Algunos microorganismos producen enfermedades
La mayoría de los microorganismos son inocuos para los demás seres vivos. Muchos de ellos se han adaptado a las condiciones especiales de los tejidos de los animales sanos, viviendo en su piel, en sus conductos respiratorios, digestivos, urinarios o reproductores. Son la flora microbiana o microbiota normal. En cambio, existen microorganismos que pueden producir enfermedades en las plantas o en los animales cuando se encuentran en su interior. Son los microorganismos patógenos. La mayoría de los animales están bien protegidos en sus superficies externas, de modo que estos microorganismos patógenos suelen entrar a través de heridas o mediante los conductos digestivos, respiratorios o genitourinarios. Hay otros microorganismos, los oportunistas, que son patógenos en determinadas condiciones; por ejemplo, cuando disminuyen las defensas de los animales.
Enfermedades infecciosas
Muchas enfermedades infecciosas pueden suponer una amenaza para la salud de las personas. Es posible controlar estas enfermedades gracias al conocimiento de los agentes infecciosos y los procesos fisiológicos implicados en ellas, y también gracias al descubrimiento de los agentes antimicrobianos. Niveles de afectación según la distribución y la incidencia: epidemia (si se producen, a la vez, muchos casos de individuos afectados de la misma enfermedad en una determinada comunidad o área geográfica pequeña), pandemia (enfermedad infecciosa distribuida por una zona extremadamente amplia de la Tierra) y enfermedad endémica (enfermedad infecciosa que afecta de manera constante a una determinada comunidad, pero con una incidencia no muy alta).
Infec. microbiana.
La infección microbiana ocurre cuando los microorganismos patógenos invaden un ser vivo u hospedador, al que pueden, o no, causar una enfermedad. Suele existir especificidad entre el microorganismo y el hospedador. El primer paso es la adhesión del microorganismo a las células del hospedador. En esta adherencia intervienen macromoléculas de la superficie del microorganismo, como las que se encuentran en las cubiertas de virus y bacterias, o bien las fimbrias, en el caso de algunas bacterias. Los microorganismos patógenos penetran en sus hospedadores a través de heridas en la piel. Se produce un foco de infección situado muy cerca del lugar de entrada del patógeno, donde se localiza y reproduce. Posteriormente, los microorganismos pueden acceder a la circulación sanguínea, a las vías linfáticas y a los ganglios linfáticos, donde se inicia la respuesta inmunológica por parte del hospedador. La inflamación de los ganglios linfáticos es un claro indicio de infección microbiana. Si los microorganismos alcanzan los vasos sanguíneos, se pueden extender a otras partes del cuerpo del hospedador, concentrándose en tejidos específicos como el hígado, el pulmón o el bazo, o bien pueden producir una infección generalizada o sistémica.
Factores de virulencia.
Toxinas (sustancias producidas por microorganismos, principalmente bacterias, que tienen efecto tóxico o venenoso en los tejidos del hospedador. Según se liberen o no al exterior, pueden ser: Exotoxinas (suelen ser proteínas solubles que tienen una gran especificidad por ciertos tejidos, como las neurotoxinas, que atacan a las células del sistema nervioso, y las enterotoxinas, que afectan a las células epiteliales digestivas causando diarreas. Inducen en el hospedador la síntesis de anticuerpos específicos denominados antitoxinas. Las exotoxinas que han perdido su capacidad tóxica, al tratarse con calor o con sustancias químicas, pero que todavía pueden inducir la producción de antitoxinas se denominan toxoides o anatoxinas. Las principales enfermedades producidas por exotoxinas son el botulismo, el cólera, la difteria y el tétanos) o Endotoxinas (moléculas estructurales de la membrana externa de la pared celular de bacterias gramnegativas. Su composición química es de tipo lipopolisacárido y generalmente provocan fiebre debido a que inducen la liberación de interleucinas)) Enzimas extracelulares (la hilauronidasa es producida por bacterias como Staphylococcus aureus y Streptococcus pyogenes. Esta enzima hidroliza el ácido hialurónico de la matriz extracelular, disminuye la cohesión entre las células y, por tanto, las bacterias invaden el tejido con mayor facilidad. Clostridium perfringens segrega lecitinasa, que hidroliza los lípidos de membrana de las células del hospedador. Esta misma bacteria también produce colagenasa, que destruye las fibras de colágeno de tejidos como el conjuntivo, el hueso o el cartílago. Algunos Staphylococcus producen coagulasas, que provocan que el fibrinógeno del plasma sanguíneo del hospedador se transforme en fibrina, formando unas fibras que rodean a las bacterias y las protegen de la acción de los macrófagos sanguíneos. Las enzimas leucocidinas lisan leucocitos del hospedador. Las hemolisinas, producidas por una gran variedad de bacterias, lisan glóbulos rojos, liberando al plasma su hemoglobina)
Los viroides y priones son los agentes infecciosos más simples.
Viroides (pequeñas moléculas de ARN, circular, monocatenario, de unos pocos cientos de nucleótidos, sin ningún tipo de cubierta y que infectan células vegetales. Su infección causa generalmente una disminución del crecimiento de la planta y un desarrollo anormal. A diferencia de los virus, no codifican proteínas. Se replican dentro del núcleo de la célula hospedadora utilizando el sistema enzimático de la ARN-polimerasa de esta última. Fuera de las células vegetales son inertes. Un ejemplo es el que causa la enfermedad del tubérculo fusiforme de la patata.) Priones (proteínas con la misma, o casi la misma, secuencia de aminoácidos que una proteína normal, pero con un plegamiento anormal. Son capaces de inducir a las proteínas normales de la célula a adoptar la forma espacial del prion. Generalmente, son proteínas de membrana de las neuronas, por lo que suelen provocar enfermedades neurovegetativas transmisibles y de evolución lenta. El aumento exponencial del número de priones, debido a la transformación de proteínas normales de la membrana, provoca la formación de las llamadas placas amiloides o agregados proteicos anormales, que producen la muerte de las neuronas y originan espacios vacíos en el tejido cerebral. Los priones son resistentes a tratamientos físicos y químicos, por lo que, de momento, no existe ningún sistema para combatirlos. La encefalopatía espongiforme bovina o “mal de las vacas locas” está producida por priones que provocan falta de coordinación motora e inestabilidad.)
Los microorganismos se emplean para obtener alimentos.
La biotecnología microbiana emplea diferentes técnicas industriales que utilizan microorganismos como base para la obtención de productos como vacunas, alimentos o antibióticos. Los microorganismos utilizados deben tener un crecimiento rápido y resistir el cultivo a gran escala. La capacidad fermentativa de muchos microorganismos se emplea para conseguir alimentos. Algunos realizan fermentaciones anaerobias, estas fermentaciones a escala industrial se llevan a cabo en los fermentadores y los principales productos que se obtienen son: Etanol (las levaduras del género Saccharomyces obtienen etanol degradando de forma incompleta moléculas de glucosa, mediante la fermentación alcohólica). Ácido láctico (es producido por bacterias, como Lactobacillus bulgaricus, que degradan la lactosa mediante la fermentación láctica). Ácido acético o vinagre (las bacterias de los géneros Acetobacter y Gluconobacter pueden degradar el etanol hasta obtener ácido acético).