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El Proyecto Biosfera



El proyecto Biosfera del Ministerio de Educación y Ciencia (España) tiene como objetivo el desarrollo de unidades didácticas multimedia interactivas para las materias de Biología y Geología en la Enseñanza Secundaria Obligatoria y en el Bachillerato. Incorpora, además, una serie de herramientas y recursos que estarán disponibles en Internet para quienes deseen utilizarlos.


El diseño de las unidades está pensado para aprovechar las ventajas que ofrece el ordenador y los recursos de Internet, procurando que sea sencillo, realista y versátil, con el fin de que sea útil en nuestras aulas. De esta manera se propone una metodología de trabajo que pueda favorecer la motivación, el ejercicio y la evaluación de los alumnos en sus conocimientos de biología y geología, de tal modo que aprovechen las nuevas tecnologías de la información.




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MICROBIOLOGÍA

La palabra Microbiología se relaciona fácilmente con organismos pequeños que no pueden ser observados a simple vista. Más aún, puede que la relaciones con enfermedades. Pero, ¿sabes realmente qué organismos se estudian en esta materia? ¿Sólo son importantes estos organismos porque producen enfermedades?

Es cierto que hay microorganismos que producen enfermedades, algunas de ellas, mortales. Sin embargo, los microorganismos no deben ser tratados como proscritos; su papel en el Ecosistema, como recicladores de materia o como biorremediadores los hacen ganar muchos puntos. Además, son indispensables en algunos procesos industriales e investigaciones científicas.

Estudia esta unidad con atención. Te servirá para tener una idea más amplia sobre los microorganismos, nosotros y el ecosistema. Visita los vínculos que aparecen en verde y fíjate en las animaciones y las imágenes. Algunas de ellas presentan texto adicional cuando pasas el ratón por encima de ellas. Realiza todas las actividades y después prueba a ver lo que debes repasar cuando hayas realizado la autoevaluación.

Mª Rosa Leva López

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MICROBIOLOGÍA

La Microbiología es la ciencia que se centra en el estudio de organismos microscópicos. Este estudio comprende la identificación y clasificación de los microorganismos, la explicación de su origen y su evolución, la observación de las interacciones que se producen entre ellos o con otros seres vivos. Además, dado que este grupos de organismos ocasiona graves daños a los humanos, también se ocupa del estudio de las enfermedades que pueden producir.


En la actualidad se ha desarrollado un campo de trabajo conocido ya desde antiguo; el uso de microorganismos para la obtención de materias mediante procesos industriales, tales como la fabricación de pan, cerveza o antibióticos.

La Microbiología comenzó y se desarrolló ligada a dos grandes eventos. El primero de ellos fue la aparición de grandes epidemias que asolaban Europa, lo que llevó a los científicos a preguntarse quiénes eran los causantes de éstas. El segundo fue el desarrollo de una adecuada tecnología para proceder al estudio de estos seres; esta tecnología fue la microscopía.



Anton Van Leeuwenhoek (1632-1723), aficionado naturalista, desarrollo el primer microscopio, con el que observó microorganismos a los que él llamó animáculos. Un siglo más tarde, (1786), se describe la estructura bacteriana y se realiza la primera sistemática de este grupo. Edward Jenner (1796), desarrolla la primera vacuna, que fue contra la viruela. Louis Pasteur estableció el poder patógeno de algunos microorganismos (1855), y posteriormente demostró la falsedad de la Teoría sobre la generación espontánea (1859). Sus trabajos también se orientaron a la obtención de vacunas, como la de la rabia, y al estudio de las fermentaciones.

Leeuwenhoek

Robert Koch (1876), desarrolla los postulados que se utilizan en la relación enfermedad infecciosa-agente causal. En 1882 descubre el bacilo de la tuberculosis. Alexander Fleming, en 1925, descubre la penicilina. Luego aparecerá la estreptomicina, el cloranfenicol, la tetraciclina...

Koch


Jenner


Fleming

Gracias al estudio de los microorganismos, en la actualidad, se han desarrollado otras ramas de la Biología, como la Bioquímica, la Genética molecular y la Biotecnología. Grandes investigadores han intervenido en ello; la lista sería demasiado larga para mencionar a los más importantes.



En Microbiología se estudian otras estructuras que no se incluyen dentro de ninguna taxonomía, puesto que no son seres vivos. Estas estructuras son los virus, los viroides y los priones. Su inclusión dentro de esta rama de la Biología se debe a su pequeño tamaño y a la capacidad para generar infecciones dentro de los seres vivos que invaden.

TAXONOMÍA Y MICROBIOLOGÍA

La Microbiología se encarga del estudio de organismos microscópicos, por lo que éstos sólo tienen en común su pequeño tamaño. Muchos microorganismos son unicelulares, algunos tienen la capacidad de asociarse formando colonias o estructuras pluricelulares, como en algas y hongos.

Con anterioridad al desarrollo de la Genética molecular y las hibridaciones de ADN, los organismos se clasificaban atendiendo a los caracteres morfológicos, la fisiología del organismo y su comportamiento, todo ello, generalmente, permitía obtener información sobre el grado devolutivo del ser vivo que se quería clasificar. Así, se desarrollaron clasificaciones de tipo filogenético, donde se pone de manifiesto las relaciones evolutivas de los seres vivos. Debido a la dificultad que planteaba el estudio de los seres unicelulares se cometieron graves errores que, poco a poco, se han ido subsanando.

En la actualidad se utilizan dos tipos de clasificaciones, la clasificación de Margulis y la clasificación de Woese.

La clasificación de Margulis establece cinco divisiones, denominadas Reinos:


MONERAS


PROTOCTISTAS


HONGOS


PLANTAS


ANIMALES

Los microorganismos estarían repartidos, principalmente entre los reinos Moneras, Protoctistas y Hongos.

La clasificación de Woese es más moderna y utiliza criterios moleculares, obtenidos mediante hibridación de ADN, estudio comparativo de secuencias de ADN y, últimamente, el estudio de secuencias de ARN ribosomal. Mediante estos trabajos se ha creado una clasificación evolutiva en la que se establecen tres taxones, llamados Dominios.

Dominios.

• El Dominio Archaea sería el más antiguo evolutivamente hablando, e incluiría organismos Procariotas con capacidad para sobrevivir en condiciones muy extremas, tales como altas temperaturas o ambientes muy salinos.
  
  
• El Dominio Bacteria incluye a las bacterias evolutivamente más modernas que las del Dominio Archaea.
  
  
• El Dominio Eucarya incluye a todos los seres formados por células eucariotas.

Los tres dominios engloban distintos organismos que son tema de estudio de la Microbiología.


Interactivos:

Actividad 1
http://recursos.cnic...idades/act1.htm


Actividad 2
http://recursos.cnic...idades/act2.htm

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VIRUS

La palabra virus significa veneno. Antiguamente se utilizaba para designar a todo aquello que producía enfermedad. Actualmente, se utiliza para referirse a estructuras microscópicas que no son retenidas por filtros para bacterias y que son patógenos para todo tipo de seres vivos. La observación de los virus sólo puede hacerse mediante el uso del microscopio electrónico, debido a su pequeño tamaño.

Los virus son estructuras acelulares que no son activos fuera de las células. Si se encuentran en el exterior celular reciben el nombre de viriones. En el interior celular son capaces de controlar la maquinaria metabólica, utilizándola para su replicación. Por ello, los virus no se consideran seres vivos.

Estructura de un virus helicoidal

Estructura de los virus

Un virus, fuera de una célula, presenta las siguientes partes:

Ácido nucleico enrollado: puede ser ADN o ARN. Cualquiera de estos ácidos puede presentarse en forma monocatenaria o bicatenaria.

Cápsida: cubierta proteica que protege y aísla el ácido nucleico. Recibe también el nombre de cápsula vírica y presenta distintas formas. Esta estructura está formada por una única proteína que se repite. Cada una de estas unidades proteicas se denomina capsómero.


Algunos virus presentan una envoltura membranosa, perteneciente a la célula que ha infectado. Esta envoltura facilita la infección de otras células de la misma estirpe celular que la célula infectada.

Clasificación de los virus

Los virus se pueden clasificar, atendiendo a distintos criterios:

Atendiendo al tipo de ácido nucleico:

Tipo I: ADN bicatenario, es decir, de dos hebras de ADN.

Tipo II: ADN monocatenario, es decir, de una hebra de ADN.

Tipo III: ARN binatenario. Se transcribe de ARN a ARN mensajero.

Tipo IV: ARN monocatenario (+). No es necesaria su transcripción. Se lee directamente como ARN mensajero.

Tipo V: ARN monocatenario (-). El ARN vírico debe ser transcrito a ARN mensajero.

Tipo VI: ARN monocatenario (+). El ARN es transcrito a ADN utilizando una enzima llamada transcriptasa inversa. Posteriormente, el ADN sintetizado es transcrito a ARN.

Virus de la gripe. Presenta envoltura

Atendiendo a la forma de la cápsida del virus:

Virus helicoidales: cápsidas alargadas, donde los capsómeros se disponen de forma helicoidal en torno al ácido nucleico. Estos virus infectan células vegetales.

Virus (poliédricos) icosaédricos: cápsidas redondeadas con capsómeros triangulares. Estos virus infectan células animales.

Virus mixtos, o complejos: cápsidas con una zona icosaédrica, seguida de otra zona helicoidal. Estos virus infectan bacterias.

Virus helicoidal del mosaico del tabaco

Atendiendo a la célula que infectan:

Virus vegetales: atacan células vegetales. Cápsidas de forma helicoidal.

Virus animales: atacan células animales. Cápsidas de forma icosaédrica.

Virus bacterianos, bacteriófagos o fagos: atacan bacterias. Cápsidas de forma mixta.

Virus bacteriófagos

Atendiendo a la envoltura lipídica:

Virus desnudos: sin envoltura

Virus con envoltura

Virus que infecta a animales. Presenta forma icosaédrica y envoltura

AMPLIACIÓN DE CONTENIDOS

TRASPOSONES, VIROIDES Y PRIONES

Estas moléculas, descubiertas recientemente, son, junto con los virus, estructuras inertes fuera de la célula, pero , si logran introducirse en una célula, interfieren su desarrollo normal, pudiendo causar su muerte.

Trasposones

Son secuencias de ADN bicatenario que se introducen en el ADN celular. Si el trasposón se inserta dentro de un gen, éste se inactiva (o provoca alteraciones en la síntesis proteica).

Estas secuencias tienen capacidad replicativa, así que cuanto más se repliquen, más trasposones aparecerán en la célula, pudiendo inactivar un gran número de genes.

Viroides

Son secuencias de ARN circular que interfieren con el ARN celular. Se han encontrado sólo en núcleos de células vegetales, sobre todo, en cítricos.

Pueden actuar como ribozimas y catalizar su propia replicación. Por esto se las considera las secuencias más antiguas, anteriores a las células más primitivas, es decir, antes de la formación del primer ser vivo.

Priones

Son proteínas alteradas que actúan provocando un cambio conformacional en proteínas normales, transformándolas en proteínas alteradas. Este cambio provoca la pérdida de la función en la proteína, pudiendo generar graves alteraciones en la célula.

Éste es el caso del síndrome de las "vacas locas" o la encefalopatía espongiforme bovina y su variante en la especie humana.

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CICLOS DE INFECCIÓN DE VIRUS

Virus de la gripe. Presenta envoltura.

Los viriones (virus en fase extracelular) no realizan ninguna actividad fisiológica, por lo que no requieren sintetizar proteínas ni utilizan energía; son estructuras inertes. Así, el ácido nucleico viral se replica a expensas de la maquinaria y la energía de la célula infectada.

Existen dos sistemas de replicación de virus, el ciclo lítico y el ciclo lisogénico. La explicación de estos ciclos viene referida a la que se da en virus bacteriófagos:

Ciclo lítico

Se denomina así porque la célula infectada muere por rotura al liberarse las nuevas copias virales.
Consta de las siguientes fases:

Fase de adsorción o fijación: El virus se une a la célula hospedadora de forma estable. La unión es específica ya que el virus reconoce complejos moleculares de tipo proteico, lipoproteico o glucoproteico, presentes en las membranas celulares.

Fase de penetración o inyección: el ácido nucleico viral entra en la célula mediante una perforación que el virus realiza en la pared bacteriana.

Fase de eclipse: en esta fase no se observan copias del virus en la célula, pero se está produciendo la síntesis de ARN, necesario para generar las copias de proteínas de la cápsida. También se produce la continua formación de ácidos nucleicos virales y enzimas destructoras del ADN bacteriano.

Fase de ensamblaje: en esta fase se produce la unión de los capsómeros para formar la cápsida y el empaquetamiento del ácido nucleico viral dentro de ella.


Fase de lisis o ruptura: conlleva la muerte celular. Los viriones salen de la célula, mediante la rotura enzimática de la pared bacteriana. Estos nuevos virus se encuentran en situación de infectar una nueva célula.

