MEMORIA INMUNOLÓGICA
. La formación de las células de memoria de todos los tipos de linfocitos que intervienen en la respuesta inmunitaria, tras un primer contacto con el antígeno (reacción inmunitaria primaria)
, permite que la reacción inmunológica sea mucho más rápida en un segundo contacto, incluso varios años después del primero (reacción secundaria)
.
-Reacción inmune primaria
. Tras la exposición al antígeno‘ hay un breve “periodo de latencia,” durante el cual éste es identificado y los linfocitos comienzan a rnultíplicarse, momento en el que la producción de anticuerpos sigue una fase logarítmica, durante unos días hasta llegar a un nivel máximo. A partir de este momento, se inicia una fase de declinación durante la que la concentración de anticuerpos va disminuyendo hasta alcanzar un nivel muy bajo. Se forman IgM. –
Reacción inmune secundaria
En un posterior contacto, el período de latencia es más corto, la producción de anticuerpos, más rápida y mayor, y la fase de declinación más lenta. Se forman IgG. A esta capacidad de respuesta inmunológica a un antígeno, más rápida y eficaz, tras un primer contacto con él se la conoce como memoria inmunológica.
TIPOS DE INMUNIDAD
EI término inmunidad se empleo inicialmente para definir la protección contra agentes infecciosos; más tarde se amplió para incluir otras sustancias extrañas. En la actualidad, el gran desarrollo de la Inmunología permite conocer multitud de detalles acerca de los procesos inmunitarios y, por tanto, cabe precisar aún más la definición: se dice que un organismo es inmune a un antígeno cuando es capaz de destruirlo o de desactivarlo sin sufrir ninguna patología.Los mamíferos pueden obtener dicha inmunidad de manera natural o por medios artificiales.
Además, la inmunización se puede deber a la síntesis de anticuerpos por el propio organismo (activa)
O la adquisición de los producidos por otro organismo (pasiva)
. De ahí que se clasifiquen los distintos tipos de inmunidad de este modo:a)
Inmunidad natural
Puede ser activa y pasiva.
*Activa
. Se obtiene al contraer y superar una enfermedad.
Se basa en la memoria y inmunológica que se adquiere tras un primer contacto con el agente patógeno y que se puede conservar durante muchos años. Así, cuando una persona ha sufrido el sarampión durante la infancia, las células de memoria que se han formado la vuelven inmune a esa enfermedad para toda la vida.
*Pasiva
. Se adquiere de manera natural durante el desarrollo embrionario. En la especie humana, al igual que en los demás mamíferos, las IgG atraviesan la placenta y llegan al feto, y la primera secreción láctea- o calostro- contiene grandes cantidades de IgG e Ig a. De esta forma, el recién nacido está protegido, de manera pasiva, durante unos seis meses, frente a muchos microorganismos patógenos mientras desarrolla totalmente su sistema inmunológico. b)
Inmunidad artificial
También puede ser activa y pasiva. *
Activa
Se consigue mediante la vacunación, es decir, la inoculación de un preparado artificial (vacuna) que contiene el microorganismo patógeno (muerto o atenuado) o su toxina, de forma que aunque ha perdido su carácter patógeno, conserva su capacidad antigénica. Al ser introducida en el organismo, el sistema inmunitario responde fabricando anticuerpos y células de memoria, es decir, consigue memoria inmunológica y, por tanto, inmunidad frente a ese agente patógeno concreto. La vacunación se utiliza como prevención de la enfermedad. En la actualidad existen vacunas contra multitud de microorganismos patógenos (sarampión, tétanos, viruela, rabia, cólera, rubéola, polio, etc.) y se vacuna sistemáticamente a toda la población; así se ha conseguido erradicar totalmente algunas enfermedades como la viruela. La forma de obtención de vacunas varía según el microorganismo. En algunas de ellas se inoculan los microorganismos muertos (es el caso de la tosferina y de la fiebre tifoidea). En otros casos (como el tétanos o el botulismo) se utiliza la toxina que produce el agente patógeno, pero modificada de modo que no produzca lesiones. Las vacunas contra muchas enfermedades víricas (como la poliomielitis, la viruela o el Sarampión) se sirven de virus atenuados. *
Pasiva
Se adquiere mediante la sueroterapia, que consiste en la inyección de un suero que contiene los anticuerpos específicos contra determinada enfermedad formada por otro organismo. Se suele utilizar como medida curativa, cuando el individuo ha contraído una enfermedad y necesita anticuerpos para combatirla inmediatamente. No obstante, sus efectos no son duraderos, ya que el propio sistema inmunitario del organismo no entra en funcionamiento y, por tanto, no se han fabricado células de memoria. Inicialmente, se usaban sueros sanguíneos de animales (caballos, cabras, etc.) previamente infectados con el agente patógeno productor de la enfermedad. Se les inyectaba el microorganismo en dosis crecientes para que respondieran sintetizando grandes cantidades de anticuerpos que pasaran a su sangre. Ésta era extraída y filtrada para obtener el suero. Se dispone de inmunoglobulinas (gamma-globulinas) contra muchos microorganismos patógenos (tétanos, rubéola, botulismo, hepatitis, escarlatina…) y sustancias tóxicas como algunos venenos de serpientes.
