Tema 3 Micro (2016)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Biología - 2º curso
Asignatura Microbiologia
Año del apunte 2016
Páginas 8
Fecha de subida 17/04/2016
Descargas 21
Subido por

Vista previa del texto

TEMA 3: ENVOLTES DE LA CÈL·LULA PROCARIÒTICA I MOBILITAT La següent estructura important en bacteris és la paret cel·lular dels grampositius i els gramnegatius. Amb aquests conceptes ens referim a les característiques de tinció de la paret cel·lular. La paret cel·lular que ens permet separar és un tipus de paret que nomes es troba en el domini bacterià, les arquees no la presenten.
Com fer una tinció Gram S’agafa la colònia, es col·loca en un portaobjectes, es mescla amb solució salina o aigua, es fixa per la flama per a que es quedi pegada al vidre. Després es tenyeix i ja es pot mirar al microscopi.
Com son molt petites necessitem l’objectiu d’immersió de 100 augments. Quants més augments, més llum necessitem.
Una tinció simple és una tinció amb un sol colorant. Ens permet veure la morfologia (cocs, bacils, etc) però poc més. S’utilitza molt poc. La tinció estrella és la tinció de Gram.
Primer es fixen les bactèries sobre un porta, es fica cristall violeta durant 1 minut i es renta amb aigua, es fica solució de iode durant 1 minut (és un ‘mordiente’, ajuda a que els colorants es fixin a les estructures) i es renta amb aigua (aquí les gram positives i negatives tenen el mateix color), es fica alcohol a la preparació i es deixa 1 minut, llavors les gram negatives perden el cristall violeta, per a poder veure les gram negatives es fica un colorant de contrast com és la safranina. Ara les gram negatives quedaran tenyides de color rosa i les positives de color blau violeta.
En el domini bacteria, els bacteris estan dividits segons si son gram negatius o gram positius.
Un examen en fresc vol dir que la mostra no està tenyida ni fixada. Es veuen leucòcits perquè hi ha una infecció. D’aquesta orina agafem una mostra i es tenyeix, observant-la a 100x. Només es veuen bacteris gramnegatius.
En un altre examen en fresc d’orina es veuen grans cèl·lules de descamació de les cèl·lules epitelials de la uretra. Totes les cèl·lules del nostre cos es tenyeixen de color rosa sempre. Al fer la tinció es veuen bacils positius però no leucòcits, per tant no hi ha infecció.
La següent imatge mostra boles grans en rosa que son els leucòcits (n’hi ha molts) i les cèl·lules en violeta son cocs gram positius formant grups irregulars en forma de raïm (estafilococs).
Un tractament empíric és quan no ens ha donat temps de veure a quins antibiòtics és susceptible la bactèria, però pel que ja es coneix prèviament es dona un tractament.
Estructura del peptidoglicà o mureïna El gram està relacionat al que s’anomena el peptidoglicà. Els bacteris tenen una membrana citoplasmàtica i externament a la membrana citoplasmàtica tenen una estructura que s’anomena el peptidoglicà. Les gram + tenen una capa de peptidoglicà molt grossa i les gram – la tenen molt fina i per fora d’aquesta tenen una altra membrana.
Relació entre peptidoglicà i gram: els dos tipus de peptidoglicans bacterians es tenyeixen amb el primer i segon colorant, però després amb l’alcohol el peptidoglicà es deshidrata, es tanca i atrapa el cristall violeta. En canvi, la capa fina de peptidoglicà deixa passar l’alcohol i s’emporta el cristall violeta, per això es tenyeix amb l’últim colorant.
El peptidoglicà és una estructura típica del domini bacterià que no es troba en eucariotes ni arqueobacteris, esta format per un polisacàrid format per unitats repetides de N-acetil glucosamina i N- acetilmuràmic formant molècules lineals que en gram + formen capes. Del muràmic penja una cadena de 4 aminoàcids. Les estructures mes estudiades de peptidoglicà son les de E. Coli (gram -) i S. Aureus (gram +).
L- alanina, D- alanina i DAP son característics de E. Coli però en altres bacteris canvia. E. Coli és gram -, té poques bandes de peptidoglicà, però aquestes estan unides en vertical a través d’enllaços peptídics. En E. Coli l’enllaç peptídic té lloc entre DAP i D- alanina. Per altres bacteris més o menys és igual però hi ha algunes diferencies.
