Microorganismos y Patógenos

La microbiota normal son aquellos microorganismos inocuos para los 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.

Los microorganismos patógenos son microorganismos que pueden producir enfermedades en las plantas o en los animales cuando se encuentran en su interior. Suelen entrar a través de heridas o por los conductos digestivos, respiratorios o genitourinarios.

Los oportunistas son patógenos en determinadas condiciones, por ejemplo, cuando disminuyen las defensas de los animales.

Enfermedades Infecciosas

Son enfermedades causadas por organismos, muchos de los cuales son microorganismos que pueden suponer una amenaza para la salud.

Epidemia

Cuando se producen, a la vez, muchos casos de individuos afectados de la misma enfermedad en una comunidad o área geográfica pequeña.

Ejemplos de Epidemias

• El cólera es causado por una bacteria. Las epidemias se producen en zonas con alta población, malas condiciones de salubridad y sin fuentes de agua potable.
• El Ébola es una enfermedad causada por un virus. África occidental.

Pandemia

Es una enfermedad infecciosa distribuida por una zona extremadamente amplia de la Tierra.

Ejemplos de Pandemias

• La tuberculosis es una enfermedad producida por una bacteria que aún actualmente continúa afectando a muchas personas alrededor del mundo.
• La COVID-19 es una enfermedad transmitida por un virus.

Transmisión de Enfermedades Microbianas

Las enfermedades microbianas se pueden transmitir por diferentes vías:

Por Contacto Directo

La mayoría de los microorganismos patógenos aprovechan heridas o incisiones quirúrgicas a la piel para invadir a sus huéspedes, pero algunos pueden entrar directamente.

Localización: Sobre la piel del animal, en un objeto que produce la herida, en el suelo, en la ropa contaminada, en la heces humanas o en la orina.

Por Aire

Muchos microorganismos se transmiten por el aire dentro de microgotas de humedad o sobre partículas de polvo, ambas invisibles para el ojo humano.

Localización: Pueden proceder de personas enfermas que las expulsan a través del estornudo, de la tos o al hablar, o bien del medio ambiente contaminado.

Por Vía Sexual

Algunos microorganismos se transmiten de personas infectadas a personas sanas mediante relaciones sexuales.

Localización: Jeringuillas contaminadas, transfusiones de sangre contaminada o en el momento del parto (madres infectadas).

Por Agua y Alimentos

El microorganismo puede ingerirse con la comida o bebida contaminada o bien puede generar toxinas en los alimentos, sin que sea necesaria la presencia del mismo microorganismo.

Localización: La contaminación del agua con restos fecales, las condiciones sanitarias deficientes, las condiciones sanitarias deficientes en su transporte y manipulación o el cocinado incompleto de los alimentos.

Por Animales (Zoonosis)

Las enfermedades infecciosas que se producen en diversos animales, como el ganado bovino, los cerdos, los perros, los murciélagos y los conejos, se pueden transmitir también a las personas por el contacto con estos animales. Estas enfermedades se conocen como zoonosis.

En su proceso de transmisión intervienen:

• Reservorios: Son los lugares (agua, tierra, animales…) donde los microorganismos patógenos pueden sobrevivir y desde donde inician la infección.
• Vectores: Son los seres vivos imprescindibles para la transmisión del microorganismo patógeno al huésped definitivo.
• Portadores: Son personas que no tienen síntomas de una enfermedad infecciosa, pero portan en su interior el microorganismo patógeno que las produce.

Morfología de las Bacterias

• Cápsula bacteriana: Externa, presente en casi todas las patógenas. Sin estructura definida. Formada por polímeros de glucosa, glucoproteínas, acetilglucosamina, ácido urónico y glucurónico. Regulan intercambio de agua, iones y nutrientes. Ayuda a unirse en colonias.
• Pared celular o bacteriana: En todas las bacterias menos micoplasmas. Mantiene la forma frente a cambios de la presión osmótica y regula paso de iones. Resiste a los antibióticos.

Tipos según la tinción de Gram:

• Gram +: Pared gruesa, capa de mureína (peptidoglucano, cadenas de NAG unidas por enlace o-glucosídico con NAM con 4 aa). Se asocia a proteínas, polisacáridos y ácidos teicoicos.
• Gram -: Mureína más fina que las anteriores. Sobre ella la membrana externa que es bicapa lipídica con lipopolisacáridos y proteínas asociadas. Porinas permiten paso de moléculas de bajo peso molecular.