MICROBIOLOGÍA
1.- LOS MICROBIOS
Se consideran microorganismos aquellos seres vivos que sólo se pueden observar con ayuda del microscopio óptico o electrónico. Se localiza n en todas partes, en cualquier lugar donde encuentren humedad, temperatura y alimentos adecuados para su desarrollo y reproducción. Su nombre (micros: pequeño, bios: vida) fue empleado por primera vez por el biólogo holandés Leuwenhoek. La ciencia encargada del estudio de los microorganismos se llama Microbiología.
2.- CarácterÍSTICAS DE MICROORGANISMOS
Todos los microorganismos son extremadamente pequeños y este tamaño diminuto les confiere unas propiedades fisiológicas y ecológicas peculiares:-
Metabolismo muy activo, asimilan un gran número de sustancias a la vez que excretan una elevada cantidad de productos de desecho y como consecuencia influyen en gran manera sobre el medio en el que Viven. –
Reproducción veloz, por lo que su número es muy elevado. La proliferación exagerada de microorganismos en un medio se denomina contaminación.
-La facilidad de dispersión, ya que cualquier medio puede servirles de Vehículo de transporte, encontrándose prácticamente en todas partes, son ubicuos.
3 .- CLASIFICACIÓN DE MICROORGANISMOS
La enorme cantidad y diversidad de microorganismos existentes hace necesaria su clasificación. Whittaker (1969) propuso una distribución de los seres vivos en cinco reinos. Dentro de esta clasificación, los microorganismos se hallarían en tres de los cinco reinos:
Moneras, donde se incluyen las bacterias y las cianobacterias (algas cianofíceas o algas verdeazuladas) que presentan una célula de organización procariota;
Protistas, que agrupa a las algas unicelulares y a los protozoos con una estructura de célula eucariota ya sea vegetal o animal y Hongos, donde se sitúan las levaduras y los mohos.Los Virus, quedan fuera de esta clasificación al ser acelulares. Los virus pertenecen a un grupo especial, son los seres más pequeños que sólo pueden verse con el microscopio electrónico. Su estructura está muy simplificada, limitándose a ser un agregado de moléculas organizadas. Carecen de metabolismo propio por lo que precisan de otro organismo para reproducirse, por lo que son parásitos obligados.
4.- FORMAS DE VIDA DE LOS MICROORGANISMOS
Como todo ser vivo, los organismos unicelulares necesitan producir la energía necesaria para las funciones vitales. De acuerdo con el modo de obtener esta energía podemos distinguir distintos tipos de microorganismos. a.)