En el cas de S. Aureus, en comptes de tenir un simple enllaç peptídic hi ha un pont de 5 glicines, la L- lisina s’uneix a una Glicina. En altres gram positius els aminoàcids van canviant i hi ha moltes més capes.
Pràcticament totes les bactèries tenen aquesta capa de peptidoglicà, ella està súper concentrada en solut i la seva membrana és permeable a l’aigua, si no tingués una paret l’aigua entraria i la bactèria explotaria. El peptidoglicà té la funció d’evitar que la membrana exploti per pressió osmòtica.
Si es digereix la paret de la bactèria amb una lisozima (actua en els enllaços beta 14 i trenca el peptidoglicà) en un medi hipotònic, la membrana citoplasmàtica explotarà per lisi. En canvi, si tenim un solut com la sacarosa que no pot entrar dins del bacteri i tenim una solució isotònica, el bacteri no explotarà i s’aconseguiran protoplasts (bacteris sense paret cel·lular).
Bacteris sense mureïna, les clamídies Hi ha bacteris que no tenen paret cel·lular. Les clamídies son un exemple, família Chlamydiaceae  gènere Chlamydia i gènere Chlamydophila. Les clamídies no tenen peptidoglicà i per poder sobreviure ho fan a través de dues formes estructurals. Aquestes existeixen en una forma condensada anomenada cos elemental (totes les estructures del bacteri estan comprimides), és una forma inactiva sense capacitat de reproduir-se. És una forma infestant, que interactua amb cèl·lules diana d’un microorganisme i quan es troba dins d’un fagosoma osmòticament protegit, es descomprimeix i dona lloc a un cos reticulat (el bacteri amb un cos major, metabòlicament actiu, capaç de dividir-se, etc. Però no poden sintetitzar el seu propi ATP i l’agafen de la cèl·lula on es fiquen, l’acaben matant).
La chlamidia trachomatis produeix una malaltia ocular molt severa, la OMS calcula que cada any 6 milions de persones es queden cegues per culpa d’aquesta. Curiosament la mateixa espècie també causa una altra malaltia de transmissió sexual.
Concepte de tipificació: una espècie bacteriana és un conjunt de soques que s’assemblen però no son iguals, dins d’una espècie hi ha una gran variabilitat donant malalties molt variades. La espècie de la Chlamydia trachomatis té en la membrana unes proteïnes que actuen com antígens, per tant si agafem un tros d’aquesta i s’injecta en un animal aquest produirà anticossos contra aquests antígens. Fent aquests estudis s’ha vist que dintre de les clamídies podem fer grups antigènics: clamídies amb antigen A, amb antigen B, etc. A això s’anomena tipificació, és a dir fer grups, en aquest cas es una tipificació antigènic. Quan diem serovar o serotip vol dir que estem fent grups en base a variants antigèniques.
El tracoma té un mecanisme curiós de patogenicitat. Els bacteris arriben a la conjuntiva de l’ull i allà tenim òrgans limfoides, els cossos elementals infecten les cèl·lules i lentament van produint una inflamació de la parpella, de forma que aquest canvia i les pestanyes es giren cap endins cap a la conjuntiva. Després de la conjuntiva es troba la còrnia i en resposta a la lesió apareixen vasos sanguinis, el que fa que la persona es quedi cega.
És una malaltia que es dona principalment en comunitats pobres i es pot curar amb antibiòtics i cirurgia.
Chlamydia trachomatis es transmet per relacions sexuals. Es destrueixen cèl·lules i en homes provoca uretritis (inflamació de la uretra)) i en dones cervicitis. S’han de tractar ja que a vegades el sistema immunitari no elimina el patògen i pot afectar altres zones produïnt inflamacions.
El problema és que el 50% d’infeccions masculines i el 75% de les femenines son asimptomàtiques i a vegades les inflamacions es produeixen i passen inadvertides.
A part dels peptidoglicans, hi ha més diferències entre gram negatius i gram positius. Els gram positius tenen insertes en el peptidoglicà àcids teïcoics que poden arribar fins a la membrana citoplasmàtica. Aquests àcids tenen càrregues negatives i son els responsables de que la càrrega total sigui negativa i atragui a ions positius que després son introduïts a la cèl·lula.
