
- Micobacterias de crecimiento rápido o moderado - siguen presentando un crecimiento más lento que el del resto de bacterias.
Se trata de bacterias saprófitas (no patógenas) bastante abundantes en la naturaleza. Acostumbran a vivir en ambientes muy expuestos a la luz, por lo que suelen tener pigmentos que los protegen.
Destacan: M. smegmatis M. phlei - producción constitutiva de carotenoides como protección ante los ROS M. parafortuitum - producción de carotenoides inducida por la luz.
- Micobacterias de crecimiento lento Estas bacterias sí que son patógenas. Debido a la lentitud con la que proliferan, en un medio de cultivo óptimo no pueden observarse hasta alrededor de los 12 días.
Destacan: M. tuberculosis también conocido como bacilo de Koch M. avium, oportunista propio de las aves que también puede llegar a infectar a humanos. Es uno de los principales causantes de muerte en enfermos de SIDA (inmunodeprimidos).
M. bovis solo causa patología en vacas M. leprae M. tuberculosis Para poder entender sus propiedades, hay que entender muy bien la estructura de su pared. Como ya hemos dicho, la pared es característica de las bacterias Gram positivas pero la de las micobacterias, incluida la M. tuberculosis, tiene lípidos que la hacen impermeable a moléculas hidrofílicas. La mayoría de las moléculas que las bacterias emplean como nutrientes son hidrofílicas (azúcares, …), por lo que entran difícilmente en la bacteria. Es esto lo que condiciona el crecimiento lento de las micobacterias.
Las cubiertas hidrofóbicas también presentan sus ventajas, ya que actúan como capa protectora ante la entrada de antibióticos. Por ejemplo, el tratamiento de la tuberculosis debe realizarse empleando quimioterápicos más específicos que pueden penetrar en la bacteria. Las micobacterias son por tanto, resistentes a la gran mayoría de antibióticos.
Uno de los antituberculosos más utilizados es la isoniazida, que inhibe la síntesis de ácidos micólicos.
También se emplea la rifampicina, que inhibe la RNA polimerasa y es hidrofóbico (excepción al resto de antibióticos).
Al igual que dificulta la entrada de moléculas, la pared también dificulta la salida de éstas. Entre otras cosas, dificulta la pérdida de agua, lo que hace que estas bacterias sean muy resistentes a la desecación. Por tanto, no pierden la viabilidad en ambientes sin agua.
12 2º C. Biomédicas (UdL) Irene LV Patología Como su propio nombre indica, la M. tuberculosis es causante de la tuberculosis, una patología no exclusiva de humanos. Se trata de una enfermedad bastante compleja que adopta dos formas progresivas en el tiempo: Tuberculosis pulmonar - siempre se produce Tuberculosis diseminada - no siempre se llega a esta fase La bacteria penetra en el organismo a través de aerosoles infectados aunque también puede adquirirse de bacterias que han sobrevivido en el exterior (se trata de parásitos resistentes a la desecación).
Entra por las vías respiratorias a los pulmones - tuberculosis pulmonar.
Lesiones primarias localizadas que pueden evolucionar a lesiones secundarias más voluminosas.
Las lesiones secundarias pueden llegar a ocasionar la destrucción del parénquima pulmonar y posteriormente pueden pasar a la sangre - tuberculosis diseminada.
 El proceso puede pararse en las lesiones primarias.
El desarrollo de la patología es muy lento. Pueden llegar a pasar meses o años desde la infección hasta la manifestación de síntomas. Esto se debe a: - Crecimiento lento de la bacteria. Este hecho no explica necesariamente la cronicidad.
- El bacilo es difícil de eliminar ya que son capaces de sobrevivir en el interior de los fagocitos (son resistentes a la fagocitosis). Son fagocitados pero no se completa el proceso de degradación. Se forma un fagosoma que contiene la bacteria en su interior pero es inhibido el proceso de unión al lisosoma.
Esto implica que los propios fagocitos acaban siendo portadores de la bacteria y explica la cronicidad de la infección.
Es necesario hacer una correcta distinción entre lesiones primarias, lesiones secundarias y tuberculosis diseminada.
Cuando la bacteria infecta a los pulmones comienza a proliferar en el epitelio formando nódulos (que son masas de bacteria) que colonizan el parénquima pulmonar. Pueden incrementar el tamaño convirtiéndose en tubérculos que atraen a los fagocitos, sobre todo a los macrófagos. Muchas de las bacterias serán capaces de sobrevivir en el interior e incluso de destruir estos macrófagos. Se forma un granuloma, una estructura compacta recubierta por una capa densa de macrófagos, que contiene 13 Microbiología en el interior restos de macrófagos, otras células y bacterias formando una estructura semilíquida (granuloma caseoso).
Los granulomas pueden acabar causando la destrucción del parénquima si se producen la dispersión de las bacterias que se encuentran en su interior.
 Con los tratamientos, suelen quedar los granulomas en estado latente.