Ciclo lisogénico

Las dos primeras fases de este ciclo son iguales a las descritas en el ciclo anterior. En la fase de eclipse el ácido nucleico viral en forma de ADN bicatenario recombina con el ADN bacteriano, introduciéndose en éste como un gen más. Esta forma viral se denomina profago, o virus atenuado, mientras que la célula infectada se denomina célula lisogénica.

En este estado el profago puede mantenerse durante un tiempo indeterminado, pudiendo incluso, reproducirse la célula, generando nuevas células hijas lisogénicas. El profago se mantendrá latente hasta producirse un cambio en el medio ambiente celular que provoque un cambio celular, por ejemplo, por variaciones bruscas de temperatura, o desecación, o disminución en la concentración de oxígeno. Este cambio induce a la liberación del profago, transformándose en un virus activo que continúa el ciclo de infección hasta producir la muerte celular y la liberación de nuevos virus.


Interactivos

Actividad 3
http://recursos.cnic...idades/act3.htm


Actividad 3 Bis
http://recursos.cnic...irus/virus1.htm
Contiene un vídeo


Actividad 4


http://recursos.cnic...idades/act4.htm

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LA CÉLULA BACTERIANA

Las bacterias son células muy sencillas; carecen de núcleo y tampoco presentan orgánulos en el citoplasma. Se las denomina Procariotas. Son organismos unicelulares y se encuentran en todos los ecosistemas.

Las bacterias son un numeroso grupo de seres vivos, con características muy diversas. En la clasificación de los Dominios, Woese, aparecen dos grupos de Procariotas, el Dominio Archaea, que engloba a los organismos más antiguos del Planeta, y el Dominio Bacteria, en el que se encuentran la gran mayoría de los organismos bacterianos actuales, también conocidos con el nombre de Eubacterias.

Las formas que presentan las bacterias pueden ser:

Coco

Bacilo

Vibrión(Colera)

Espirilo (Treponema)

Las bacterias pueden presentarse como individuos sueltos, o formando colonias. Se pueden encontrar colonias de diplococos (bacterias redondeadas, de dos en dos), diplobacilos (bacterias alargadas, de dos en dos), estreptococos (cordones de bacterias redondeadas), estafilococos (masas laminares de bacterias redondeadas) o sarcinas (conglomerados tridimensonales de bacterias redondeadas).

Estructura bacteriana

Acetobacter

De fuera hacia dentro de la bacteria encontramos los siguientes componentes:

Vaina o cápsula bacteriana

Este componente no aparece en todas las bacterias. Está formada por polímeros glucídicos que no llegan a formar una estructura definida. Esta cápsula es capaz de retener agua, con lo que actúa como reservorio de agua. También sirve de sustrato para los desplazamientos de las células que la poseen, pues éstas no disponen de flagelos. Sirve además como matriz adherente entre las bacterias, sin llegar a formar una auténtica colonia. Impide la acción fagocítica de otras células dificultando el reconocimiento de la bacteria, por lo que también cumple una función defensiva.

Pared bacteriana

Estructura rígida y resistente que aparece en la mayoría de las células bacterianas. La pared bacteriana se puede reconocer mediante la tinción Gram, que permite distinguir dos tipos de paredes bacterianas:

Bacterias Gram + son bacterias con paredes anchas, formadas por gran cantidad de capas de peptidoglucandos unidos entre sí.

Bacterias Gram - son bacterias con paredes estrechas, con una capa de peptidoglucanos, rodeada de una bicapa lipídica muy permeable. Este tipo de bacterias son más resistentes a los antibióticos.

La función de la pared bacteriana consiste en impedir el estallido de la célula por la entrada masiva de agua. Éste es uno de los mecanismos de actuación de los antibióticos; crean poros en las paredes bacterianas, provocando la turgencia en la bacteria hasta conseguir que estalle.

Membrana plasmática

Envoltura que rodea al citoplasma. Está formada por una bicapa de fosfolípidos. No contiene colesterol. La bicapa lipídica está atravesada por gran cantidad de proteínas (80%), relacionadas con las distintas actividades celulares.

En la membrana aparecen grandes repliegues, denominados mesosomas. Estos mesosomas realizan varias funciones, tales como servir de anclaje para el ADN bacteriano, intervenir en la división celular (bipartición), o ser el lugar donde se realiza parte de la respiración celular en las bacterias aerobias. También se encuentran las moléculas necesarias para realizar la fotosíntesis en bacterias fotosintéticas.

Citoplasma

Es el espacio que se encuentra dentro de la membrana plasmática. Contiene inclusiones cristalinas, sustancias de reserva, gotas lipídicas, enzimas y otras proteínas.

Se encuentran ribosomas 70s y una región densa, donde se encuentra el ADN bacteriano; esta región no se encuentra separada del resto del citoplasma por ninguna membrana. El ADN bacteriano es ADN bicatenario, circular.

Algunas bacterias presentan ADN extracromosómico. Este ADN se denomina plásmido. Los plásmidos están relacionados con la resistencia a antibióticos u otras sustancias tóxicas para la célula. También son necesarios para unir la bacteria a una superficie, ya sea a una macromolécula alimenticia, a un líquido, o a otra célula para realizar un tipo concreto de reproducción, denominada conjugación. Para poder realizar esta conjugación, el plásmido debe contener información para la formación de pili.

Algunas bacterias presentan flagelos. Estos flagelos atraviesan la pared celular y permiten el desplazamiento de la bacteria. También pueden encontrarse pili.

Algunas bacterias son capaces de formar estructuras de resistencia, llamadas endosporas, cuando aparecen condiciones adversas en el medio en el que vive.

Interactivos

Actividad 5

Las Bacterias por fuera
http://recursos.cnic...idades/act5.htm


Actividad 6

Las bacterias por dentro
http://recursos.cnic...idades/act6.htm

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NUTRICIÓN BACTERIANA

Las bacterias, como el resto de los seres vivos, necesitan una fuente de carbono para poder sobrevivir. El origen de esta fuente de carbono sirve como criterio de clasificación para las bacterias. Además, se necesita una fuente de energía que sirva para poder construir sus propias moléculas; el tipo de fuente de energía utilizada también sirve como criterio de clasificación.

Otro criterio de clasificación de las bacterias es el medio en el que podemos encontrarlas:

Saprófitas: bacterias que degradan materia orgánica en descomposición. Cumplen un papel esencial en el ciclo del carbono.

Simbióticas: bacterias asociadas a otro ser vivo. Esta relación genera un beneficio mutuo. Un ejemplo de estas bacterias son las bacterias de la flora intestinal que producen vitamina K. El hospedador, es decir, el individuo al que parasita, le otorga a cambio, energía en forma de materia orgánica y un medio apropiado para vivir.

Comensales: bacterias asociadas a otro ser vivo, sin desprenderse de esta relación , ni un beneficio, ni un perjuicio para el hospedador. Ejemplo de este tipo de bacterias podemos encontrarlo en las bacterias que viven sobre nuestra piel, alimentándose de células descamadas.

Muchas bacterias de este tipo son bacterias oportunistas, ya que pueden causar enfermedad en el hospedador cuando sufre una depresión en el funcionamiento de su sistema inmune.

E. coli

Diversos tipos de Bacterias

Parásitas: bacterias que sobreviven a expensas de otro ser al que causan un perjuicio. Ejemplo de este tipo de bacterias sería cualquiera de ellas que nos produzca una enfermedad.


Otro criterio de clasificación de bacterias hace referencia al consumo de oxígeno:

Bacterias aerobias: son aquellas que necesitan oxígeno para su metabolismo. Realizan la oxidación de la materia orgánica en presencia de oxígeno molecular, es decir, realizan la respiración celular.

Bacterias anaerobias: son aquellas que no utilizan oxígeno molecular en su actividad biológica. La obtención de energía la realizan mediante catabolismo fermentativo. Se pueden distinguir dos grupos dentro de ellas:

Bacterias anaerobias facultativas: pueden vivir en ambientes con oxígeno o sin él.

Bacterias anaerobias estrictas: sólo pueden sobrevivir en ambientes carentes de oxígeno. Como ejemplo, Clostridium, causante del tétanos.




Actividad 7 Interactivo

http://recursos.cnic...idades/act7.htm

REPRODUCCIÓN BACTERIANA

Bipartición

El mecanismo de reproducción habitual en bacterias es la bipartición. Mediante este mecanismo se obtienen dos células hijas, con idéntica información en el ADN circular, entre sí y respecto a la célula madre, y de contenido citoplásmico celular similar. Las células hijas son clones de la progenitora. Por este sistema de reproducción se puede originar una colonia de células con material idéntico; sin embargo, esto no ocurre debido al alto índice de mutaciones que se producen en las bacterias.

La bipartición se produce cuando la célula ha aumentado su tamaño y ha duplicado su ADN. El ADN bacteriano se une a un mesosoma, que separa el citoplasma en dos y reparte cada copia del ADN duplicado a cada lado. Al final del proceso el mesosoma se ha unido al resto de la membrana plasmática y se han formado dos células hijas genéticamente iguales.

Reproducción parasexual

En ocasiones, la célula bacteriana tiene la oportunidad de intercambiar información genética por procesos de recombinación. Estos procesos son la transformación, la transducción y la conjugación. En estos procesos no hay formación de ningún tipo de gametos, por lo que no es reproducción sexual.

Transformación

Fragmentos de ADN que pertenecían a células lisadas (rotas) se introducen en células normales. El ADN fragmentado recombina con el ADN de la célula receptora, provocando cambios en la información genética de ésta.

Transducción

Cuando una célula es atacada por un virus bacteriófago, la bacteria genera nuevas copias del ADN vírico. En la fase de ensamblaje se pueden introducir fragmentos de ADN bacteriano en la cápsida del virus. Los nuevos virus ensamblados infectarán nuevas células. Mediante este mecanismo, una célula podrá recibir ADN de otra bacteria e incorporar nueva información.

Conjugación

Este proceso se lleva a cabo si la célula presenta el plásmido F, que contiene la información genética para formar pili, puentes que sirven de unión citoplásmica entre dos bacterias. La célula que presenta el plásmido se denomina F+; la célula que no lo contiene se llama F-. La bacteria F+ (donadora de información) se une a una bacteria F- (receptora) mediante uno de sus pili. A través de él introduce una hebra del plásmido F, de forma que la bacteria F- se convierte en bacteria F+.

En ocasiones el plásmido se introduce en el anillo del ADN bacteriano. Entonces, la bacteria donadora se denomina Hfr (High frequency of recombination). De esta forma la bacteria Hfr puede donar a otras células cualquier gen de su ADN.

Conjugación

Actividad 8 Interactivo

http://recursos.cnic...idades/act8.htm

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PROTOZOOS

Los protozoos, según la clasificación de Margulis, están incluidos en el Reino de los Protoctistas.

Este Reino es un “cajón de sastre” que incluye individuos muy diversos.

Los protozoos son seres unicelulares, eucariotas, heterótrofos y microscópicos.

Tienen capacidad de movimiento, por eso responden de forma activa a los estímulos que se producen en el medio. Pueden tener vida libre o parásita. Los de vida libre requieren ambientes húmedos para su supervivencia pudiendo desarrollarse en el agua, el suelo o sobre plantas o animales. Su reproducción es, en la mayoría de los casos, por bipartición. Algunos grupos presentan ciclos sexuales donde se produce meiosis, con formación de gametos que conduce a la formación de un zigoto diploide.

Los grupos más importantes son Flagelados, Rizópodos, Esporozoos y Ciliados.

Flagelados, o Mastigóforos



Trypanosoma

Se los considera el grupo de protozoos más antiguo. Se caracterizan por presentar flagelos que utilizan para el desplazamiento. Pueden tener vida libre, en agua dulce o salada, presentándose en forma individual o en colonias. También existen grupos parásitos, entre ellos se pueden destacar los siguientes:

Trypanosoma gambiense y Tripanosoma rhodesiense: son individuos parásitos que producen la mortal “enfermedad del sueño”.

Tripanosoma cruzi: aparece en Sudamérica y produce el “mal de Chagas”.

Leishmania: presente en distintas partes del Mundo. Provoca enfermedades graves como el Kala-azar o fiebre negra.

Leishmania

Gonyaulax catenella: especie de vida libre que forma grandes agrupamientos de individuos. Estas agrupaciones reciben el nombre de “marea roja” y son alimento de bivalvos (mejillones). Estos protozoos producen una toxina inofensiva para los mejillones, pero en el hombre produce el “envenenamiento por mejillones” que puede producir la muerte.

Gonyaulax

Rizópodos, o Sarcodinos

Amoeba

Incluye protozoos muy sencillos cuya característica general es que forman pseudópodos para el desplazamiento, y como es típico de este grupo por eso es denominado desplazamiento amebiano, aplicándose a cualquier otro ser que se desplace de esta forma, por ejemplo al desplazamiento de los macrófagos.

Su estructura está formada por un citoplasma con núcleo y orgánulos no permanentes. Algunos grupos presentan una estructura externa dura llamada teca, que puede ser de carbonato cálcico como los Foraminíferos, o de sílice como los Radiolarios.