Els gram negatius són molt diferents. Els àcids teïcoics i lipoteioics tenen una capa de peptidoglicà més estreta i externament hi ha una membrana amb una doble capa de fosfolípids. L’espai entre la membrana citoplasmàtica i la externa és el periplasma.
Dintre trobem el peptidoglicà.
A l’exterior de la membrana externa molts fosfolípids són substituïts pel lipo-polisacàrid. A més tenen porines, unes proteïnes formades per 3 proteïnes que formen una estructura de 3 tubs amb 3 canals i un altre canal més petit en el centre. Deixen passar soluts petits que es dissolen en l’aigua, altres només deixen passar un determinat tipus de substàncies. Faciliten el pas de substàncies hidrosolubles a través de la membrana hidrofòbica.
El lipopolisacàrid té un lípid A que substitueix al normal. El lípid A està unit al core (cojunt de sucres) i d’aquest surten grups oligosacarídics que es van repetint per formar un polisacàrid. El conjunt de sucres que es repeteix N cops es molt antigènic. Es creen anticossos específics per les cadenes de sucres. Tenim l’antigen O o O- polisacàrid.
El lípid A està format per glucosamina, el core del polisacàrid es el conjunt de sucres bastant fix i finalment es troba el antigen O específic. Tenim 4 sucres que es repeteixen N cops.
Podem diferenciar E. Coli pel seu O polisacàrid. L’antigen O té la funció de diferenciar unes d’altres. El lípid A és una potent toxina. Les toxines bacterianes es divideixen en endotoxina (= lípid A) i en exotoxina (resta de les toxines que produeixen i excreten). Quan la exotoxina passa a la sang (o directament es troba allà) activa el TNF, la interleucina 1 i la 6, fa proliferar limfòcits B i desencadenen el procés inflamatori, on es dona una dilatació dels vasos sanguinis.
La endotoxina danya directament les parets dels vasos afavorint la hemorràgia corporal disseminada (per tot el cos), això fa que no arribi sang suficient als òrgans vitals i es produeix un shock (deixen de funcionar molts òrgans) sèptic (provocat per una inflamació).
La proteïna de complementació lipopolisacarídica també actua sobre aquestes. Al final es produeix una subunitat que actua en mastòcits que alliberen histamina, la qual afavoreix la inflamació.
Neissèria meningitis són coccobacils gram negatius i són patògens. En algunes persones interactuen amb les cèl·lules no ciliades i les deixen passar a l’espai de sota la mucosa i a partir d’allà poden passar a la sang. Allà la majoria pot ser eliminada, però hi ha nens en que no es pot, es manté en la sang, creix i va deixant anar trossos de membrana externa. La sang s’omple de l’endotoxina i si això no es para es dona una coagulació intravascular disseminada.
Aquestes vesícules de membrana externa no es produeixen amb mala idea, també es produeixen bactèries ambientals (no van a matar a ningú). És l’atzar el que fa que un bacteri sigui més patogen.
L’antigen O Vibrio cholerae: produeix el còlera. Té lloc a l’intestí i provoca una diarrea molt intensa que deshidrata a la persona i pot provocar la mort.
La tècnica d’aglutinació s’utilitza per determinar serogrups. Tenim una colònia dissolta en una solució salina i es mescla amb un reactiu, si es transforma en una solució plena de grumolls significa que ha reconegut als anticossos (específic de l’antigen que busquem) que tenia el reactiu.
Els bacteris vibrio cholerae dels serogrups O1 i O139 fabriquen la toxina colèrica responsable del còlera. Aquesta toxina es una exotoxina d’aquelles anomenades AB, el que vol dir que una part de la toxina interactua amb uns receptors de les cèl·lules intestinals determinats amb subunitat B (que específicament interactua) i fa que la cèl·lula deixi passar la subunitat A que és la tòxica.
Aquest apart toxina es una adenilat ciclasa, una proteïna, enzim que fa que hi hagi un augment molt gran d’AMP cíclic dins de la cèl·lula (estimula pas de ATP a AMPcíclic). Aquest augment de AMPc té dues conseqüències, per una part fa que l’enteròcit no capti sodi i d’altra banda fa que surtin a l’exterior ions clor i carbonat. Aquesta sortida implica sempre una sortida d’aigua.