Eventualmente, estos granulomas pueden reactivarse, provocando lesiones secundarias (por tanto no siempre se producen). Estas lesiones pueden evolucionar en medida y producir la destrucción del parénquima pulmonar - cavitación. Las bacterias pasarán a la sangre y se diseminará la infección.
Realmente, la destrucción del parénquima se produce tras la reactivación de los granulomas (con la aparición de las lesiones secundarias), no antes. A partir de las lesiones primarias es muy poco probable que se destruya el tejido.
ACTINOMICETOS Se trata de bacterias Gram positivas. Cuando las observamos al microcopio, podemos ver que tienen forma de micelio. Es decir, forman filamentos (hifas), cuyo conjunto constituye un micelio. Debido a este aspecto, las bacterias parecen hongos (de ahí viene su nombre), aunque no lo son. Los filamentos forman colonias con una morfología muy característica - no homogénea.
14 2º C. Biomédicas (UdL) Irene LV Son habitantes muy abundantes de suelos con pH alcalino o neutro, bastante secos. Deben competir con otras bacterias ya que se trata de un hábitat con pocos nutrientes. Es por este hecho por el que producen antibióticos.
Son bacterias quimioheterótrofas que respiran aerobiamente.
El género principal de actinomicetos es Streptomyces, bacterias productoras de estreptomicina.
Estas bacterias tienen capacidad de esporular - el pico máximo de producción de antibióticos se produce durante el proceso de esporulación (la bacteria se encuentra en condiciones desfavorables, por lo que debe disminuir la competencia).
CLAMIDIAS Evolutivamente, forman parte de la rama de las bacterias Gram positivas aunque su pared no tiene peptidoglicano. Son de las bacterias más pequeñas que se conoce.
Son parásitas intracelulares obligadas y tienen un ciclo de vida en el que alternan dos formas: - Cuerpo elemental - Cuerpo reticulado - más grande y sin rastro de la pared. Para que la bacteria no se lise, debe encontrarse en situación de protección del medio externo  dentro de la célula.
Ciclo de vida de una clamidia La situación de partida es el cuerpo elemental que consiste en una forma pequeña que sí puede existir en el medio externo pero que no se puede multiplicar. El cuerpo elemental reconoce receptores de determinadas células, normalmente epiteliales, e induce un proceso de fagocitos en una célula que no es fagocítica. Estos cuerpos se diferencian perdiendo la pared y creciendo y se convierten en cuerpos reticulados. Los cuerpos reticulados sí tienen la capacidad de proliferar, a expensas de los nutrientes aportados por la célula. Llega un momento en el que dejan de proliferar y se convierten en cuerpos elementales que salen al exterior.
*Las clamidias son parásitas estrictas que pueden infectar diversos tipos de epitelio.
15 Microbiología Las características de las dos formas que alterna esta bacteria son, en resumen: Cuerpo elemental: - Tiene carácter infeccioso - Pared de bacteria Gram positiva aunque no tiene mureína.
- Membrana externa muy rica en puentes disulfuro.
- Metabólicamente inactivo, no tiene capacidad replicativa.
- Altamente resistente a factores ambientales.
Cuerpo reticulado: - No es infeccioso.
- No tiene pared, por lo que es osmóticamente frágil.
- A pesar de que no puede sintetizar ATP por sí mismo, es metabólicamente activo. Se trata de un "parásito energético" con capacidad replicativa.
- Muy sensible a condiciones ambientales; no puede existir libre en el ambiente.
Especies importantes como patógenos - Chlamydia trachomatis Es la bacteria causante del tracoma, una infección de la conjuntiva ocular que puede llegar a causar du destrucción. Realmente existen dos biotipos de esta bacteria, cada uno de los cuales causa una patología diferente: aparte de la C. trachomatis que causa tracoma, existe un biotipo que causa una enfermedad venerea (de transmisión sexual).
- Chlamydia (Chlamydiophila) pneumoniae  causante de enfermedad respiratoria - Chlamydia (Chlamydiophila) psitacci  causante de patología en pájaros - ornitosis.
ESPIROQUETAS Se trata de bacterias estructuralmente Gram negativas ya que tienen una envuelta con doble membrana. La membrana externa de la espiroqueta no tiene lipopolisacárido.
Son quimioheterótrofas- descomponedoras de materia orgánica.
Es característico de las espiroquetas su forma helicoidal (en espiral). Gracias a esta forma, tienen un movimiento muy característico que les confiere la capacidad de colonizar superficies ricas en moco, como la mucosa genital (la sífilis es causada por una clamidia).
Son bacterias muy estrechas - están en el límite de la resolución del microscopio óptico aunque son muy alargadas. Debido a su diámetro, son muy difíciles de observar con las tinciones normales. Por tanto, hay que optar por una técnicas que permitan ver estructuras más pequeñas como la microscopía óptica de campo oscuro. En este tipo de microscopía, el fondo no deja pasar la luz y la partícula a observar aparece muy brillante.
En un corte transversal de la bacteria pueden verse las dos membranas, entre las cuales hay un espacio periplásmico con toda una serie de filamentos. El conjunto de estos flagelos recibe el nombre de filamento axial o axostilo.
