Nutrición de los Microorganismos

Según la fuente de carbono, los microorganismos se clasifican en:

• Autótrofos: utilizan CO₂.
• Heterótrofos: utilizan materia orgánica.

Según la fuente de energía, se dividen en:

• Fotótrofos: utilizan luz.
• Quimiotrofos: utilizan un compuesto químico que se oxida.

Tipos de Bacterias

Ejemplos de tipos de bacterias:

• Quimioheterótrofas: la mayor parte de las bacterias cultivadas en laboratorios y las bacterias patógenas.
• Quimioautótrofas: Nitrobacter, Thiobacillus.
• Fotoautótrofas: bacterias purpureas.
• Fotoheterótrofas: Rhodospirillum y Cloroflexus.

Reproducción de los Procariotas

Los procariotas se reproducen por fisión binaria. Una célula «madre» duplica su material genético y se reparte equitativamente, dando lugar a dos células «hijas» genéticamente idénticas a la original. Se trata de una reproducción asexual. Luego de numerosas multiplicaciones a partir de una célula, se obtiene un clon o colonia de células iguales. En este caso, los genes se transfirieron verticalmente, de generación en generación de la célula madre a las células hijas.

Al ser los procariotas básicamente haploides, las mutaciones pueden expresarse más rápidamente y ser así también seleccionadas. Las mutaciones y el corto tiempo de generación de los procariotas son, en gran medida, responsables de su extraordinaria capacidad de adaptación y diversidad.

Crecimiento Bacteriano

La velocidad del crecimiento se refiere al cambio en el número de células por unidad de tiempo, y se expresa como el tiempo de generación (tiempo necesario para que se duplique una célula o una población de ellas). Al contar con una población celular individual en un cultivo cerrado (es decir, no renovado), se obtiene una curva de crecimiento, la cual se divide en cuatro fases:

• Latencia: período de adaptación, gran actividad metabólica, las células no se dividen.
• Exponencial: aumento regular de la población que se duplica a intervalos regulares de tiempo; los betalactámicos actúan en esta fase.
• Estacionaria: cese del crecimiento por agotamiento de nutrientes, por acumulación de productos tóxicos, etc. (n_{c nuevas} = n_{c que mueren}).
• Muerte: número de células que mueren es mayor al número de células que se generan.

Mecanismos de Reproducción

Además de la reproducción asexual, poseen mecanismos de reproducción sexual o parasexual, mediante los cuales se intercambian fragmentos de ADN:

• Conjugación: una bacteria donadora F+ transmite a través de un pili un fragmento de ADN a otra bacteria receptora F-. La bacteria F+ posee un plásmido, además del cromosoma bacteriano.
• Transformación: intercambio genético producido cuando una bacteria es capaz de captar fragmentos de ADN de otra bacteria que se encuentran dispersos en el medio donde vive.
• Transducción: transferencia que se realiza a través de un virus bacteriófago, que se comporta como un vector intermediario entre las dos bacterias.

Virus

Un virus no es una bacteria, ni un organismo capaz de tener vida independiente. No puede sobrevivir si no existe una célula viva en la que pueda replicarse. Los antibióticos no hacen ningún daño a los virus. Esta «entrada» de un virus en una célula es lo que se llama infección viral. La información que lleva consigo no le alcanza para replicarse, por eso usa los mecanismos de la célula y algunas de sus enzimas para generar partes de virus que más tarde se unirán para formar cientos de nuevos virus que pueden dejar la célula original para infectar otras.

Los virus solo existen y producen más virus. Todos son dañinos porque, al replicarse, producen la muerte de la célula. Cuando se produce la infección viral, el material genético del virus se «apodera» de la célula, la cual solo puede producir más y más partes virales. Si un virus afecta a células de algún tejido corporal, la infección que se produce lleva a una síntesis y secreción de sustancias llamadas interferones, que son proteínas que interactúan con las células y las ayudan a ser más resistentes a la infección. En ese momento, el sistema inmunológico del cuerpo humano comienza a matar el virus fuera de las células, así como a las células infectadas para evitar que el virus siga propagándose. Con el tiempo, el sistema habrá eliminado completamente al virus.

El VIH es una excepción, ya que infecta a células del sistema inmunológico que son necesarias para matar a células infectadas. Por eso, la muerte de células inmunitarias, debido a la infección con VIH, hará que el sistema no pueda defenderse de otras infecciones que atacan a la persona.

Modos de Acción de los Virus

Los virus pueden actuar de dos maneras:

• a) Reproduciéndose en el interior de una célula infectada.
• b) Uniéndose al material genético de la célula en la que se aloja.

Ciclos de Vida de los Virus

En el ciclo lítico, el ADN bacteriano fabrica las proteínas virales y copias de ácidos nucleicos virales. Cuando hay suficiente cantidad de estas moléculas, se produce el ensamblaje de la proteína y el ADN viral, y se liberan al medio, produciendo la muerte de la célula. En el ciclo lisogénico, se produce cuando el genoma del virus queda integrado en el genoma de la bacteria, no expresa sus genes y se replica junto al de la bacteria. El virus queda en forma de profago.

Toxinas

Son sustancias (proteasas, nucleasas, lipasas) producidas por algunos microorganismos que dañan y desorganizan los tejidos del huésped.