• Membrana plasmática: Como la vista hasta ahora pero sin colesterol. Aparecen los mesosomas que son invaginaciones que aumentan la superficie de la membrana supliendo la ausencia de orgánulos membranosos. En ellos están las enzimas que harán las funciones que mitocondrias y cloroplastos hacen en eucariotas. Otras enzimas que permiten fijar N atmosférico o asimilar nitritos o nitratos. La ADN polimerasa se sitúa aquí y ahí se fija también el cromosoma bacteriano.
• Citoplasma: Agua y proteínas, granuloso, que rodea al nucleoide, ahí se sitúa el material genético fibrilar.
• Ribosomas.
• Vesículas: Espacios con sustancias gaseosas. Flotabilidad.
• Inclusiones: Sustancias acumuladas o residuos metabólicos. Carecen de membrana.
• Material genético: Larga, única cadena de ADN circular bicatenario, plegada, asociada a proteínas no histónicas. Plásmidos, son pequeñas moléculas de ADN que las bacterias intercambian.
• Fimbrias: Estructuras tubulares, anclaje a superficie de GRAM -. Fimbrias cortas y numerosas, en pared y cápsula.
• Pili: Estructuras tubulares que atraviesan la MP y por ahí intercambian material genético.
• Flagelos: Locomoción, número variable. Tienen: cuerpo basal con 4 discos, 2 se insertan en MP (giran) y 2 en la capa de mureína, y largo filamento.

Según número y localización, las bacterias pueden ser:

• Monótricas: 1.
• Lofótricas: Varios en penacho.
• Perítricas: Varios distribuidos por toda la superficie.

Reino Protoctistas

Algas

Autótrofos, fotosintéticos, unicelulares o en colonias y también pluricelulares (no son microscópicas). En el mar constituyen el fitoplancton (base de las cadenas alimenticias). Habitan también aguas dulces, fuentes termales y medio terrestre en simbiosis con los hongos formando líquenes. Son el mayor aporte de oxígeno de la atmósfera.

Poseen uno o más cloroplastos con pigmentos: clorofila, xantofila, caroteno.

Su pared celular tiene: celulosa, pectina, xilanos y mananos. A veces tiene sustancias minerales como carbonato cálcico (algas calcáreas) o sílice (diatomeas). Algunas unicelulares no tienen pared celular: las euglenas.

Las hay que se desplazan con flagelos o deslizándose, otras son sésiles y tienen gametos móviles para poder reproducirse. Utilizan también la reproducción asexual por bipartición y es frecuente la alternancia de generaciones.

Protozoos

Unicelulares sin pared celular, heterótrofos, móviles (excepto un grupo), reproducción sexual o asexual, vida libre o parásita. Según su desplazamiento se clasifican en:

• Sarcodinos: Con pseudópodos, sirven para desplazarse y para capturar alimento. Vida libre, forman parte del plancton (zooplancton). Caparazón calcáreo: los foraminíferos, de sílice los radiolarios, las amebas sin caparazón (algunas parásitas).
• Flagelados: Se desplazan por flagelos. Hay de vida libre y parásitas: Trypanosoma (enfermedad del sueño producida por la picadura de la mosca Tsetse) y Leishmania (enfermedad del «mosquito» o leishmaniosis).
• Ciliados: Todo su cuerpo o algunas regiones rodeados por cilios. Se mueven sincrónicamente y desplazan a Paramecium o generan corrientes de agua que transportan nutrientes a especies sésiles como Vorticella o Stentor. Normalmente tienen 2 núcleos: uno para funciones vegetativas y otro para la reproducción. A veces se reproducen por conjugación.
• Esporozoos: Inmóviles, parásitos. Reproducción asexual por esporulación. Plasmodium causante de la malaria (transmitida por el mosquito Anopheles).

Reino Hongos

Eucariotas, unicelulares o pluricelulares, heterótrofos. Con pared celular de quitina. Almacenan glucógeno. Muchos parasitan a plantas y animales pero la mayoría son saprófitos, viven en el suelo y junto a las bacterias descomponen materia orgánica. Hongo + alga: líquen (simbiosis).

• Unicelulares: reproducción asexual por gemación.
• Pluricelulares: producen esporas que germinan y dan hifas (filamentos celulares) que son tabicadas o sifonadas. Todas las hifas forman el micelio. Algunas generan esporas asexuales por mitosis en los conidios o esporangios y otras generan esporas sexuales en los basidios o ascas.

Tipos de Hongos

• Mohos: Filamentosos con hifas tabicadas, algunas se transforman en conidios que fabrican esporas. Resisten condiciones extremas de acidez, falta de humedad y alta concentración de azúcares. Aspecto algodonoso. Rhizopus: pan, frutas y vegetales. Penicillium descompone frutas y cereales y produce antibióticos.
• Hongos mucosos: Características de hongos y protozoos. Se reproducen por esporas. Complejos ciclos de vida y aspecto cambiante, desde una ameba a una estructura pluricelular. Habitan sobre materia vegetal en descomposición y se alimentan de bacterias y otros microorganismos por fagocitosis.
• Levadura: Unicelulares que forman colonias de células ovales con pared gruesa. Se reproducen asexualmente por gemación. La Saccharomyces cerevisiae tiene un ciclo diplohaplonte en el que hay una fase con individuos sexuales (opuestos) y haploides, actúan como gametos y forman un cigoto diploide que generará esporas haploides por meiosis. Fermentación, en este caso la alcohólica.