En este grupo aparecen individuos de vida libre y parásitos. Entre los más conocidos se encuentran:

Amoeba proteus: especie de vida libre.

Entamoeba histolytica: especie parásita que produce la disentería amebiana.

Entamoeba gingivalis: vive en la boca de mamíferos, es comensal.

Nummulites: foraminífero fósil .

Esporozoos


Plasmodium

Protozoos parásitos con una estructura muy simple, debido su forma de vida.

Viven en el interior de células, cavidades corporales o líquidos corporales. Atacan a todo tipo de animales causando enfermedades muy graves. Son capaces de formar esporas muy resistentes.

Los más representativos son:

Toxoplasma: Produce la toxoplasmosis, la gravedad de esta enfermedad depende del tejido que se vea afectado.

Plasmodium malarie y P. Falciparum: estas dos especies provocan la grave enfermedad de la malaria. En la actualidad es la enfermedad que provoca más muertes en el mundo.

Ciliados

Se piensa que es el grupo de protozoos más evolucionado. Presentan cilios distribuidos por toda la membrana celular o en localizaciones determinadas (en torno a la boca, periestomáticos). Los cilios sirven para el desplazamiento del individuo o para la captura de alimento.

La estructura del ciliado es compleja. Se puede distinguir una región deprimida, en cuyo final cual se presenta el citostoma y la citofaringe. Estas estructuras se continúan, en el interior del citoplasma, con las vesículas alimenticias que realizan un movimiento predeterminado por el citoplasma llamado Ciclosis. Las vacuolas pueden unirse a vacuolas contráctiles que expulsan agua y al citopigio o citoprocto, que es el ano celular.

Además, en el citoplasma se observa un macronúcleo que se encarga del control de la célula y un micronúcleo que actúa en la reproducción sexual que presenta este grupo.

Los ciliados pueden dividirse mediante reproducción asexual, por procesos de bipartición o gemación. También pueden reproducirse sexualmente mediante un proceso muy complejo denominado conjugación.


Ampliación de contenidos: la conjugación de ciliados

LA CONJUGACIÓN

La conjugación es un proceso de reproducción sexual que ocurre en ciliados. En este proceso se produce una meiosis y un posterior intercambio de información genética entre dos individuos.

Los pasos son los siguientes:

Fusión de dos paramecios.

Degeneración del macronúcleo.

El micronúcleo se divide por meiosis, generando cuatro micronúcleos y reduciendo su material genético.

Degeneración de tres de los micronúcleos. El otro micronúcleo se divide.

Un micronúcleo es intercambiado con el otro paramecio con el que se encuentra fusionado.

Los micronúcleos, el antiguo y el intercambiado, se fusionan.

El núcleo se divide y origina dos micronúcleos. Uno de ellos formará el macronúcleo por consecutivas duplicaciones de ADN. El otro se mantendrá en forma de micronúcleo.

Estos individuos tienen vida libre en aguas dulces, marinas o salobres. También aparecen algunas especies parásitas.

Los representantes más conocidos son:

Paramecium: ciliado que aparece en aguas dulces que contienen restos vegetales.

Vorticella: también aparece en aguas dulces. Se caracteriza por vivir fijo al sustrato. Es un individuo sésil. Utiliza los cilios para la captura de alimento.

Vorticella

Actividad de investigación: enfermedades por Tripanosomas

http://recursos.cnic...tripanosoma.htm

ENFERMEDADES POR TRIPANOSOMAS

Introducción

Existen protozoos de vida libre, pero otros, que son parásitos pueden producir enfermedades en el ser humano.

Descripción de la tarea

Te proponemos una tarea de investigación utilizando como herramienta la información que se puede obtener a través de Internet. Debes descubrir:

¿Qué es el mal de Chagas?

¿Quién produce la enfermedad del sueño?

¿Qué hace la mosca tsé-tsé?

¿En qué lugares del Mundo se producen estas enfermedades?

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Interactivos

Actividad 9
http://recursos.cnic...idades/act9.htm


Actividad 10
http://recursos.cnic...dades/act10.htm

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Microbiología

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ALGAS EUCARIOTAS

Las algas, al igual que los protozoos, están incluidas dentro del Reino de los Protoctistas. Estos individuos se caracterizan por ser autótrofos fotosintéticos; presentan clorofila a y otros pigmentos como carotenos, fucoxantina o ficobilinas. La estructura celular está rodeada por una pared de celulosa.

Las algas eucariotas unicelulares suelen presentar flagelos para realizar su desplazamiento. También aparecen flagelos en los individuos que forman colonias.

La forma de reproducción puede ser asexual, por bipartición, o sexual. En algunos grupos la reproducción sexual se realiza cuando las condiciones del medio son desfavorables. Los gametos que forman las algas son del tipo isogameto. En las especies macroscópicas suele aparecer la alternancia de generaciones con un esporofito y un gametofito. Otras algas pueden formar sincitios. Éstos se producen cuando un alga divide su núcleo pero no ocurre así con su citoplasma.

Estos seres pueden aparecer con formas unicelulares o en colonias donde se aprecia reparto de funciones.

Los grupos más representativos son Euglenofitas, Crisofitas, Dinoflagelados y Clorofitas.

Euglenofitas

Seres unicelulares de agua dulce. Presentan cloroplastos de triple membrana, no doble, con clorofila a y b. Estas algas presentan movilidad debido a que tienen flagelos.

Crisofitas

Algas pardo-amarillentas debido a la presencia de un pigmento denominado fucoxantina. Estos seres tienen paredes celulares muy rígidas que están formadas por celulosa y compuestos silíceos. A este grupo pertenecen las algas Diatomeas cuyos caparazones tapizan los fondos marinos.

Dinoflagelados

Son algas con pigmentos rojos aunque algunos individuos de este grupo carecen de pigmentos y son heterótrofos, parecen protozoos. Los Dinoflagelados junto con algunos Rizópodos (protozoos) son los responsables de las mareas rojas tóxicas.

Clorofitas

Son algas con un intenso color verde. Los individuos de este grupo pueden presentar vida libre o formas coloniales. En las formas coloniales puede existir una repartición del trabajo. También aparecen los sincitios, que son estructuras polinucleadas, formadas por fusión de varios individuos que comparten el citoplasma celular sin que exista membrana de separación entre ellos.

Existen dos divisiones más de algas, las algas pardas o Feofitas (Phaeophyta) y las algas rojas o Rodofitas (Rhodophyta) pero en estas divisiones aparecen solo individuos macroscópicos.

Algas Pardas. Feofitas

Algas Rojas. Rodofitas

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Actividad 11 Interactiva

http://recursos.cnic...dades/act11.htm

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HONGOS

Los hongos son organismos unicelulares o pluricelulares. Tienen nutrición heterótrofa. Los hongos son saprofitos, por lo que se alimentan de materia en descomposición; de ahí su relevancia dentro del ciclo de la materia. También aparecen individuos parásitos y otros simbiontes como los que forman los líquenes.

Las células de los hongos suelen presentar una pared formada por quitina u otro polisacárido como los glucanos.

La reproducción de los hongos puede ser de forma asexual mediante esporas a las que se denomina conidiospora. También puede ser de forma sexual mediante la formación de gametangios, que formarán esporas sexuales. Las esporas sexuales reciben un nombre distinto atendiendo al grupo al que pertenecen; así encontramos Ascosporas o Basidosporas, por ejemplo.


Dentro de los hongos microscópicos se pueden destacar los siguientes:

Mohos mucilaginosos

También se les conoce como hongos acuáticos. Algunos autores los incluyen dentro del grupo de los Protoctistas ya que son similares a las amebas y en la fase vegetativa pueden desplazarse con movimiento ameboide. El hábitat de estos hongos es el bosque húmedo con suelos fríos y ricos en materia en descomposición.

Se conocen dos tipos de mohos mucilaginosos, los mohos mucilaginosos celulares, que se asocian formando grupos de células y los mohos mucilaginosos acelulares, que están formados por un plasmodio (gran masa multinucleada producida por divisiones nucleares rápidas).

Estos mohos no presentan hifas, ni micelio. En condiciones desfavorables realizan reproducción sexual.

Levaduras

Se incluyen en el Reino de los Hongos. Son seres unicelulares; no forman hifas, ni micelio. Se reproducen asexualmente por gemación y sexualmente, formando Ascosporas.

Son importantes desde el punto de vista económico por ser las responsables de las fermentaciones, producir un gran número de antibióticos y provocar un número importante de enfermedades en vegetales.

Mohos filamentosos

Pertenecen al Reino de los Hongos. Están formados por filamentos pluricelulares llamados hifas, que se reúnen para formar un cuerpo o micelio. Las hifas pueden ser tabicadas, y se denominan hifas septadas, o no presentar tabiques, y reciben el nombre de hifas sifonadas.

Setas

Pertenecen al Reino de los Hongos. Presentan hifas que forman cuerpos fructíferos que son las setas, es decir la parte reproductora del hongo. Son seres macroscópicos, por lo que se escapan del tema de Microbiología.


Actividad 12

http://recursos.cnic...dades/act12.htm

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IMPORTANCIA BIOLÓGICA DE LOS MICROORGANISMOS

Los microorganismos cumplen papeles importantes en la regulación del ecosistema. Dada la abundancia de microorganismos unos actúan como saprófitos descomponiendo la materia, otros como autótrofos fijando gases atmosféricos, también podemos encontrarlos en simbiosis con otro ser vivo y por último, otros pueden comportarse como parásitos u oportunistas provocando enfermedades.

Los microorganismos autótrofos y los descomponedores juegan un papel crucial en la transformación de la materia, estando implicados en los Ciclos Geoquímicos del carbono, nitrógeno, hierro y azufre.

Los científicos han aplicado esta capacidad de transformación de la materia de los microorganismos en la lucha contra la contaminación del medio ambiente. Esta aplicación recibe el nombre de biorremediación. La biorremedaición consiste en utilizar la actividad biológica de los microorganismos para descontaminar una zona determinada. Así, se utilizan descomponedores para el tratamiento y depuración de aguas residuales. También se utilizan microorganismos para atacar, descomponer y hacer desaparecer manchas de petróleo en el mar o en las costas. Algunos microorganismos pueden ser utilizados para recuperar zonas muy contaminadas, cercanas a minas de carbón (Tiobacillus ferrooxidans).

Depuraroda de Agua

Por último hay que decir que los microorganismos son utilizados por la comunidad científica para aumentar el conocimiento sobre multitud de procesos biológicos, entre los que se pueden citar los siguientes:

• Estudios en las Rutas Metabólicas. Con ellos pueden conocerse los sustratos y productos de las reacciones y las enzimas que se encuentran implicados.
  
• Estudios sobre la estructura y composición del ADN y ARN. La forma de replicación del ADN, la transcripción y la traducción del ARN.
  
  
• Estudios acerca de la evolución mediante la comparación de ADN y ARN de distintos organismos.
  
  
• Mejora de cepas para el uso industrial.
  
  
• Mejora de cepas mediante biotecnología.

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ACTIVIDADES DE INVESTIGACIÓN

LOS LÍQUENES COMO EJEMPLO DE SIMBIOSIS



Introducción

Simbiosis es una relación entre dos especies distintas, que produce un beneficio para las dos.

Los líquenes son asociaciones entre un alga y un hongo.

Descripción de la tarea

Te proponemos una tarea de investigación utilizando como herramienta la información que se puede obtener a través de Internet. Debes descubrir:

¿En qué reino meterías a los Líquenes?

¿Qué tipos de algas pueden formar esta relación?

¿Qué beneficio aporta el alga al hongo?

¿Qué beneficio aporta el hongo al alga?

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Continuamos....



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LOS CICLOS GEOQUÍMICOS

La materia se transforma mediante la acción de los microorganismos. Así, ésta puede ser reutilizada. Los bioelementos circulan de forma cíclica desde la Atmósfera y la Hidrosfera hasta los organismos vivos y de ellos, de nuevo a la Atmósfera o a la Hidrosfera. Estos ciclos reciben el nombre de Ciclos Geoquímicos, que corresponden a los ciclos del carbono, nitrógeno, hierro y azufre. En cada ciclo, los bioelementos son utilizados con distintos grados de oxidación.

Ciclo del Carbono




Explicación del ciclo del Carbono

El carbono de la atmósfera, en forma de CO₂ es fijado por organismos fotosintéticos, como bacterias, algas cianofíceas, algas eucariotas y plantas. El CO₂ se transforma en glucosa. está glucosa puede convertirse en una molécula compleja (almidón, celulosa...), o bien, puede volver a la atmósfera mediante la respiración celular, transformando la glucosa, de nuevo, en CO_2. El organismo fotosintético puede ser ingerido por otro organismo, pasando a formar parte de la cadena trófica. Sobre la materia muerta y los desechos orgánicos actuarán los organismos descomponedores, que transformarán la materia orgánica en CO₂ que retornará a la atmósfera.

En condiciones de anaerobiosis, un grupo de bacterias llamadas, bacterias metanógenas, fijan el CO₂ formando CH_4. Esta molécula puede oxidarse otra vez a CO₂, completando el ciclo.