Tipos de Toxinas

• Exotoxinas: proteínas solubles liberadas por bacterias Gram +. Son sensibles al calor, muy tóxicas y no producen fiebre. Inducen a la producción de anticuerpos en el huésped.
• Endotoxinas: componentes lipídicos de la membrana externa de bacterias Gram -. Producen fiebre, no se destruyen por el calor y tienen baja toxicidad. No inducen a la producción de anticuerpos en el huésped.

Epidemiología

Conceptos Clave

• Prevalencia: proporción de una población que padece una enfermedad concreta en un momento dado.
• Epidemia: una enfermedad que ocurre al mismo tiempo en un número alto de individuos de una región.
• Pandemia: epidemia ampliamente distribuida de forma casi simultánea.
• Endémica: enfermedad de presencia continua en una población pero con poca incidencia.
• Casos esporádicos: casos individuales de una enfermedad sin relación entre ellos y en zonas geográficamente separadas.
• Brote: cuando en un corto periodo de tiempo aparecen cierto número de casos cuando anteriormente eran esporádicos.
• Infección subclínica: enfermedad de determinados individuos asintomática o con síntomas leves.
• Portadores: individuos que tienen infección subclínica y pueden transportar y diseminar activamente el agente infeccioso.

Infecciones por Virus

Casi todos los virus animales tienen representantes patógenos en los humanos. Son agentes patógenos cambiantes debido a la elevada tasa de mutación. Se alojan principalmente en las mucosas. Se combaten con antivirales, vacunas e interferón (proteína producida naturalmente por el sistema inmunológico como respuesta a agentes externos); los antibióticos son inoperantes.

Ejemplos de Infecciones Virales

• Gripe: se transmite por el aire y se instala en las membranas respiratorias.
• Poliomielitis: se contagia por alimentos contaminados por residuos fecales. Infecta primero al intestino, pero después pasa al sistema nervioso, provocando la parálisis y pérdida de masa muscular de las piernas.
• Sarampión: la infección comienza en las vías respiratorias, pero después se extiende por todo el organismo.
• Hepatitis: las hepatitis B y C se contagian por contacto sexual, por vía sanguínea y por la leche materna. Son muy graves. Las hepatitis A y E se adquieren por ingestión de alimentos contaminados con el virus, y son más leves.
• Rabia: se contagia por la mordedura de perros, roedores o murciélagos. Provoca la muerte.
• Varicela: se desarrolla en el tracto respiratorio y los ganglios linfáticos, pero su desarrollo es leve. El virus puede permanecer en el individuo de modo latente; cuando se reactiva, produce lesiones muy dolorosas.
• Viruela: enfermedad grave que puede ser mortal.

Infecciones Bacterianas

Son causadas por las toxinas segregadas por las bacterias, lo que permite la fabricación de vacunas contra algunas de ellas. La mayoría de las bacterias patógenas son sensibles a los antibióticos.

Ejemplos de Infecciones Bacterianas

• Peste bubónica: se transmite al ser humano por la picadura de pulgas, y se aloja en los ganglios linfáticos, provocando su inflamación.
• Cólera: se transmite a través del agua contaminada. Libera una toxina en el intestino que provoca diarreas que causan deshidratación y muerte.
• Tuberculosis: se propaga por el aire y coloniza las vías respiratorias, destruyendo los pulmones.
• Meningitis: se transmite por el aire. Es asintomática hasta que llega a la sangre y al sistema nervioso, instalándose en las meninges. Es mortal y no tiene tratamiento.
• Tétanos: reside en el suelo, por lo que suele entrar en el organismo a través de heridas. La exotoxina que produce afecta al sistema nervioso, bloqueando el impulso nervioso de forma irreversible.
• Salmonelosis: se contrae por la ingestión de alimentos contaminados.
• Difteria: la bacteria coloniza el tracto respiratorio de los niños y forma unas falsas membranas en la glotis que obstruyen el paso del aire, provocando la asfixia.

Infecciones Parasitarias

No hay muchos protozoos que sean parásitos del ser humano, pero algunos de ellos provocan enfermedades muy graves. Se tratan con quimioterapia.

Ejemplos de Infecciones Parasitarias

• Malaria o paludismo: transmitida por la picadura de la hembra del mosquito Anopheles.
• Toxoplasmosis: se adquiere por ingestión de alimentos contaminados con este parásito. No produce lesiones, pero resulta peligroso para el feto.
• Enfermedad del sueño: se transmite por las picaduras de la mosca tse-tse.
• Disentería amebiana: causada por quistes del protozoo en agua o alimentos contaminados con heces.

Infecciones por Hongos

Se denominan micosis. Son infecciones superficiales producidas por hongos, que se alimentan de las células muertas que se desprenden. El tratamiento se basa en antimicóticos.

Ejemplos de Infecciones por Hongos

• Candidiasis: la mucosa de la zona genital y digestiva se ve colonizada por esta levadura. Solo produce lesiones cuando prolifera, provocando un picor intenso. Es muy contagiosa.
• Tiña: enfermedad cutánea con manchas elevadas y lesiones escamosas o ampollas. La más conocida es la que afecta al cuero cabelludo y está causada por Microsporium. También están el pie de atleta, la pitiriasis alba y versicolor.