Autótrofos
Aquellos que a partir de molécula sencillas pueden sintetizar los compuestos que necesitan. Según la ‘fuente de energía que emplean se pueden dividir en: –
Fotosintéticos
: Si la fuente energética es la luz solar, siendo captada mediante pigmentos que poseen iguales a las plantas. Entre ellos se incluyen las algas unicelulares, las cianofíceas y ciertas bacterias. –
Quimiosintéticos
: Si obtiene la energía que se libera en determinadas reacciones químicas. Así funcionan ciertos grupos bacterianos como las bacterias nitrificantes.b)
Heterótrofos:
Son incapaces de fabricar su propio alimento, por lo que deben tomarlo del exterior ya elaborado en forma de materia orgánica. Según la forma de obtenerlo pueden ser: –
Saprófitos
: Se alimentan descomponiendo la materia orgánica del medio en que se encuentran. Son los microorganismos descomponedores y de la putrefacción. Desarrollan una importante labor higiénica en la biosfera y contribuyen de forma decisiva al reciclaje de la materia. Muchos de ellos realizan fermentaciones útiles, como la alcohólica y la láctica, de las que obtenemos productos de interés industrial o alimenticio. –
Simbiontes
: Viven asociados con otro organismo del que obtienen su alimento reportándoles beneficios. Como ejemplo de simbiontes pueden desatacarse las bacterias del intestino que descomponen la materia y sintetizan una vitamina necesaria, la B. –
Comensales
: Viven en el interior de otro organismo sin causarle daño, aprovechando sustancias que no le son necesarias al individuo receptor. Por ejemplo, son comensales las bacterias que Viven en el interior de la boca o de las vías respiratorias, de la vagina, etc. –
Parásitos
: Se desarrollan sobre otros seres vivos, de los que obtienen su alimento. Disminuyen los recursos del hospedador, al que ocasionan un perjuicio que puede manifestarse como una enfermedad, son los y microorganismos patógenos, responsables de las enfermedades infectocontagiosas. Son parásitos todos los virus, rickettsias, clamidias, micoplasmas y algunos protozoos, bacterias, hongos y priones.
5.- LA FLORA EN EL HOMBRE
En el hombre, al igual que sucede en todos los animales superiores, viven muchos microorganismos que pueden, a veces, ser origen de enfermedades, pero que en condiciones normales, no sólo no le producen el menor daño, sino que son indispensables para su vida. Son los que forman la llamada flora normal del hombre, concepto antiguo y de ahí su propia denominación. Estos microorganismos de la flora normal se pueden dividir en dos grandes grupos, los que cohabitan en la superficie del cuerpo y los que lo hacen en las cavidades como la boca, la nariz, el tubo digestivo y la vagina. Sobre la piel y alimentándose de las secreciones de las glándulas sebáceas y sudoríparas y de las escamas queratinosas de su superficie, viven una gran cantidad de microorganismos, la mayoría inofensivos. Algunos pueden hacerse patógenos en ciertas condiciones como un estafilococo, que puede aprovechar una herida e introducirse en ella infectándola o infectar los FOLículos pilosos, dando lugar a los granos, espinillas y diviesos. La flora de la piel es normal, resulta imposible desprenderse totalmente de ella pero la higiene la hace disminuir notablemente, siendo sanitariamente correcta una higiene adecuada. Puede suceder que el uso de determinados jabones inapropiados o el exceso de lavado pueden ser perjudicial para la piel al desprotegerla y hacernos más sensibles a infecciones. La flora de la boca y la de la nariz, es un conjunto de microorganismos que viven en un lugar extraordinariamente apropiado para el crecimiento, dadas las condiciones de abundante humedad, temperatura adecuada y alimento suficiente. Por ello es muy abundante aunque la saliva la va arrastrando hacia el estómago en donde no puede resistir la acidez del jugo gástrico. Esta flora es abundante en estreptococos;
Que pueden ser nocivos, pues producen en la boca fermentaciones de los azúcares del alimento, dando por resultado ácidos que causan las caries dentales. Algunos microorganismos de la nariz pueden pasar en ciertas condiciones a los pulmones, produciendo las pulmónías. En el intestino grueso, y especialmente en el recto, viven multitud de microorganismos» en unas condiciones de humedad, temperatura y alimento sumamente favorables. La flora intestinal es muy abundante, formando una porción muy importante de las heces fecales, y son especialmente colibacilos y estreptococos.
Estos microbios provocan fermentaciones de toda índole en los residuos de la digestión, pero su presencia es indispensable para la buena salud del organismo, ya que sintetizan vitaminas que se encuentran en cantidades escasas en nuestros alimentos (vitamina E), y estas vitaminas son absorbidas por nuestro organismo, que no podría obtenerlas de otra manera. Se trata pues de microorganismos beneficiosos.
6.- AGENTES MICROBIANOS. 6.1 MONERAS
.Este reino representa el primer peldaño de la evolución de los seres vivos, pues los organismos incluidos en él son unicelulares y procariotas. Dentro de este grupo se encuentran las bacterias y las algas cianofíceas.