CTX toxina colèrica CFTR (proteïna transmembrana de la fibrosis cística), la fibrosi cística es una malaltia que implica un mal funcionament de la proteïna que deixa passar el clor.
Les persones que la pateixen no deixen sortir suficient clor i el moc que hi ha en la mucosa és més espès. En la fibrosis quística, les persones pateixen moltes infeccions ja que els cilis fan que els mocs dels bronquis es moguin sempre cap a la gola i ens ho traguem, es un mecanisme de defensa. Si aquest moc té menys aigua, és més espès, no circula i totes les espores i bactèries atrapades comencen a créixer i causen infeccions pulmonars. Per anar de ventre la mucosa ha d’estar molt hidratada. La CFTR fa que nomes surti aigua i pot provocar una deshidratació molt gran.
Les capes S Els arqueobacteris no tenen peptidoglicà Alguns bacteris tenen alguna estructura molecular que s’hi assembla però no és peptidoglicà.
Com a parets poden tenir proteïnes, glicoproteïnes, polisacàrids, que fan funcions similars al peptidoglicà i protegeixen la bactèria de canvis osmòtics.
Altres capes externes a la mureïna (una altra paraula per parlar del peptidoglicà) i a la membrana externa: capes S i càpsules i capes mucoses.
Les capes S son capes com la de la imatge formades per proteïnes o glicoproteïnes amb una estructura paracristal·lina ja que es poden veure estructures polièdriques típiques de les capes S. Es poden veure per sobre del peptidoglicà o fer de paret cel·lular en arqueobactèries. Les glicoproteïnes o proteïnes es distribueixen de forma ordenada.
Càpsules i capes mucoses Per fora de les capes S, peptidoglicà o altres parets o membranes podem trobar altres estructures, que s’anomenen càpsules i capes mucoses. Aquestes son de fet termes que es confonen i podem parlar de càpsula o capa mucosa indistintament. Les càpsules normalment son polisacàrids (que també poden ser proteïnes, glicolípids, etc) que es troben per fora. Quan aquest material és molt compacte i està unit a la part externa de la bactèria es parla de càpsules.
Si es un material més laxa i que no esta unit a la superfície de la bactèria i es por extraure es parla de capes mucoses.
Una tinció negativa és una tinció on s’utilitza tinta xina (una tinció utilitzada per veure càpsules).
La tinta xina és una solució que conté unes partícules molt fines de grafit (és una solució particulada), aquestes partícules tan fines no poden travessar les càpsules.
Les càpsules tenen múltiples funcions però majorment serveixen per a que les bactèries s’adhereixin bé, son enganxifoses. Streptococcus mutans és una de les bactèries que produeixen càries i tenen unes càpsules que li serveixen per adherir-se a la superfície dental. S’ha vist que a partir de la sacarosa i altres carbohidrats pot produir una sèrie de polisacàrids. Tenen uns enzims que a partir de la glucosa produeixen glicans i el mateix amb la fructosa fan fructans per enganxar-se a la dent i per fermentació làctica degraden la dent per l’àcid làctic i aquest àcid va dissolvent la dent formada per cristalls d’hidroxiapatita.
Les bactèries s’enganxen a les nostres dents i formen un biofilm (comunitat de bacteris). Aquests biofilms poden produir molts problemes, no solament tenen a veure amb les dents sinó també en aspectes ambientals. Per exemple poden produir problemes com la obturació de canonades.
Zooglea ramigera és un altre exemple però en aquest cas és ambiental. Aquest bacteri és gramnegatiu i produeix una gran càpsula. Aquestes bacteri respira la matèria orgànica (aerobi) i li interessa estar en la màxima disponibilitat d’oxigen, es troba en ambients aquàtics en la superfície formant una pel·lícula. Ràpidament oxida la matèria orgànica i aquesta matèria orgànica que no és capaç d’assimilar l’acumula en una càpsula. Aquest tipus de bactèries s’inoculen en aigües residuals i aquestes van fent la seva càpsula cada cop més gran. Es formen unes masses que corresponen a les càpsules i llavors la matèria orgànica queda surant. Aquestes masses es composen en petites illes que s’anomenen flocs i es farà per agitació que aquesta matèria sedimenti.