El Carbono se encuentra en la Atmósfera, la Hidrosfera, la Litosfera y la Biosfera. En la Atmósfera lo encontramos en forma de dióxido de carbono. Allí llega por distintas vías, como emisiones de gas de los volcanes, la combustión de carburantes y por los procesos biológicos de respiración celular o la descomposición.

En la Hidrosfera encontramos el Carbono disuelto en el agua en forma de CO₂ o precipitado en forma de sales de carbonato cálcico. En la Litosfera forma parte de las rocas carbonatadas, como las calizas.

Dentro de la Biosfera, el Carbono es el bioelemento fundamental de la mayoría de las biomoléculas. Así, forma gases, como el CO₂, o moléculas complejas, como el ADN. El Carbono, en los ecosistemas, se recicla.

Ciclo del Nitrógeno





Explicación del ciclo del Nitrógeno

El nitrógeno atmosférico, N₂, puede ser fijado por pocos microorganismos. Algunos de estos individuos pueden tener vida libre como las siguientes bacterias: Azotobacter (aerobio), Klebsiella (anaerobio facultativo), Clostridium (anaerobio estricto), y como algunos grupos de Cianofíceas. Otros viven en simbiosis como es el caso del género Rhizobium que vive en simbiosis con leguminosas.

Todos ellos fijan el nitrógeno atmosférico transformándolo en amoniaco, NH3, que es liberado al suelo. El amoniaco se oxida mediante el proceso de Nitrificación o es asimilado directamente por la planta en el caso de la simbiosis.

Cuando los organismos vivos mueren, las bacterias amonificantes (descomponedoras) transforman compuestos orgánicos y liberan al suelo NH3. El amoniaco así generado y liberado al suelo también sufre el proceso de Nitrificación.

La Nitrificación es realizada por dos tipos de bacterias, Nitrosomonas y Nitrobacter.

Nitrosomonas oxida el amoniaco y lo transforma en nitrito, NO₂^-.

Nitrobacter oxida el nitrito a nitrato, NO₃^-.

En forma de NO₃^- las plantas lo absorben del suelo incluyéndose así en la cadena trófica.

El nitrato puede retornar a la Atmósfera mediante el proceso de desnitrificación realizado por Pseudomonas. El NO^- es transformado a NO, NO₂ y N₂,que son expulsados de la célula hacia la Atmósfera.

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Actividad de investigación

RHIZOBIUM



Introducción

El Nitrógeno del aire puede ser fijado en la materia orgánica para construir aminoácidos o bases nitrogenadas.

Descripción de la tarea

Te proponemos una tarea de investigación utilizando como herramienta la información que se puede obtener a través de Internet. Debes descubrir:

Cultivos donde aparece Rhizobium.

Zonas donde se encuentra.

Repercusiones en la actividad económica.

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Ciclo del Hierro

El Hierro se encuentra en la Litosfera en dos estados, el férrico Fe3+ y ferroso Fe2+. Este bioelemento es utilizado por distintos seres vivos para formar las cadenas de citocromos y asociado a proteínas de transporte, como la Hemoglobina.

Determinadas bacterias anaerobias (Arqueobacterias) que viven en ambientes pantanosos, pobres en oxígeno, reducen el hierro férrico Fe3+ a ferroso Fe2+ que es asimilado por otros seres vivos ya que es más soluble.

En ambientes con oxígeno el catión ferroso pasa de forma espontánea a férrico.

Ciclo del Azufre

El Azufre es un bioelemento que forma parte de proteínas y heteropolisacáridos. Este bioelemento se encuentra en la Hidrosfera en forma de sulfato SO₄ ^2- y en la Litosfera en los minerales de sulfato y en los del sulfuro.

Muchos procariotas, algas, hongos y plantas son capaces de transformar el sulfato mediante un proceso de reducción. Así el azufre se incorpora a moléculas orgánicas como los aminoácidos.

Algunos grupos de bacterias (Desulfovibrio) devuelven el sulfuro al ambiente ya que lo utilizan como aceptor de electrones obteniendo energía para sus procesos metabólicos y producen H2S, que se libera a la Atmósfera. Esto se realiza en condiciones anaerobias como las que aparecen en las aguas pantanosas que son ricas en materia orgánica en descomposición y sulfatos.

Otras bacterias como Thiobacillus recuperan el H₂S, gracias a que son capaces de trasformar el ácido sulfhídrico en azufre elemental y después en sulfatos.




Interactivos

Actividad 13
http://recursos.cnic...dades/act13.htm


Actividad 14

Relaciona el número que corresponde a la reacción con el nombre del microorganismo que la realiza

Ciclo del nitrógeno

1 .- ?
2 .- ?
3 .- ?
4 .- ?

http://recursos.cnic...dades/act14.htm



Actividad 14 Bis Contiene un vídeo
http://recursos.cnic...o/nitrogeno.htm

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[Ge. Pe.]

Continuamos...




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LOS MICROORGANISMOS EN LOS PROCESOS INDUSTRIALES

Los microorganismos pueden actuar como productores o como contaminantes en los procesos industriales. Si son productores es importante conocer su ciclo vital, sus necesidades nutricionales o su comportamiento frente al oxígeno. Si el microorganismo es contaminante de un proceso industrial se estudia la forma de destruirlo sin dañar el resultado del proceso.

Saccharomyces

Microorganismos productores

Generalmente los microorganismos utilizados por la industria son las bacterias, aunque también existen procesos en los que actúan hongos y algas. El proceso industrial más extendido y conocido desde antiguo es la fermentación. En este proceso se oxida una molécula glucídica, en ausencia de oxígeno y se obtiene una molécula pequeña y algo de energía que el individuo utiliza para su supervivencia.

Las industrias fermentadoras que utilizan bacterias como productoras son las industrias lácteas, las productoras de encurtidos y la industria del vinagre.

Las industrias fermentadoras que utilizan levaduras (hongos) son las panificadoras y las industrias de bebidas alcohólicas como el vino, la cerveza o la sidra.


En los procesos industriales se trabaja con grandes volúmenes por ello es necesario contar con:

Grandes tanques donde se realiza el proceso de fermentación, los llamados fermentadores.

Nutrientes baratos y fácil de obtener.

Condiciones estériles, para que no se produzca contaminación en el interior del tanque.

Cepas “Clon” donde los individuos que actúan en el proceso con clones, esto es, individuos genéticamente idénticos.

Clones estables, que no muten.

Cepas estables, que no modifiquen su producción en condiciones industriales.

Eliminación de las cepas y de los subproductos de forma barata, fácil y rápida.

En la actualidad la industria farmacéutica invierte gran cantidad de recursos en la obtención de microorganismos productores estables. Estos se utilizan en la producción de alimentos, antibióticos, vacunas, vitaminas, hormonas...

Microorganismos como contaminantes

Candida

La industria alimenticia debe trabajar en condiciones asépticas para que no se desarrollen microorganismos contaminantes que pueden poner en peligro la salud del consumidor o pueden degradar el valor del producto alterando su color, olor o sabor, con lo que el proceso no sería rentable.

Para conseguir las mejores condiciones de producción se utilizan dos clases de métodos antimicrobianos, el método físico y el método químico.

Métodos físicos

Los agentes más utilizados son la temperatura y las radiaciones.

Con altas temperaturas se desnaturalizan las proteínas de forma que se destruyen los agentes patógenos. Los métodos industriales en los que se aplican las altas temperaturas son la pasteurización, el UHT con el que se esteriliza el alimento, el hervido y el escaldado.

Las bajas temperaturas también sirven, ya que se inhibe el crecimiento de microorganismos y se puede matar por congelación a algún tipo de parásito.

Las radiaciones UV son muy utilizadas sobre los alimentos ya que pueden alterar el ADN de un ser vivo y provocar su muerte sin alterar las cualidades organolépticas de los alimentos.

Métodos químicos

Se utilizan desinfectantes y antisépticos para tratar utensilios que estén en contacto con los alimentos y puedan provocar contaminación en ellos. Una vez aplicados estos métodos, se realiza un análisis microbiológico del alimento.

Se realiza una toma de muestra al azar. Sobre ella se realizan las siguientes pruebas:

Observación de la muestra a microscopía, para detectar microorganismos.

Cultivo de la muestra en distintos medios y observación de crecimiento microbiano.

Conteo de colonias crecidas en los medios de cultivo.

Determinación de los microorganismos presentes en el cultivo mediante pruebas microbiológicas.

Bacterias

Actividad de investigación: Pasteurización y UHT

PASTEURIZACIÓN Y UHT

Introducción

Los alimentos se estropean por la existencia de microorganismos. Debemos buscar sistemas de conservación que no afecten a nuestra salud.

Descripción de la tarea

Te proponemos una tarea de investigación utilizando como herramienta la información que se puede obtener a través de Internet. Debes descubrir:

¿En qué consiste la pasteurización?
¿En qué consiste el sistema UHT?

Diferencias entre los dos sistemas.


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Actividad 15

http://recursos.cnic...dades/act15.htm

Tipos de agentes infecciosos

Las enfermedades infecciosas pueden ser producidas por los virus, como el de la gripe, las bacterias, como la que produce la meningitis, los protozoos, como el de la malaria, y por los hongos, como el responsable de la tiña.

En la actualidad se conocen nuevos agentes infecciosos como los Priones responsables de la enfermedad de Creutzfeldt – Jacob u otras encefalopatías espongiformes.

Transmisión de los agentes infecciosos

Los agentes infecciosos pueden ser transmitidos mediante contacto directo o indirecto.



Transmisión por contacto directo

• Heridas en la piel, ej. Clostridium tetani.
• Via sexual, ej. Virus VHI.
• Via parental de madre a feto,ej. virus de la hepatitis.

Transmisión por contacto indirecto, utilizando un agente transportador

• Por el aire, mediante gotitas (aerosoles) de humedad o por partículas de polvo.
• Por el agua y alimentos contaminados debido a la existencia de malas condiciones sanitarias o higiénicas en la manipulación.
• Por animales, a los que se denomina vectores y son los reservorios de la infección.

Las enfermedades por agentes patógenos se tratan con quimioterapia, utilizando sustancias químicas que actúan de forma más o menos selectiva sobre los patógenos.

Los patógenos deben tratarse con la quimioterapia adecuada. Así, los antibióticos no podrán actuar en una enfermedad producida por un virus.

En toda sociedad es importante el control de las enfermedades infecciosas para prevenirlas o impedir su extensión. Para ello es necesario conocer el número de casos en un periodo de tiempo, la Incidencia y el número de casos en un momento dado, la Prevalencia. En ocasiones la aparición de un solo caso debe ser publicado urgentemente, es el caso de enfermedades como la peste, el cólera, la rabia, el ébola...


Las enfermedades pueden ser clasificadas atendiendo a los casos producidos o al área de distribución en:

• Epidemia, cuando la enfermedad infecciosa afecta a un número elevado de la población en un tiempo corto. Suelen producir un gran número de muertes. Un ejemplo es la Viruela o la gripe.
  
  
• Endemia, si la enfermedad afecta a las personas de una determinada región, en una época dada. No suele producirse un gran número de casos. La malaria es un ejemplo de endemia, se produce un zonas tropicales y en épocas de lluvia.
  
  
• Pandemia, son epidemias que afectan a un gran número de individuos en poco tiempo y en una región muy grande. Por ejemplo en el año 2003 se produjeron un gran número de casos del SARS, o neumonía asiática atípica.
  

Actualmente, y gracias a la quimioterapia, las vacunas, la higiene y la educación preventiva, disminuye o se controla un gran número de enfermedades infecciosas. Pero en la otra cara de la moneda aparecen nuevos agentes patógenos que deben ser estudiados para poder tratar las enfermedades que producen.


Actividad 16

http://recursos.cnic...dades/act16.htm

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IDEAS FUNDAMENTALES

1ª La Microbiología surge por la necesidad de entender el origen de las enfermedades. Su desarrollo se debe a los avances científicos y tecnológicos.

2ª La Taxonomía clasifica los diversos grupos de microorganismos que estudia la Microbiología.

3ª Los virus no son seres vivos. Están formados por una cubierta proteica y un ácido nucleico.

4ª Los ciclos de infección en los virus son el ciclo lítico y el ciclo lisogénico.

5ª Las bacterias son seres procariotas, unicelulares y colonizan todos los ecosistemas.

6ª La reproducción bacteriana se reproduce de forma asexual por bipartición. Algunas bacterias presentan mecanismos de reproducción parasexual.

7ª Los protozoos son seres eucariotas, unicelulares, heterótrofos, con capacidad de movimiento.

8ª Los protozoos se clasifican en grupos, atendiendo a los sistemas que utilizan para desplazarse o el modo de vida que presentan.

9ª Las algas eucariotas unicelulares son seres fotosintéticos. Realizan la fotosíntesis utilizando distintos tipos de pigmentos.

10ª Los hongos son un grupo muy diverso de seres vivos. Son eucariotas, unicelulares o pluricelulares, heterótrofos y sin capacidad de movimiento.

11ª Los microorganismos autótrofos y los descomponedores son los encargados de reciclar la materia en los Ciclos Geoquímicos de los ecosistemas.