Estos filamentos se ven agrupados, ligados a ambos extremos de la bacteria y enrollados de forma helicoidal a ésta. Esto se debe a que la longitud del filamento es menor que la de la bacteria, por lo que la única manera de que fijar ambos extremos a la bacteria es que el filamento esté enrollado alrededor de ésta.
16 2º C. Biomédicas (UdL) Irene LV La base del movimiento de la espiroqueta es la contracción y extensión del filamento axial que se produce de manera continua. Este movimiento determina que la bacteria rote sobre sí misma y avance.
El movimiento flagelar (común en el resto de bacterias con capacidad de movimiento) es útil para desplazarse en un medio líquido o poco denso. En cambio, este otro tipo de movimiento, permite a la bacteria moverse longitudinalmente en medios viscosos. Por ejemplo, el fango de un pantano es un medio muy rico en espiroquetas.
Además, este movimiento permite a las espiroquetas parásitas colonizar y moverse en las mucosas.
Las espiroquetas tienen medidas muy diversas. Además, presentan una gran diversidad fisiológica, que liga con la diversidad ecológica.
Algunas espiroquetas establecen relaciones endosimbiónticas con otros organismos:  Espiroquetas que viven en el interior de protozoos - una célula procariota coloniza y vive en el interior de otra célula, en este caso eucariota (los protozoos son microorganismos eucariotas unicelulares).
 Espiroquetas que establecen relaciones endosimbiónticas con termitas.
 Espiroquetas que establecen relaciones endosimbiónticas con moluscos.
Existe una teoría más reciente que la teoría del endosimbionte (que explica el posible origen bacteriano de mitocondrias y cloroplastos) que indica que el citoesqueleto de las células eucariotas también procede de una bacteria endosimbionte, en concreto de una espiroqueta que "endosimbiotizó" a otra célula. Esta teoría se basa en que los filamentos de actina son reminiscentes del movimiento de las espiroquetas.
Principales espiroquetas Spirochaeta - se trata de una bacteria anaerobia o facultativa. Es una bacteria de vida libre, de aguas dulces o marinas. Son muy abundantes en la naturaleza.
Treponema Es una bacteria microaerófila o anaerobia, comensal o parásito de humanos.
17 Microbiología Treponema pallidum - se trata del agente causante de la sífilis, la principal enfermedad bacteriana de transmisión sexual por la gravedad de los efectos y la importancia histórica.
Se trata de un patógeno exclusivo de humanos, que ha coevolucionado con la especie humano y se ha convertido en parásita estricta. Estas bacterias ni siquiera pueden multiplicarse en medios de cultivo en un laboratorio.
El hábitat de esta bacteria es la mucosa genital, donde puede proliferar.
La sífilis primaria, de síntomas más leves, se presenta como una respuesta inflamatoria consecuencia de la proliferación bacteriana.
Los síntoma más graves corresponden a la sífilis secundaria y son consecuencia de una respuesta autoinmune.
Borrelia Se trata de una bacteria microaerófila, que infecta a mamíferos y artrópodos.
La B. burgdorferi es una bacteria bastante "reciente" - ha sido descubierta en las últimas décadas.
Causa la enfermedad de Lyme, que se da sobre todo en Nueva Inglaterra (EEUU) en zonas en las que la población estaba en un contacto muy estrecho con la naturaleza. La bacteria puede pasar de reservorios naturales -animales- a través de la garrapata. El insecto acostumbra a morder en las extremidades, donde deposita la bacteria, que prolifera. Se produce una primera respuesta protectora que induce anticuerpos capaces de reconocer moléculas propias, localizadas en las articulaciones. Se produce por tanto, una respuesta inflamatoria en las articulaciones  artritis reumatoide.
Leptospira Se trata de una bacteria aerobia de vida libre o parásita de mamíferos.
L. interrogans Esta bacteria tiene como reservorio natural los roedores, los cerdos y los perros.
Prolifera sobre todo en el tracto urinario y se libera en la orina del animal. Es a partir de la orina del animal como puede llegar a los humanos.
La patología asociada a esta bacteria es la leptospirosis, una infección del riñón que provoca insuficiencia renal.
BACTEROIDES Son bacterias comensales muy abundantes en el tubo digestivo, sobre todo inferior y también en el tracto genital femenino.
Son bacterias anaerobias estrictas que requieren la presencia en su hábitat de otras bacterias que eliminen el O2 del ambiente. A pesar de que no podrían sobrevivir sin la presencia de otras bacterias en el medio, acaban siendo más numerosas que la bacteria original.
Son por ejemplo, las bacterias más abundantes del colon.
Son bacterias saprófitas descomponedoras de materia orgánica, pero cuando se producen determinadas alteraciones, pueden atravesar el intestino y producir patología en otros tejidos.
Por ejemplo, los bacteroides pueden producir abscesos rectales - atraviesan las paredes del recto y colonizan zonas adyacentes.
Muy raramente se difunden en sangre y causan septicemia.
Se han aislado en numerosas infecciones polimicrobianas: apendicitis, peritonitis, infecciones de heridas quirúrgicas, lesiones del tracto urogenital.
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