Virus

Partículas microscópicas acelulares, formados por un ácido nucleico con una cápsula proteica. No realizan la reproducción ni relación de forma autónoma, pero sí se reproducen aunque a costa de una célula. Son parásitos intracelulares obligados con dos fases: una extracelular inerte y una intracelular activa.

Dependiendo del huésped:

• Virus animal
• Virus vegetal
• Bacteriófago

Son causantes de enfermedades: gripe, hepatitis, sida, COVID-19… En la actualidad, y gracias a la biotecnología, se están empezando a usar como vectores para clonación de genes para fines terapéuticos o industriales y se está conociendo su importancia en la evolución de los seres vivos. Su tamaño está entre 30-300 nm, por eso no se observaron hasta que apareció el microscopio electrónico.

Un virión es un virus en fase extracelular constituido por un ácido nucleico y una cápsula proteica (desnudo) y los cubiertos además tienen una envoltura externa.

El ácido nucleico puede ser ADN o ARN, nunca los 2. Tienen una o varias moléculas circulares, lineales, mono o bicatenarias. Hay virus de ARN con genoma fragmentado, son de ARN doble o sencillo con varias cadenas de ARN independientes con genes distintos que codifican 1 o 2 proteínas. No existen de ADN fragmentados.

Los más simples solo llevan información para codificar unas 8 proteínas y pueden ser hasta 200 en los más complejos. Pueden ser estructurales (para formar cápsida) o enzimáticas (síntesis ácidos nucleicos). Las hay aglutinantes que facilitan adherencia a membrana del huésped.

Morfología Vírica

Cápsida: compuestas por capsómeros (proteínas). Nucleocápsida: ácido nucleico + capsómeros.

Tipos de virus según ordenación de los capsómeros:

• Helicoidal: El AN se enrolla y alrededor de él se enganchan las proteínas. Ejemplo: Virus del mosaico del tabaco.
• Icosaédrico: Casi esféricos. La cápsida es un poliedro regular de 20 triángulos equiláteros. Hay dos tipos de capsómeros: hexones (6 moléculas de proteína en caras y aristas) y pentones (5 proteínas en los vértices). Pueden salir fibras. Ejemplo: Adenovirus.
• Bacteriófagos: Estructura compleja que combina los dos tipos de simetría. La cabeza es icosaédrica y contiene el AN. Tras ella la zona caudal de simetría helicoidal y contráctil termina en placa basal con espinas y fibras de anclaje.
• Envueltos: Con una envoltura, recubrimiento exterior a la cápsida que procede de la membrana plasmática de la célula huésped y que adquiere al salir de ella, a veces otras estructuras membranosas forman parte de ella: Membrana Nuclear, Aparato de Golgi, Retículo Endoplasmático… La envoltura lleva glicoproteínas codificadas por el virus que sirve para reconocer y adherirse al huésped. Ejemplo: Virus de la gripe.

Multiplicación Vírica

Necesitan una célula huésped para poder multiplicarse.

Ciclo Lítico

Fases:

1. Adsorción y penetración: Las proteínas de la cápsida reconocen y se unen a receptores de la célula huésped. En algunos virus, mediante la inyección penetra el AN, en otros penetra el virus entero por endocitosis. En los virus envueltos se fusionan las membranas y se fusiona la nucleocápsida en el interior celular.
2. Síntesis del genoma y proteínas víricas: El virus usa el mecanismo de la célula huésped para replicar, transcribir y traducir su información genética. Se generan miles de copias del ADN del virus (ARN en VIH tienen la transcriptasa inversa que permite generar a partir del ARN un ADN) y enzimas para la replicación, proteínas para las cápsidas y factores de inhibición. Es una fase en la que los virus no pueden ser detectados en el interior de la célula infectada.
3. Maduración y ensamblaje: Una vez están todos los componentes, se organizan los capsómeros y se organizan las cápsidas, se pliegan las copias del material genético y entran para constituir los virus.
4. Liberación: Lisis de la célula huésped, liberación de los viriones o por exocitosis. Estos virus ya pueden infectar.

Ciclo Lisogénico

Hay virus que se introducen en la célula pero no la destruyen, integran su AN en el material genético celular en estado de profago, se replican cada vez que la célula se divide pero sin generar nuevos virus. La célula es inmune al ataque de ese mismo virus. Se mantiene hasta que agentes inductores provocan la separación de los AN.