12ª Los microorganismos pueden intervenir el procesos industriales, produciendo sustancias aprovechables por los humanos. Otros microorganismos pueden ser contaminantes de estos mismos procesos, con el consiguiente perjuicio.

13ª Muchos microorganismos son patógenos. Su patogenicidad viene determinada por los factores de virulencia del microorganismo. El tratamiento médico es específico para cada tipo de microorganismo.

14ª Los microorganismos son aprovechables como biorremediadores, es decir, se pueden utilizar para resolver problemas medioambientales y de gestión de residuos.

Mapa Conceptual

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Unidad completa

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Conceptos....


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ADENOVIRUS

Adenovirus, denominación común de un grupo de pequeños virus que contienen ácido desoxirribonucleico (ADN) de doble cadena y parasitan las células animales; provocan el resfriado común y otras infecciones de las vías respiratorias altas en el hombre y diversos trastornos en los animales; también transforman las células normales en tumorales. La partícula de adenovirus es un icosaedro (poliedro de 20 caras). Carece de envoltura externa, pero está rodeado por una capa o cápsida de unidades proteicas llamadas capsómeros dispuestas de manera regular. Tiene un núcleo de ADN de doble cadena con 35.000 bases y un peso molecular de aproximadamente 20 millones. Los adenovirus se desarrollan dentro del núcleo de la célula infectada, donde se replican y adoptan una disposición ‘cristalina’. El adenovirus libera el núcleo de ADN y las proteínas víricas en el núcleo hospedante, donde las enzimas ayudan a sintetizar ARN mensajero vírico, a pesar de ser una ADN polimerasa codificada por el virus la que copia el ADN vírico. Esto induce la síntesis de todos los componentes del virus, que se ensamblan y abandonan la célula para infectar otras. Una de las proteínas víricas sintetizadas de esta forma altera la síntesis del ARN celular, lo que transforma la célula en cancerosa y causa la formación de tumores. El virus se libera cuando se rompe la envoltura nuclear y a continuación se disgrega toda la célula.

La investigación médica ha tratado de controlar la capacidad de penetrar en las células humanas que tienen los adenovirus. Se han desarrollado aerosoles nasales con adenovirus inactivados, tratados de manera que no puedan reproducirse, como vectores para transferir genes a las células humanas y así compensar defectos genéticos. El gen de la proteína de membrana transportadora de cloro (CFTR), cuya deficiencia es el origen de la fibrosis quística en humanos, se ha transferido clínicamente de esta forma. Los adenovirus se están usando también como vectores de vacunas (véase Inmunización). Pero la inflamación y la producción de anticuerpos por parte del paciente han limitado la eficacia de esta nueva tecnología, aunque la administración de determinados interferones junto con el adenovirus palía estos inconvenientes.

ARBOVIRUS

Arbovirus, grupo heterogéneo de virus que producen la inflamación y degeneración del hígado. El material genético que portan suele ser ácido ribonucleico o ARN pero algunos tienen ADN. El reservorio y vector de propagación de muchos arbovirus son los artrópodos. El mosquito Aedes aegypti lleva el virus en las glándulas salivares y lo transmite a la personas por la picadura. El virus destruye las células hepáticas, los pigmentos biliares van a la sangre y aparece la ictericia. Se produce así la fiebre amarilla. Otros arbovirus producen hepatitis; además de inflamación del hígado hay alteración del metabolismo de las proteínas y de las grasas; también puede haber ictericia. La transmisión de este tipo de virus puede ser vía oral o por inyección intravenosa. Hay varios antígenos virales; los más comunes son los de las hepatitis A y B.

ARQUEBACTERIAS

Arquebacterias, también arqueobacterias o arquibacterias, nombre común de un grupo de microorganismos unicelulares procariotas (que no presentan el material genético contenido en un núcleo rodeado de membrana celular), muchos de los cuales no requieren oxígeno ni luz solar para vivir. Antes del descubrimiento de las arquebacterias, los científicos dividían todos los seres vivos en procariotas (organismos sin núcleo celular), que incluían fundamentalmente las bacterias; y eucariotas (organismos con núcleo celular), que incluían los hongos, las plantas y los animales.

Las arquebacterias fueron inicialmente agrupadas con las bacterias ya que, al igual que ellas, carecen de núcleo definido. Sin embargo, investigaciones recientes han demostrado que las arquebacterias tienen una composición genética distinta a la de las bacterias y, en algún sentido, las arquebacterias se parecen más a los organismos eucariotas (o eucariontes). Los estudios genéticos han puesto de manifiesto que las arquebacterias comparten un ancestro común más reciente con los eucariontes que con las bacterias. Por otro lado, los lípidos de las membranas de las arquebacterias difieren de los que poseen las células eucariotas y las eubacterias. La composición de sus paredes celulares es distinta también a la de las bacterias, porque carecen de peptidoglucano. Por esa razón, los científicos han propuesto la clasificación de estos microorganismos en un grupo o dominio de seres vivos llamado Archaea. Los otros dos dominios serían Bacteria (incluye también organismos procariontes) y Eukarya (organismos eucariontes).

Las arquebacterias viven a menudo en ambientes extremos, inhóspitos para cualquier otro ser vivo, como lugares con temperaturas muy altas (termófilos), salinidad extrema (halófilos), pH bajo (acidófilos) o baja concentración de oxígeno. Ciertas arquebacterias viven en manantiales de agua sulfurosa, con temperaturas por encima de los 60 ºC y con un pH bajo, con valores entre 2 y 3 de pH; incluso pueden sobrevivir con un valor 0,9 de pH. Otras especies presentan propiedades bioquímicas poco comunes, como el grupo de bacterias metanogénicas que producen metano como parte de su metabolismo energético.

Clasificación científica: las arquebacterias o arquibacterias componen el dominio Archaea.

Arquebacteria

Las arquebacterias constituyen un grupo de bacterias adaptado a vivir en condiciones extremas. La especie Methanospirillum hungatii es una arquebacteria metanogénica Gram negativa presente en ambientes carentes de oxígeno. Estas bacterias producen metano a partir de dióxido de carbono e hidrógeno. En la fotografía aparece la bacteria en fase de escisión, es decir, mientras se está dividiendo para dar lugar a dos células hijas.

Dr. Kari Lounatmaa/Science Photo Library/Photo Researchers, Inc.

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Cómo citar estos artículos:
"Arbovirus, Adenovirus", Arquebacterias" Enciclopedia Microsoft® Encarta® Online 2008
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Más sobre virus...


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HANTAVIRUS


1. - INTRODUCCIÓN

Hantavirus, nombre que reciben los virus del género Hantaanvirus, que forma parte de la familia Bunyaviridae (véase Bunyavirus); infectan a los vertebrados (animales con columna vertebral, incluido el hombre).

A diferencia de casi todos los miembros de esta familia, que son transportados por mosquitos, chinches y pulgas, los hantavirus utilizan como vectores roedores específicos y se transmiten directamente de hospedante a hospedante por medio de la saliva, la orina o las heces cargadas de virus.

El hombre se contagia por exposición a las excreciones secas de roedores infectados.

Causan dos enfermedades humanas: fiebre hemorrágica con síndrome renal, que normalmente cursa con lesiones renales; y síndrome de malestar respiratorio agudo, que cursa con lesiones pulmonares.

Los hantavirus son esféricos, de 90 a 100 nanómetros (nm) de diámetro (1 nanómetro es una milmillonésima de metro). Están formados por una cápsula cubierta de púas que rodea tres unidades circulares de ácido ribonucleico (ARN) envueltas en proteína. Aunque recientemente se han identificado muchos hantavirus, su verdadero número y el potencial patológico que presentan son probablemente muy superiores a lo que ahora se cree.

2. - VIRUS HANTAAN

La primera enfermedad humana atribuible a una infección por hantavirus es la fiebre hemorrágica con síndrome renal, identificada a principios de la década de 1950 durante la guerra de Corea.

Miles de soldados estadounidenses sufrieron una enfermedad misteriosa caracterizada por fiebre, dolores de cabeza, hemorragias e insuficiencia renal aguda. Pese a la abundante investigación, la causa no se descubrió hasta 26 años después, cuando en 1976 se aisló un virus nuevo llamado Hantaan en un ratón de campo de Corea.

La fiebre hemorrágica con síndrome renal es muy común en Extremo Oriente, sobre todo en China y Corea. Presenta dos exacerbaciones estacionales asociadas con la recolección del trigo en verano y la del arroz a finales de otoño.

En estas épocas, las poblaciones de roedores que sirven de hospedantes al virus alcanzan su número máximo y los campos están llenos de polvo que contiene excrementos secos cargados de virus. La infección es mortal en aproximadamente el 5 o el 10% de los casos. Hay una variante más benigna causada por el virus Seúl y transmitida por las ratas; se ha observado en Japón, Corea, China y Estados Unidos, sobre todo en puertos de mar, donde las ratas son abundantes. Los síntomas son menos graves e incluyen nefritis o inflamación de los riñones.

3. - VIRUS SIN NOMBRE

En 1993 se identificó en el suroeste de Estados Unidos una nueva enfermedad causada por hantavirus y llamada inicialmente “enfermedad de las cuatro esquinas”, porque se descubrió en la zona en que se unen Arizona, Nuevo México, Colorado y Utah. El agente causante se bautizó como virus Sin Nombre, por el lugar de Nuevo México donde se detectó. Las víctimas de este virus presentaban síntomas parecidos a los de la gripe —fiebre, dolores musculares, tos y dolor de cabeza— que se agravaban rápidamente. En los pulmones se acumulaban líquidos y leucocitos que provocaban hipoxia (baja concentración de oxígeno en la sangre), choque y, en muchos casos, la muerte por un tipo de insuficiencia pulmonar llamada síndrome de malestar respiratorio agudo y síndrome pulmonar por hantavirus. Poco después se descubrieron nuevos casos en otros estados.

A finales de 1995 ya se habían confirmado 123 casos en 23 estados, con una tasa de mortalidad del 51%. La enfermedad se identificó en Canadá, Brasil, Venezuela y Argentina.

La búsqueda de la causa de este misterioso mal comenzó con una investigación epidemiológica clásica, con entrevistas a los supervivientes y a las personas que habían entrado en contacto con las víctimas. Las muestras de sangre tomadas a éstas contenían anticuerpos contra hantavirus, lo que indicaba que habían estado expuestas a estos virus y que esta exposición había iniciado una respuesta inmunitaria. Para demostrar que el agente causante de la muerte de las víctimas era un hantavirus se utilizó la reacción en cadena de la polimerasa, una técnica que permite amplificar rápidamente fragmentos de ADN. Una vez amplificados, se aplican métodos específicos para identificar el virus.

De este modo se confirmó que en los tejidos de las víctimas había hantavirus y se determinó que la enfermedad la había causado un virus de este tipo desconocido hasta la fecha.

Se compararon muestras de hantavirus procedentes de distintos lugares y se demostró que en Estados Unidos había varios que no se conocían. Se determinó la estructura genética completa de Sin Nombre y se crearon pruebas diagnósticas. Se están utilizando los mismos métodos para tratar de desarrollar una vacuna (véase Inmunización).

El principal hospedante del virus Sin Nombre en el suroeste de Estados Unidos es el ratón Peromyscus maniculatus. En extensas zonas de esta parte del país están infectados entre el 10 y el 35% de los animales de esta especie, y en algunos lugares hasta el 80% son portadores del virus.

El virus Sin Nombre, como otros hantavirus, no afecta al roedor hospedante. Se acumula en la saliva, la orina y las heces durante muchas semanas, quizá durante toda la vida del animal. El hombre se contagia cuando inhala polvo que contiene excreciones secas del roedor. Sin Nombre y otros hantavirus recientemente descubiertos viven probablemente en la zona oeste de Estados Unidos, hábitat del ratón que les sirve de hospedante, desde hace mucho tiempo. Se detectó en 1993 a consecuencia del elevado número de víctimas que causó después de dos inviernos muy húmedos; estas condiciones hicieron que aumentasen mucho las reservas de alimento y la población de roedores, y con ésta la incidencia de la enfermedad.

4. - PREVENCIÓN

El riesgo de infección por hantavirus se puede reducir impidiendo que los roedores vivan en las viviendas humanas o en sus proximidades. Las madrigueras y excrementos se deben impregnar con un desinfectante antes de destruirlos.

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Síndrome del malestar respiratorio agudo

El síndrome del malestar respiratorio agudo es una de las dos enfermedades causadas al hombre por los hantavirus. El polvo de las heces de roedores infectados por el virus es arrastrado por el viento e inhalado. El virus penetra en los pulmones e inicia la infección. En el curso de una semana se declara un cuadro parecido al de la gripe seguido de acumulación de líquido y leucocitos en los pulmones, lo que provoca insuficiencia respiratoria y la muerte.

© Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos.

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Como citar este artículo
"Hantavirus," Enciclopedia Microsoft® Encarta® Online 2008
http://mx.encarta.msn.com © 1997-2008 Microsoft Corporation.
Reservados todos los derechos.