BACTERIAS:
Son los microorganismos más extendidos en la naturaleza. Se pueden encontrar en todos los medios, desde manantiales sulfurosos hasta hielos antárticos. Aunque en ocasiones, se agrupan para formar colonias, lo más frecuente es encontrarlas individualizadas.Según su forma se clasifican en cocos, redondeados (por ejemplo, el Streptococcus), bacilos, cilíndricos (como el Lactobacillus)
Y espirilos, enrollados en espiral; si esta espiral es muy marcada se denominan espiroquetas, y si es corta e incompleta se habla de vibrios o bacterias en forma de coma (por ejemplo, Vibrio colerae).
Las bacterias son células procariotas con una membrana plasmática que rodea a la célula que mantiene la integridad de la célula y es una barrera selectiva. Esta membrana es semejante a la de eucariotas aunque con diferencia a los lípidos. La pared bacteriana proporciona protección y es responsable de la forma celular. La rigidez de las paredes se debe, fundamentalmente a la mureína, heteropolisacárido.Dependiendo de la estructura de la pared, las bacterias se divide n en dos grupos: bacterias Gram positivas y bacterias Gram negativas.
Esta distinción se llevó a cabo utilizando la tinción de Gram.Las Gram positivas tiene una gruesa pared, formada mayoritariamente por peptidoglucano (alrededor del 90%). Además puede presentar otros componentes como el ácido teicoico.Las Gram negativas presentan una pared más fina y compleja que las positivas.El peptidoglucano es sólo el 10% de la pared celular, el resto está formado por lipopolisacáridos, lipoproteinas y fosfolípidos. Esta membrana puede resultar tóxica para los animales debido a una endotoxina.Muchas bacterias tienen además una cápsula o glucocálix de naturaleza glucídica. Está presente en muchas bacterias patógenas, debido a que facilita la adherencia del microorganismo a los tejidos específicos del hospedador. También proporciona protección frente a los fagocitos y los anticuerpos del sistema inmunitario, así como frente a la desecación.La nutrición de bacterias puede ser de tipo autótrofo o heterótrofo. Dentro de los autótrofos se encuentran los fotolitótrofos y los quimiolitótrofos (destacando las bacterias del suelo por su intervención en los ciclos biogeoquimicos). Dentro de los heterótrofos destacan los quimioorganótrofos.
La reproducción es asexual por bipartición. Tienen unos mecanismos de trasferencia genética de tipo parasexual, con importantes diferencias respecto a la reproducción sexual de eucariotas. Generalmente, sólo se transfieren fragmentos del ADN, y siempre en un único sentido, del donante al receptor.Los Mecanismos de transferencia genética pueden ser tres:a)
Transformación
En este mecanismo la célula receptora capta del medio, ADN procedente de otra célula.B)
Conjugación
Implica contacto físico entre la célula donante y la receptora.El contacto se realiza mediante pelos sexuales huecos o pili, a través de los cuales se transfiere una pequeña porción de ADN independiente o plásmido.La duplicación se produce al mismo tiempo que la transferencia. La célula donante se denomina F- y la receptora F+.C)
Transducción
El vector de transferencia es un virus bacteriófago. Éste inicia un ciclo lítico durante el cual incorpora ADN de un hospedador en su propio ADN, de esta manera, el bacteriófago lo transfiere a otra célula cuando la infecta.
CIANOBACTERIAS:
Se cree que son las principales responsables del enriquecimiento en oxígeno de la primitiva atmósfera terrestre, que posibilitó la aparición de otros organismos heterótrofos. En los ecosistemas contribuyen a la fijación del nitrógeno atmosférico en el medio acuático; en el medio terrestre, constituyen algunos tipos de líquenes.
6.2.- PROTOZOOS
. Son microorganismos unicelulares, con estructura eucariota. La única célula que constituye su organismo realiza todas las funciones de los seres vivos (nutrición, relación y reproducción). Los protozoos se reproducen generalmente por división binaria o bipartición y algunos presentan complicados ciclos vitales necesitando para su desarrollo vivir en diferentes animales que les sirven de hospedador. La nutrición es heterótrofa excepto el género Euglena que posee clorofila por lo que presenta nutrición autótrofa. La relación con el medio se produce mediante cilios, flagelos o pseudópodos para el movimiento. Muchos son parásitos del hombre, otros suelen vivir en el medio acuático formando parte del placton, el resto vive en la materia en descomposición. Dentro del grupo de Protozoos se encuentran: *
Amebas o rizópodos
Son aquellos microorganismos que se mueven por medio de expansiones citoplasmáticas llamadas pseudópodos.