Imatge de color blau: Comunitat formada sobre politetrafluoretilè que s’utilitza en la regeneració del teixit periodontal. Aquí no es veuen les càpsules però la realitat no es aquesta, correspon a la següent imatge on no es veuen les bactèries però si que estan. Tot el que es veu per sobre es la càpsula que forma el biofilm. A l’altre imatge interessava veure les bateries i llavors van utilitzar una tècnica de m. E. En que les mostres es fixen amb glutaraldehid i després es fa un procés de deshidratació i llavors tots els polisacàrids es perden. Si s’agafa la mostra tal qual, llavors podem veure la mostra tal qual.
Xanthomonas campestris: Hi ha un ús industrial de les càpsules. Xanthomonas excreta un polisacàrid capsular que és molt utilitzat en la industria alimentària, per exemple. Per a que una salsa de vinagre i oli sigui homogènia s’utilitza un emulsionant, com pot ser aquest bacteri.
També es pot utilitzar en pintures, etc. I correspon a la càpsula de la bactèria (el polisacàrid es diu goma xantà).
En una placa de petri tenim una colònia d’aquest bacteri. La majoria son patògens vegetals que ataquen diferents tipus de plantes. Fa un polisacàrid capsular, cadena de glucoses on en la segona glucosa per enllaç ester tenim un trisacàrid de mannosa, àcid glucurònic i manosa. A més dona estabilitat als aliments sense gluten i també s’utilitza com aliment prebiòtic. Un aliment prebiòtic (NO probiòtic perquè es un preparat de bacteris) pot ser un polisacàrid o pot ser fibra que son substàncies no digeribles, l’objectiu del polisacàrid és aprimar-se. Aquest s’infla en l’estómac i treu la gana.
Les càpsules son una gran defensa contra l’atac dels macròfags, que son la primera línia de defensa del nostre cos. Per fagocitar els bacteris primer els tenen que atrapar, agafar mitjançant receptors, anticossos... la càpsula dificulta que el macròfag l’agafi. Per això moltes bactèries patògenes son capsulades.
Fímbries, pèls i flagels Els bacteris encara tenen més coses. Tenen el que es pot anomenar com apèndixs filiformes i proteics i hi ha de 3 tipus: fímbries (espines de proteïnes que surten al voltant de tot el bacteris), pels o pilis (específics i en poca quantitat, rectes) i flagels (son ondulats i llargs, varia la quantitat). Tenen en comú que son unitats proteiques repetides.
Les fímbries serveixen a les Escherichia coli uropatògenes. Aquestes es troben a la femta però en algunes condicions poden arribar a la uretra i pujar a la bufeta provocant una infecció urinària. Les fímbries serveixen per enganxar-se i no anar-se amb la orina. El major sistema de defensa del tracte urinari és la pressió amb la que surt la orina. Les escherichia sense fímbries no produeixen infeccions exceptuant les persones que tenen un catèter quan estan a l’hospital (a l’espai entre catèter i uretra no hi ha orina, no necessiten fímbries).
Els pilis o pèls tenen poques funcions atribuïdes però la més important és la conjugació, és a dir, la unió de dos bacteris. Els bacteris tenen uns virus específics, els bacteriòfags i si estan units és més fàcil veure-les. Es connecten 2 bactèries entre ells i es va desfent el pili conforme s’acosta l’altra bacteri i s’intercanvien material genètic. També serveixen per unir-se específicament a receptors de cèl·lules eucariotes i iniciar una infecció.
Els flagels estan formats per proteïnes com la flagel·lina i serveixen per mobilitzar el bacteri. Son més llargs i ondulats. Podem tenir flagels al voltant de tota la bactèria, en un sol pol (polar) o tenir molts en un sol pol (lofòtrica). Els flagels son molt fins, en una tinció de gran no es veuen, s’han de fer tincions especials com contrast de fase.
Parts: Ganxo, cos central y 4 anells en gramnegatius.