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HEPADNAVIRUS

Hepadnavirus, grupo de virus que constituye la familia Hepadnaviridae, cuyo genoma está formado por ácido desoxirribonucleico (ADN). Causan hepatitis tanto en el ser humano como en otras especies animales.

En este grupo se incluye el virus de la hepatitis B (VHB) del hombre y de otras especies, el cual causa este tipo de hepatitis, antes conocida como hepatitis sérica. En 1965 el médico estadounidense Baruch Blumberg describió una partícula con actividad antigénica, a la que llamó antígeno Australia (Au) al descubrirla en sangre de un aborigen australiano que había recibido varias transfusiones, después se denominaría antígeno asociado con la hepatitis (HAAB). Más tarde, se aislaron otro tipo de partículas más grandes llamadas partículas de Dane, en honor a uno de sus descubridores, que parece ser que representan al virus. La estructura de estas partículas es esférica, formada por un core o nucleoide de unos 27 nm, que contiene ADN bicatenario, circular y pequeño, y una ADN-polimerasa. Posee un antígeno específico denominado antígeno del core (HbcAg). Todo ello está rodeado de una envuelta que hace que el diámetro del virión sea de unos 40 nanómetros. Además, en la parte externa del virión están situados otros antígenos, denominados antígenos de superficie o HbsAg, que corresponden a los descubiertos entonces por Blumberg. También se ha descrito otro antígeno soluble que se conoce como HbeAg.

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HERPESVIRUS

Herpesvirus, grupo numeroso de virus que constituye la familia Herpesviridae, cuyo genoma está formado por ácido desoxirribonucleico (ADN) de doble cadena lineal. Son virus animales que infectan a una variedad de mamíferos (incluido el hombre), aves, anfibios, reptiles y peces.

Los herpesvirus son muy parecidos en estructura y morfología. La estructura interna del virión está formada por un núcleo de ADN que rodea a una proteína central. Todo ello está englobado en una cápsida icosaédrica compuesta de 162 capsómeros (12 pentaméricos y 150 hexaméricos). Poseen una doble capa proteica entre la cápsida y la envuelta, de espesor y distribución variables. La envuelta es una membrana trilaminar con espículas glicoproteicas.


La familia se divide en tres subfamilias:

Alphaherpesvirinae, Betaherpesvirinae y Gammaherpesvirinae.


A la primera pertenecen el herpesvirus simple tipo 1, el tipo 2 y el varicela-zóster.

El primero de ellos produce el herpes labial, el segundo es el causante del herpes genital y el tercero causa la varicela y el herpes zóster o zona.

La subfamilia Betaherpesvirinae incluye a los citomegalovirus, causantes de una enfermedad de inclusión citomegálica.

Por último, el virus de Epstein-Barr, prototipo de la tercera subfamilia, es el agente causal de la mononucleosis infecciosa, aunque también se le relaciona con otras enfemedades como el linfoma de Burkitt y el carcinoma nasofaríngeo.

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Fotos de Herpes en:

http://www.geocities...virus/virus.htm

http://www.abcpedia....pes-genital.htm


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CITOMEGALOVIRUS

Citomegalovirus, grupo de virus que se consideran una subfamilia dentro de la familia de los herpesvirus (Herpesviridae).

Son agentes causales de una afección conocida como enfermedad de inclusión citomegálica (aparece en el hombre y en ciertas especies animales) y del síndrome mononucleósico (muy parecido a la mononucleosis infecciosa).

Los citomegalovirus son virus icosaédricos, grandes, de unos 180 a 200 nm de diámetro, con envuelta lipídica. El material genético es ácido desoxirribonucleico (ADN) bicatenario. Producen lesiones de desarrollo lento e inclusiones intranucleares o intracitoplásmicas en las células afectadas, las cuales se redondean y aumentan de tamaño, lo que se denomina citomegalia. Se denomina ‘ojo de lechuza’ u ‘ojo de gallo’ al aspecto de la célula infectada. Poseen un ciclo de replicación superior a las 24 horas.

La mayoría de las infecciones en el hombre producidas por citomegalovirus son asintomáticas; sin embargo, los individuos con mayor riesgo de padecer la enfermedad son los infectados por vía perinatal, los inmunodeprimidos y los que han sufrido algún tipo de transfusión sanguínea o trasplante de órganos. La infección puede ocurrir por diferentes vías: aérea, sanguínea transplacentaria, orina, leche materna, saliva y secreciones genitales.

FILOVIRUS

Filovirus, virus de la familia Filoviridae, a la cual pertenecen el virus de Ébola y el virus de Marburg. Son causantes de cuadros clínicos similares a las fiebres hemorrágicas virales en el hombre.

Los viriones son filamentos pleomórficos (que tienen diferentes formas), parecidos a bacilos, de anchura constante y longitud distinta. Su genoma está constituido por ácido ribonucleico (ARN).

Estos virus se introdujeron en tres ciudades europeas, Frankfurt del Main, Belgrado y Marburgo (en alemán, Marburg; de ahí el nombre de uno de ellos), a través de monos verdes africanos, que se utilizaban en experimentos encaminados a la obtención de vacunas. Como consecuencia, en 1967 hubo una epidemia en Europa, y en 1975 hubo varios casos de la misma enfermedad en Sudáfrica. Al año siguiente, en 1976, hubo dos epidemias, una en Zaire (actual República Democrática del Congo) y otra en Sudán. Fue entonces cuando se identificó el virus de Ébola.

Ambos virus son similares en su morfología, pero distintos serológicamente (presentan diferentes antígenos). Su transmisión se produce por secreciones respiratorias, sangre, orina, líquidos corporales y semen. Debido a cambios vaculares que ocurren en los órganos se producen lesiones en éstos, que dan lugar a hemorragias.

El periodo de incubación de las enfermedades generadas por estos virus es de 4 a 16 días; las manifestaciones clínicas son comienzo súbito, fiebre, cefalea y mialgias, después vómitos, diarrea y náuseas. Se debe mantener aislados a los enfermos para evitar el contagio y se ha recurrido al interferón para su tratamiento terapéutico.

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Como citar estos artículos:

"Citomegalovirus," Enciclopedia Microsoft® Encarta® Online 2008
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"Filovirus," Enciclopedia Microsoft® Encarta® Online 2008
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Reservados todos los derechos.

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Virus de Ébola

Es un filovirus con forma de hilo largo y retorcido. Puede provocar la fiebre hemorrágica de Ébola, una enfermedad nueva que cursa con fiebre alta y hemorragias internas masivas. Durante un brote que afectó al Zaire en 1995, murieron tres de cada cuatro personas infectadas.

Sygma

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1.- INTRODUCCIÓN AL CONCEPTO Y CONTENIDO DE LA MICROBIOLOGÍA

La Microbiología se puede definir, sobre la base de su etimología, como la ciencia que trata de los seres vivos muy pequeños, concretamente de aquellos cuyo tamaño se encuentra por debajo del poder resolutivo del ojo humano. Esto hace que el objeto de esta disciplina venga determinado por la metodología apropiada para poner en evidencia, y poder estudiar, a los microorganismos. Precisamente, el origen tardío de la Microbiología con relación a otras ciencias biológicas, y el reconocimiento de las múltiples actividades desplegadas por los microorganismos, hay que atribuirlos a la carencia, durante mucho tiempo, de los instrumentos y técnicas pertinentes. Con la invención del microscopio en el siglo XVII comienza el lento despegue de una nueva rama del conocimiento, inexistente hasta entonces. Durante los siguientes 150 años su progreso se limitó casi a una mera descripción de tipos morfológicos microbianos, y a los primeros intentos taxonómicos, que buscaron su encuadramiento en el marco de los “sistemas naturales” de los Reinos Animal y Vegetal.

El asentamiento de la Microbiología como ciencia está estrechamente ligado a una serie de controversias seculares (con sus numerosas filtraciones de la filosofía e incluso de la religión de la época), que se prolongaron hasta finales del siglo XIX. La resolución de estas polémicas dependió del desarrollo de una serie de estrategias experimentales fiables (esterilización, cultivos puros, perfeccionamiento de las técnicas microscópicas, etc.), que a su vez dieron nacimiento a un cuerpo coherente de conocimientos que constitituyó el núcleo aglutinador de la ciencia microbiológica. El reconocimiento del origen microbiano de las fermentaciones, el definitivo abandono de la idea de la generación espontánea, y el triunfo de la teoría germinal de la enfermedad, representan las conquistas definitivas que dan carta de naturaleza a la joven Microbiología en el cambio de siglo.

Tras la Edad de Oro de la Bacteriología, inaugurada por las grandes figuras de Pasteur y Koch, la Microbiología quedó durante cierto tiempo como una disciplina descriptiva y aplicada, estrechamente imbricada con la Medicina, y con un desarrollo paralelo al de la Química, que le aportaría varios avances metodológicos fundamentales. Sin embargo, una corriente, en principio minoritaria, dedicada a los estudios básicos centrados con ciertas bacterias del suelo poseedoras de capacidades metabólicas especiales, incluyendo el descubrimiento de las que afectan a la nutrición de las plantas, logró hacer ver la ubicuidad ecológica y la extrema diversidad fisiológica de los microorganismos. De esta forma, se establecía una cabeza de puente entre la Microbiología y otras ciencias biológicas, que llegó a su momento decisivo cuando se comprobó la unidad química de todo el mundo vivo, y se demostró, con material y técnicas microbiológicas que la molécula de la herencia era el ADN. Con ello se asiste a un íntimo y fértil intercambio entre la Microbiología, la Genética y la Bioquímica, que se plasma en el nacimiento de la Biología Molecular, base del espectacular auge de la Biología desde mediados del siglo XX.

Por otro lado, el “programa” inicial de la Microbiología (búsqueda de agentes infectivos, desentrañamiento y aprovechamiento de los mecanismos de defensa del hospedador) condujeron a la creación de ciencias subsidiarias (Virología, Inmunología) que finalmente adquirieron su mayoría de edad y una acentuada autonomía.

Por último, la vertiente aplicada que estuvo en la base de la creación de la Microbiología, mantuvo su vigencia, enriquecida por continuos aportes de la investigación básica, y hoy muestra una impresionante “hoja de servicios” y una no menos prometedora perspectiva de expansión a múltiples campos de la actividad humana, desde el control de enfermedades infecciosas (higiene, vacunación, quimioterapia, antibioterapia) hasta el aprovechamiento económico racional de los múltiples procesos en los que se hallan implicados los microorganismos (biotecnologías).

Así pues, la sencilla definición con la que se abrió este apartado, escondía todo un cúmulo de contenidos y objetos de indagación, todos emanados de una peculiar manera de aproximarse a la porción de realidad que la Microbiología tiene encomendada. En las próximas páginas ampliaremos y concretaremos el concepto al que hemos hecho rápida referencia. Realizaremos un recorrido por el desarrollo de la Microbiología a lo largo de su historia, que nos permitirá una visión concreta de algunos de sus característicos modos de abordar su objeto de estudio; finalmente, estaremos en disposición de definir este último, desglosado como objeto material y formal.

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2 .- DESARROLLO HISTÓRICO DE LA MICROBIOLOGÍA.

La Microbiología, considerada como una ciencia especializada, no aparece hasta finales del siglo XIX, como consecuencia de la confluencia de una serie de progresos metodológicos que se habían empezado a incubar lentamente en los siglos anteriores, y que obligaron a una revisión de ideas y prejuicios seculares sobre la dinámica del mundo vivo.

Siguiendo el ya clásico esquema de Collard (l976), podemos distinguir cuatro etapas o periodos en el desarrollo de la Microbiología:
Primer periodo, eminentemente especulativo, que se extiende desde la antigüedad hasta llegar a los primeros microscopistas.

Segundo periodo, de lenta acumulación de observaciones (desde l675 aproximadamente hasta la mitad del siglo XIX), que arranca con el descubrimiento de los microorganismos por Leeuwenhoek (l675).

Tercer periodo, de cultivo de microorganismos, que llega hasta finales del siglo XIX, donde las figuras de Pasteur y Koch encabezan el logro de cristalizar a la Microbiología como ciencia experimental bien asentada.

Cuarto periodo (desde principios del siglo XX hasta nuestros días), en el que los microorganismos se estudian en toda su complejidad fisiológica, bioquímica, genética, ecológica, etc., y que supone un extraordinario crecimiento de la Microbiología, el surgimiento de disciplinas microbiológicas especializadas (Virología, Inmunología, etc), y la estrecha imbricación de las ciencias microbiológicas en el marco general de las Ciencias Biológicas. A continuación se realiza un breve recorrido histórico de la disciplina microbiológica, desglosando los períodos 3º y 4º en varios apartados temáticos.

2.1 .- PERIODO PREVIO AL DESCUBRIMIENTO DEL MICROSCOPIO

Si bien el descubrimiento efectivo de seres vivos no visibles a simple vista debió aguardar hasta el último tercio del siglo XVII, sus actividades son conocidas por la humanidad desde muy antiguo, tanto las beneficiosas, representadas por las fermentaciones implicadas en la producción de bebidas alcohólicas, pan y derivados lácteos, como las perjudiciales, en forma de enfermedades infecciosas.