Els anells M, S i C estan carregats + i – i després al costat es troben les proteïnes mot que nomes deixen entrar protons perquè son com uns canals. Quan els protons passen hi ha un fenomen atracció - repulsió, que fa que l’anell vagi girant i el flagel també, per tant es mou el bacteri. El flagel canvia de direcció, les proteïnes fli fan que la orientació del flagel canvií. En grampositius només hi ha 2 anells.
Les arquees també tenen flagels però no tenen la mateixa estructura.
Hi ha bacteris que es mengen altres bacteris, per exemple Bdelovibrio bacteriovorus. Aquest bacteri té un súper- flagel amb un diàmetre major. Aquest agafa un ritme ràpid i impacta a gran velocitat contra un bacteri gramnegatiu, que és la víctima perquè el peptidoglicà és més fi i es fica dins del bacteri. Dins perd el flagel, va digerint el bacteri, es forma un gran bacil que forma altres bacteris com aquest.
Helicobacter pilory, agent causal de les úlceres gàstriques. Els àcids de l’estómac fan de barrera contra aquest bacteri i aquests corren per refugiar-se al moc de l’estómac.
Hi ha bacteris que tenen flagels al seu interior o endoflagels (entre membrana externa i peptidoglicà). Aquests només es troben a les espiroquetes, bacteris amb moltes ondulacions amb moviment com una trepadora. Es troben en medis molt viscosos i mucoses que cobreixen teixits epitelials. Aquest moviment proporciona un gran avantatge. Poden fer en simbiosi que altres microorganismes es moguin. Un exemple de espiroqueta patògena es el treponema pallidum subespècies pallidum (sífilis) i pertenue (pian). Trobem espiroquetes patògenes i ambientals. Són soques diferents perquè produeixen malalties diferents.
La sífilis es una espiroqueta transmesa per contacte sexual, capaç de travessar les mucoses que tinguin una petita fissura. Pallidum es multiplica en la porta d’entrada i produeix una lesió molt característica anomenada xancre. Això és sífilis primària, si es fa un anàlisi de les secrecions i es tenyeix amb gram no es veurà res perquè són molt fines, però amb una tècnica de camp obscur si que es veuran. Els nostres teixits es tenyeixen com els gram negatius, per això no es veuen.
Aquest xancre es cura sense tractament però llavors després d’unes 4, 5, 6 setmanes apareix la simptomatologia de la sífilis secundària. La bateria s’ha multiplicat en teixits, ganglis limfàtics, etc i arriba a la pell de tot el cos produint tot de lesions. Sense tractament tota aquesta simptomatologia desapareix un altre cop. El 75% de les persones afectades mai tornen a tenir problemes però un 25% no ho aconsegueix i es produeix una sífilis terciària molts anys després de curar-se les lesions degut al sistema immunitari que consisteix en una destrucció d’una zona molt concreta del cos. Actualment la sífilis es cura amb una sola dosi de penicil·lina.
El pian es una espiroqueta que entra a través de la pell i va creixent produint deformacions, pot arribar a l’os.
En el cas de la mobilitat hi ha un pili especial anomenat pili tipus IV que es situa en un extrem de la bactèria i aquesta el pot utilitzar per moure’s com si fos un ‘látigo’= fuet.
Hi ha un altre de moviment anomenat moviment per lliscament que consisteix en el moviment de bacteris apilats entre ells (oli). Un exemple es el mycobacterium vaccae, que quan es sembra en un medi de Soja Agar creix i dona unes colònies brillants i molt mucoses. Si s’agafa una mostra de la colònia i es fica en un medi amb menys agar (no es un medi tan sec), al cap d’uns dies d’estar en la estufa es veuen unes ramificacions. Aquestes bactèries que no tenen flagels ni pili tipus IV, en un medi menys sec es poden moure fàcilment ja que tenen una substància a la seva càpsula de tipus polièster que actua com un oli i permet que les bactèries llisquin unes sobre altres.
Aquestes colònies si es continuen sembrant a vegades algunes canvien i es poden trobar colònies diferents anomenades colònies rugoses que han perdut el polièster, potser per les condicions de medi de cultiu (no les necessiten, però en l’ambient si). Si s’agafa la colònia rugosa i es fica en el medi amb menys agar i la colònia rugosa no es mou, no hi ha ramificacions. Per tant aquest polièster és necessari pel lliscament de les bactèries.
...