Diversas fuentes escritas de la antigüedad griega y romana hablan de gérmenes invisibles que transmiten enfermedades contagiosas. Lucrecio (96-55 a.C.), en su “De rerum natura” hace varias alusiones a “semillas de enfermedad”. En el Renacimiento europeo, Girolamo Frascatorius, en su libro “De contagione et contagionis” (1546) dice que las enfermedades contagiosas se deben a “gérmenes vivos” que pasan de diversas maneras de un individuo a otro. Estos inicios de explicación que renunciaban a invocar causas sobrenaturales fueron probablemente catalizados por la introducción en Europa de la sífilis, una enfermedad en la que estaba clara la necesidad de contacto para su contagio. Pero la “cosa” que se transmite en la enfermedad siguió siendo objeto de conjeturas durante mucho tiempo.

2.2 .- EL PERIODO DE LOS PRIMEROS MICROSCOPISTAS.

Ya en el siglo XIV, con la invención de las primeras lentes para corregir la visión, surgió una cierta curiosidad sobre su capacidad de aumentar el tamaño aparente de los objetos. En el siglo XVI surgieron algunas ideas sobre aspectos de la física óptica de las lentes de aumento, pero no encontraron una aplicación inmediata. Se dice que Galileo hizo algunas observaciones “microscópicas” invirtiendo su telescopio a partir de lentes montadas en un tubo, pero en cualquier caso está claro que no tuvieron ninguna repercusión.

La primera referencia segura sobre el microscopio (1621) se debe a Constantijn Huygens, quien relata que el inglés Cornelis Drebbel tenía en su taller un instrumento magnificador, que recibió el nombre de microscopium en l625, en la Accademia dei Lincei, de Roma.

Antonie van Leeuwenhoek

El descubrimiento de los microorganismos fue obra de un comerciante holandés de tejidos, Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723), quien en su pasión por pulir y montar lentes casi esféricas sobre placas de oro, plata o cobre, casi llegó a descuidar sus negocios. Fabricó unos cuatrocientos microscopios simples, con los que llegó a obtener aumentos de casi 300 diámetros. En 1675 descubrió que en una gota de agua de estanque pululaba una asombrosa variedad de pequeñas criaturas a las que denominó “animálculos”. En 1683 descubre las bacterias, por lo que se considera el “padre de la Microbiología”. Durante varias décadas Leeuwenhoek fue comunicando sus descubrimientos a la Royal Society de Londres a través de una serie de cartas que se difundieron, en traducción inglesa, en las “Philosophical Transactions”. Sus magníficas dotes de observador le llevaron asimismo a describir protozoos (como Giardia, que encontró en sus propias heces), la estructura estriada del músculo, la circulación capilar, a descubrir los espermatozoides y los glóbulos rojos (por lo que también se le considera el fundador de la Histología animal), así como a detallar diversos aspectos estructurales de las semillas y embriones de plantas. Leeuwenhoek se percató de la abundancia y ubicuidad de sus animálculos, observándolos en vinagre, placa dental, etc.

Microscopio simple de Leeuwenhoek





Microscopio compuesto de Hooke

Aunque los descubrimientos de Leeuwenhoek despertaron interés al ser comunicados, pocos intentaron o pudieron reproducirlos seriamente. Además, la fabricación de lentes sencillas de gran aumento era difícil y el manejo de los microscopios simples, bastante engorroso.

Simultáneamente el inglés Robert Hooke (1635-1703) usando microscopios compuestos, describió los hongos filamentosos (1667), y descubrió la estructura celular de las plantas (Micrographia, 1665), acuñando el término célula. Pero el trabajo con microscopios compuestos aplicados al estudio de los “animálculos" languideció durante casi 200 años, debido a sus imperfecciones ópticas, hasta que hacia 1830 se desarrollaron las lentes acromáticas.

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2.3 EL DEBATE SOBRE LA GENERACIÓN ESPONTÁNEA.

La autoridad intelectual de Aristóteles por un lado, y la autoridad moral representada por la Biblia, por otro, junto con las opiniones de escritores clásicos como Galeno, Plinio y Lucrecio, a los que se citaba como referencias incontrovertibles en la literatura médica en la Edad Media y Renacimiento, dieron carta de naturaleza a la idea de que algunos seres vivos podían originarse a partir de materia inanimada, o bien a partir del aire o de materiales en putrefacción. Esta doctrina de la “generatio spontanea” o abiogénesis, fue puesta en entredicho por los experimentos de Francesco Redi (1621-1697), quien había acuñado la expresión “Omne vivum ex ovo” (1668), tras comprobar que los insectos y nematodos procedían de huevos puestos por animales adultos de su misma especie. Demostró que si un trozo de carne era cubierto con gasa de forma que las moscas no podían depositar allí sus huevos, no aparecían “gusanos”, que él correctamente identificó como fases larvarias del insecto. Los descubrimientos de Redi tuvieron el efecto de desacreditar la teoría de la generación espontánea para los animales y plantas, pero la reavivaron respecto de los recién descubiertos “animálculos”, de modo que aunque se aceptó la continuidad de la vida en cuanto a sus formas superiores, no todos estaban dispuestos a admitir el más amplio “Omne vivum ex vivo” aplicado a los microorganismos.

Hubo que esperar un siglo más hasta que una serie de naturalistas recomenzaran el ataque a la teoría preformacionista. Lazzaro Spallanzani (1729-1799) sostuvo una disputa con J.T. Needham (1713-1781) en la que el primero demostró que los “infusorios” no aparecían en muestras de maceraciones animales o vegetales sometidas durante tiempo suficiente a ebullición en frascos herméticamente cerrados, pero volvían a aparecer si se practicaban agujeros en el recipiente. Sin embargo los preformacionistas no se daban por vencidos; el mismo Needham, recogiendo una idea ya expresada por Huygens, amigo de Leeuwenhoek, replicó -con argumentos vitalistas muy propios de la época- que el calor había destruido la “fuerza vegetativa” de las infusiones y había cambiado la “cualidad” del aire dentro de los frascos.

Durante el primer tercio del siglo XIX la doctrina de la arquegénesis o generación espontánea recibió un último refuerzo antes de morir, debido por un lado a razones extracientíficas (el auge del concepto de transmutación producido por la escuela de la filosofía de la naturaleza), y por otro al descubrimiento del oxígeno y de su importancia para la vida, de modo que los experimentos de Spallanzani se interpretaron como que al calentarse las infusiones, el oxígeno del aire se destruía, y por lo tanto desaparecía la “fuerza vegetativa” que originaba la aparición de microorganismos. Theodor Schwann (1810-1882) presentó en 1836 un método seguro para refutar la teoría abiogénica: calentó maceraciones en frascos a los que se había eliminado previamente el aire, pero no continuó trabajando en esta línea.

Para complicar más las cosas, la publicación de “Sobre el origen de las especies” por Darwin en 1859, fue utilizada por algunos preformacionistas para apoyar sus argumentos. El mismo Haeckel, en una fecha tan tardía como 1866, se mostraba escéptico ante las pruebas aportadas por Pasteur.

Pasteur

Fue, efectivamente Louis Pasteur (1822-1895) el que asestó el golpe definitivo y zanjó la cuestión a favor de la teoría biogénica.

En un informe a la Académie des Sciences de París, en 1860 (“Expériences rélatives aux générations dites spontanées”) y en escritos posteriores comunica sus sencillos y elegantes experimentos: calentó infusiones en matraces de vidrio a los que estiraba lateralmente el cuello, haciéndolo largo, estrecho y sinuoso, y dejándolo sin cerrar, de modo que el contenido estuviera en contacto con el aire; tras esta operación demostró que el líquido no desarrollaba microorganismos, con lo que eliminó la posibilidad de que un “aire alterado” fuera la causa de la no aparición de gérmenes. Antes bien, comprobó que los gérmenes del aire quedaban retenidos a su paso por el largo cuello sinuoso, en las paredes del tubo, y no alcanzaban el interior del recipiente donde se encontraba la infusión, quedando ésta estéril indefinidamente. Sólo si se rompía el cuello lateral o si se inclinaba el frasco de modo que pasara parte de líquido a la porción de cuello, los gérmenes podían contaminar la infusión y originar un rápido crecimiento.

Frasco con "cuello de cisne" de Pasteur, con el que refutó las ideas sobre la generación espontánea

En 1861 Pasteur publica otro informe en el que explica cómo se pueden capturar los “cuerpos organizados” del aire con ayuda de un tubo provisto de un tapón de algodón como filtro, y la manera de recuperarlos para su observación microscópica. De esta forma quedaba definitivamente aclarado el origen de los microorganismos, y se abría la Edad de Oro del estudio científico de las formas de vida no observables a simple vista.

Los últimos escépticos quedaron silenciados cuando en 1877 John Tyndall (1820-1893) aplicó su sistema de esterilización por calentamiento discontinuo (hoy conocida precisamente como tindalización), que evidenció la existencia de formas microbianas de reposo muy resistentes al calor, lo cual fue confirmado poco más tarde por Ferdinand Cohn al descubrir las esporas bacterianas.

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2.4.- EL DEBATE SOBRE LOS FERMENTOS

Un segundo factor contribuyente al nacimiento de la ciencia microbiológica fue el establecimiento de la relación que une ciertas transformaciones químicas que se dan en las infusiones con el crecimiento de los gérmenes en ellas existentes. Cagniard-Latour en 1836, y Schwann y Kützing en 1837 habían sugerido que las levaduras eran las causantes de la fermentación alcohólica por la que el azúcar pasa a alcohol etílico y dióxido de carbono, pero se encontraron con la crítica adversa de los grandes químicos de la época (Berzelius, Wohler y Liebig). Liebig, hacia 1840, había realizado importantes confirmaciones a la “teoría mineral” sobre la nutrición de las plantas, enfrentándose a la “teoría del humus” sostenida por Thaer, asestando un golpe a las ideas vitalistas heredadas de Leibniz. Puesto que se consideraba a las levaduras como plantas microscópicas, se suponía que los procesos de fermentación y putrefacción se debían a fenómenos químicos de descomposición y muerte encuadrables en el marco de la teoría mineral de la fisiología vegetal. Su convencimiento de que toda actividad vital se podía explicar en términos de química y física retrasó por algún tiempo la adscripción de estos fenómenos a células vivas.

Fue Pasteur (que, desde sus primeros estudios sobre las propiedades ópticas de los cristales de tartrato, venía suponiendo que estos compuestos tenían un orígen orgánico) quien de nuevo intervino en el debate de forma decisiva. En 1857 demostró que los agentes de la fermentación láctica eran microorganismos, trabajando sobre un problema que había surgido entre los destiladores de Lille cuando en sus cubas la fermentación alcohólica se vio sustituida por una indeseable fermentación láctica. Este fue el inicio de una larga serie de estudios que habría de durar hasta 1876, en los que Pasteur identificó distintos microorganismos responsables de diferentes clases de procesos fermentativos. Así, en 1860 adscribe inequívocamente la fermentación alcohólica a ciertos tipos de levaduras, y en 1866, en sus Études sur le vin resume sus hallazgos al respecto, inaugurando la Microbiología Aplicada, una de las primeras derivaciones prácticas no empíricas emanadas de la Biología. A finales del siglo XIX eminentes biólogos como Hansen, en Copenhague, y Beijerink, en Delft, desarrollaban su actividad en industrias y destilerías.

Trabajando sobre los agentes de la fermentación butírica, Pasteur descubrió la presencia de microorganismos que se desarrollaban en ausencia de oxígeno, lo cual desmentía la creencia de que todas las formas de vida necesitan aire para crecer. Acuñó los términos aerobiosis y anaerobiosis para denominar, respectivamente, a la vida en presencia y en ausencia de oxígeno.

Tras el descubrimiento de la anaerobiosis, el mismo Pasteur comprendió las distintas implicaciones energéticas subyacentes a la utilización de sustratos orgánicos en presencia y en ausencia de oxígeno, demostrando que, en el segundo caso el rendimiento (medido como crecimiento microbiano) era siempre menor, al no poder realizarse la degradación total de las correspondientes sustancias.

Una profundización en los fenómenos de fermentación llegó cuando en 1897 Buchner obtuvo, a partir de levaduras, una preparación enzimática (zimasa) que era capaz de realizar la misma transformación de “fermentación” que las células vivas. Este descubrimiento, que evocaba las propuestas de Berzelius y Liebig, supuso en realidad la confluencia de los enfoques químico y biológico: las fermentaciones eran procesos químicos catalizados por enzimas presentes dentro de células vivas, que podían ser estudiados extracelularmente. De esta forma, la Bioquímica, nacida como una rama de la química fisiológica, que se venía especializando en la enzimología, encontró una alianza fructífera y duradera con la joven Microbiología.

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2.5.- LOS AVANCES TÉCNICOS

La doctrina del pleomorfismo, vigente durante buena parte del siglo XIX, mantenía que los microorganismos adoptaban formas y funciones cambiantes dependiendo de las condiciones ambientales. A estas ideas se oponían frontalmente investigadores como Koch, Pasteur y Cohn, que estaban convencidos de la especificidad y constancia morfológica y fisiológica de cada tipo de microorganismo (monomorfismo). El pleomorfismo había surgido como una explicación a la gran variedad de formas y actividades que aparecían en un simple frasco de infusión, pero ya Pasteur, en sus estudios sobre la fermentación, se había percatado de que los cultivos que aparecían podían considerarse como una sucesión de distintas poblaciones de microorganismos predominantes, que, a resultas de sus actividades, condicionaban la ulterior composición de la comunidad microbiana. La solución definitiva a esta cuestión dependía, de nuevo, de un desarrollo técnico, que a su vez iba a suministrar una de las herramientas características de la nueva ciencia: los métodos de cultivo puro.

Los primeros cultivos puros fueron obtenidos por el micólogo Brefeld, quien logró aislar esporas de hongos y cultivarlas sobre medios sólidos a base de gelatina. Por su menor tamaño, este método se hacía inviable para las bacterias, por lo que se recurrió a un método basado en diluciones: Lister, en 1878 realizó diluciones secuenciales de cultivos mixtos, hasta lograr muestras en las que existía una sola célula. Pero la técnica era larga y tediosa y, además, normalmente sólo se lograban aislar células del tipo bacteriano más abundante en el cultivo original; sin embargo, el experimento sirvió para confirmar la naturaleza “particulada” de los agentes de las fermentaciones.


Robert Koch Por aquella época Koch buscaba con ahínco métodos más sencillos de cultivo puro, indispensables para proseguir sus investigaciones sobre bacterias patógenas. Primero (y quizá de forma un tanto casual) empleó rodajas de patata como sustrato sólido nutritivo sobre el que se podían desarrollar colonias macroscópicas de bacterias que presentaban morfología característica, que Koch interpretó como resultantes del crecimiento a partir de células individuales. Pero enseguida recurrió a compactar el típico caldo de cultivo a base de carne (diseñado por Loeffler) añadiéndole gelatina (1881). El medio sólido así logrado era transparente, lo que permitía visualizar fácilmente los rasgos coloniales, y contenía los nutrientes adecuados para el crecimiento de una amplia gama de bacterias. Éstas eran inoculadas en la superficie del medio con un hilo de platino pasado previamente por la llama, por la técnica de siembra en estría. Sin embargo, la gelatina presentaba los inconvenientes de ser atacada por determinados microorganismos, y de tener un bajo punto de fusión; ambos problemas se solventaron cuando en 1882 el médico alemán Walter Hesse, siguiendo una sugerencia de su mujer Fanny, introdujo el agar-agar (polisacárido extraído de algas rojas) como nuevo agente solidificante. El trabajo de Koch ya citado tuvo la trascendental consecuencia de derribar las ideas pleomorfistas, y supuso la primera propuesta del concepto de especie dentro del mundo bacteriano. En 1887 Petri, un ayudante de Koch, sustituyó las engorrosas bandejas de vidrio cubiertas con campanas, usadas hasta entonces para los cultivos sólidos, por un sistema manejable de placas de cristal planas, que se conoce como cajas de Petri.


El desarrollo de los medios selectivos y de enriquecimiento fue una consecuencia de las investigaciones llevadas a cabo por Beijerinck y Winogradsky entre 1888 y los primeros años del siglo XX, sobre bacterias implicadas en procesos biogeoquímicos y poseedoras de características fisiológicas distintivas (quimioautótrofas, fijadoras de nitrógeno, etc.). Estos medios, donde se aplica a pequeña escala el principio de selección natural, se diseñan de forma que su composición química definida favorezca sólo el crecimiento de ciertos tipos fisiológicos de microorganismos, únicos capaces de usar ciertos nutrientes del medio.

Otra importante aportación a este “período de cultivo” dentro del desarrollo de la Microbiología surgió del uso de medios diferenciales, en los que se manifiesta algún rasgo bioquímico o metabólico, lo que contribuye a la identificación microbiana. Fue Würtz quien, en 1892, introdujo el uso de indicadores de pH, incorporados en los medios, lo cual permitía revelar la producción de acidificaciones por fermentación en ciertas bacterias.

Mientras tanto, en la ciudad de Jena se había creado una atmósfera de progreso donde confluían grandes naturalistas como Haeckel, Strassburger o Abbé interaccionando con una pujante editorial especializada en Biología y Medicina (Gustav Fischer) y con una poderosa industria óptica y química. Estas influencias recíprocas se plasmaron en numerosos proyectos que reflejaban la efervescencia de las ciencias naturales tras la estela de Darwin (cfr. Jahn et al., 1985). Concretamente, la industria óptica de Abbé y Zeiss, que se mantenía en conexión con la compañía vidriera Schott, pudo satisfacer la necesidad de Koch de perfeccionar el microscopio compuesto, introduciendo lentes acromáticas y una iluminación inferior provista de condensador. El mismo Abbé desarrolló en 1878 el objetivo de inmersión en aceite. Por otro lado, la industria química BASF, que por aquella época se encontraba en pleno auge de patentes de nuevos colorantes, sumistró al laboratorio de Koch una serie de derivados de anilina que teñían las bacterias permitiendo su fácil visualización al microscopio en frotis de tejidos infectados. En 1875 Carl Weigert tiñó bacterias con pirocarmín, un colorante que ya venía siendo usado desde hacía unos años en estudios zoológicos. En años sucesivos se fueron introduciendo el azul de metileno (Koch, 1877), la fuchsina, y el violeta cristal. En 1882-1883 Ziehl y Neelsen desarrollan su método de ácido-alcohol resistencia para teñir Mycobacterium tuberculosis. En 1884 el patólogo danés Christian Gram establece una tinción de contraste que permite distinguir dos tipos bacterianos en función de sus reacción diferencial de tinción y que, como se vería mucho más tarde, reflejaba la existencia de dos grupos de bacterias con rasgos estructurales distintivos. En 1890 Loeffler logra visualizar flagelos bacterianos por medio de su técnica de impregnación argéntica. Como veremos más adelante, la misma industria de colorantes alemana previa a la primera guerra mundial fue decisiva también para los comienzos de la quimioterapia.

Iluminación del microscopio, fruto de la colaboración entre Koch y Abbe





Objetivo de inmersión, fruto de la colaboración entre Koch y la Industria óptica Carl Zeiss

Estas innovaciones técnicas (métodos de cultivo, microscopía y tinciones) fueron fundamentales (junto con los sistemas de esterilización abordados en el anterior apartado) para la consolidación de la Microbiología como ciencia, permitiendo eliminar las grandes dosis de especulación que hasta entonces habían predominado.

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2.6 - EL PAPEL DE LOS MICROORGANISMOS EN LAS ENFERMEDADES.

Durante el siglo XIX la atención de muchos naturalistas se había dirigido hacia las diversas formas de animales y plantas que vivían como parásitos de otros organismos.

Este interés se redobló tras la publicación de los libros de Darwin, estudiándose las numerosas adaptaciones evolutivas que los distintos parásitos habían adquirido en su peculiar estilo de vida.

Sin embargo, la adjudicación de propiedades de parásitos a los microorganismos vino del campo médico y veterinario, al revalorizarse las ideas sobre el origen germinal de las enfermedades infecciosas.

En 1835 Agostino Bassi (1773-1856) demostró que cierta enfermedad del gusano de seda (mal di segno), que había hecho su aparición en Lombardía, se debía a un hongo (Botrytis bassiana).

Cuatro años más tarde J.L. Schönlein descubrió la asociación de un hongo con una enfermedad humana de la piel.

En 1840 Henle, de la escuela fisiológica de Johannes Müller, planteó la teoría de que las enfermedades infecciosas están causadas por seres vivos invisibles, pero de nuevo la confirmación de estas ideas tuvo que esperar a que la intervención de Pasteur demostrara la existencia de microorganismos específicos responsables de enfermedades.

Hacia mediados del siglo XIX otra enfermedad infecciosa (pebrina) comenzó a diseminarse por los criaderos de gusano de seda de toda Europa, alcanzando finalmente a China y Japón.

A instancias de su maestro Jean Baptiste Dumas, Pasteur aceptó el reto de viajar a la Provenza para investigar esta enfermedad que estaba dejando en la ruina a los industriales sederos, a pesar de que nunca hasta entonces se había enfrentado con un problema de patología. Es más que probable que Pasteur viera aquí la oportunidad de confirmar si sus estudios previos sobre las fermentaciones podían tener una extensión hacia los procesos fisiológicos del hombre y de los animales.

Es sorprendente que, al principio no se mostrara dispuesto a aceptar la idea de que la pebrina fuera una enfermedad ocasionada por un agente extraño, creyendo durante los dos primeros años que se trataba de alteraciones meramente fisiológicas. Tras una serie de tanteos, y en medio de una intensa actividad intelectual que le obligaba a repasar continuamente los experimentos y las conclusiones extraídas, inmerso en el drama personal de la muerte de su padre y de dos de sus hijas en un corto lapso de tiempo, Pasteur llega finalmente, en 1869, a identificar al protozoo Nosema bombycis como el responsable de la epidemia, y por medio de una serie de medidas de control, ésta comienza a remitir de modo espectacular.

La intervención de bacterias como agentes específicos en la producción de enfermedades fue descubierta a raíz de una serie de investigaciones sobre el carbunco o ántrax, enfermedad que afecta a ganado y que puede transmitirse al hombre.

C. Davaine, entre 1863 y 1868, encontró que en la sangre de vacas afectadas aparecían grandes cantidades de microorganismos a los que llamó bacteridios; además, logró inducir la enfermedad experimentalmente en vacas sanas, inoculándoles muestras de sangre infectada. En 1872 el médico alemán C.J. Eberth consiguió aislar los bacilos filtrando sangre de animales carbuncosos.

Pero fue Robert Koch (1843-1910), que había sido alumno de Henle, quien con su reciente técnica de cultivo puro logró, en 1876, el primer aislamiento y propagación in vitro del bacilo del ántrax (Bacillus anthracis), consiguiendo las primeras microfotografías sobre preparaciones secas, fijadas y teñidas con azul de metileno.

Más tarde (1881), Koch y sus colaboradores confirmaron que las esporas son formas diferenciadas a partir de los bacilos, y más resistentes que éstos a una variedad de agentes.

Pero más fundamental fue su demostración de que la enfermedad se podía transmitir sucesivamente a ratones sanos inoculándoles bacilos en cultivo puro, obtenidos tras varias transferencias en medios líquidos.

Este tipo de estrategias para demostrar el origen bacteriano de una enfermedad fue llevado a una ulterior perfección en 1882, con la publicación de “Die Äthiologie der Tuberkulose”, donde se comunica por primera vez la aplicación de los criterios que Henle había postulado en 1840. Estos criterios, que hoy van asociados al nombre de Koch, son los siguientes:

1. - El microorganismo debe de estar presente en todos los individuos enfermos.

2. - El microorganismo debe poder aislarse del hospedador y ser crecido en cultivo puro.

3. - La inoculación del microorganismo crecido en cultivo puro a animales sanos debe provocar la aparición de síntomas específicos de la enfermedad en cuestión.

4. - El microorganismo debe poder ser reaislado del hospedador infectado de forma experimental.

Fue asimismo Koch quien demostró el principio de especificidad biológica del agente infeccioso: cada enfermedad infecciosa específica está causada por un tipo de bacteria diferente.

Estos trabajos de Koch abren definitivamente el campo de la Microbiología Médica sobre firmes bases científicas.

Durante las dos décadas siguientes la Microbiología experimentó una auténtica edad de oro, en la que se aislaron y caracterizaron muchas bacterias patógenas.

La Alemania del Reich, que a la sazón se había convertido en una potencia política y militar, se decidió a apoyar la continuidad de los trabajos del equipo de Koch, dada su enorme importancia social y económica, creando un Instituto de investigación, siendo Koch su director en el Departamento de Salud. De esta forma, en la Escuela Alemana se aislaron los agentes productores del cólera asiático (Koch, 1883), de la difteria (Loeffler, 1884), del tétanos (Nicolaier, 1885 y Kitasato, 1889), de la neumonía (Fraenkel, 1886), de la meningitis (Weichselbaun, 1887), de la peste (Yersin, 1894), de la sífilis (Schaudinn y Hoffman, 1905), etc.

Igualmente se pudieron desentrañar los ciclos infectivos de agentes de enfermedades tropicales no bacterianas que la potencia colonial se encontró en ultramar: malaria (Schaudinn, 1901-1903), enfermedad del sueño (Koch, 1906), peste vacuna africana (debida al inglés Bruce, 1895-1897), etc.

Por otro lado, la Escuela Francesa, nucleada en el Instituto Pasteur, se concentró en los estudios sobre los procesos infectivos, la inmunidad del hospedador, y la obtención de vacunas, sobre todo a raíz de la vacuna antirrábica ensayada por Pasteur (1885), contribuyendo al nacimiento de la Inmunología (ver apartado 2. 9)

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