Dentro de este grupo están las amebas libres como la Entamoeba hystolítica, que vive en el tracto intestinal y puede causar diarrea o y disentería. Existen otros tipos de amebas en el tubo digestivo que se consideran comensales y que no provocan enfermedades. *
Flagelados
Este grupo presenta orgánulos locomotores denominados flagelos, que son prolongaciones largas y delgadas a modo de látigo. Los flagelados parásitos pueden vivir en el intestino. Otros son patógenos del tracto urogenital como las Tricomonas, que son gérmenes patógenos localizados en la vagina de la mujer y en la uretra y prepucio del varón, siendo considerada como ETS (enfermedad de trasmisión sexual). Los más peligrosos son los que parasitan el torrente sanguíneo, entre ellos destacan los hemoflagelados, como el Tripanosoma, causante de la enfermedad del sueño y que se trasmite por la picadura de la mosca Tsé-tsé, y los y flagelados causantes de la leismaniosis canina y humana, trasmitida por la mosca de la arena. *
Esporozoos
Son protozoos inmóviles, con ciclos de vida complicados que, por lo general, incluyen más de un hospedador. Generalmente son parásitos que se reproducen multiplicándose por esporulación en el interior de las células de la sangre y de otros tejidos. Dentro de este grupo están el protozoo causante de la malaria o paludismo, el Plasmodium, que es trasmitido por el mosquito Anopheles.
También son esporozoos los toxoplasmas causantes de la toxoplasmosis gatuna, que puede contagiarse al hombre y si afecta a las mujeres embarazadas pueden producir fetos con lesiones muy graves. *
Ciliados
Este grupo de protozoos se mueven por medio de cilios que son prolongaciones cortas y que cubren toda la superficie del microorganismo. Solamente hay una especie de ciliados causante de trastornos intestinales. El ciliado no patógeno más conocido es el paramecio (Paramecium)
.
6.3 _- HONGOS
Son seres vivos heterótrofos, ya que al carecer de clorofila deben tomar el alimento elaborado.Los hongos microscópicos son las levaduras y los mohos. *
Levaduras
Son hongos unicelulares de forma redondeada que se reproducen, principalmente por gemación. Son muy importantes en los procesos de fermentación del vino y del pan.Una especie patógena para el ser humano es Cándida albrcans, que produce una enfermedad infantil denominada candidiasis. Se puede localizar en muchas zonas y producir serias consecuencias.*
Mohos
Son hongos microscópicos formados por filamentos de varias células; aunque no son unicelulares, se les estudia dentro de este grupo por su pequeño tamaño y por ser capaces de producir enfermedades como la tiña y el pie de atleta, ambas altamente contagiosas. Las enfermedades producidas por mohos se denominan micosis.
5.- LOS VIRUS
. Los virus son organismos muy sencillos constituidos por un ácido nucleico, una cápsula proteica y, en ocasiones, una envoltura membranosa. Carecen de metabolismo propio, ya que no poseen enzimas para realizarlo. Para su reproducción requieren materia, energía y el sistema enzimático de otro ser vivo. Por tanto, son seres parásitos obligados. Se ha definido a los virus como pequeñas estructuras encargadas de transportar un ácido nucleico entre una célula huésped y otra célula huésped. Los virus al tener estructura acelular se encuentran en el límite del ser vivo. Presentan dos estados: –
Extracelular
Denominado virión o partícula vírica, es metabólicamente inerte. Depende totalmente de la célula a la que parasita para su replicación. El virión está constituido por:
a) Ácido nucleico (ADN o ARN).
b) Una cápsula proteica denominada cápsida (formada por subunidades proteicas o capsómeros). La cápsida puede ser de tres tipos:
Icosaédrica, helicoidal y compleja
La icosaédrica es una estructura poliédrica con 12 vértices, 20 caras triangulares y 30 aristas. La helicoidal está formada por capsómeros dispuestos helicoidalmente, formando una estructura tubular. La cápsida compleja aparece en algunos virus especializados en parasitar bacterias, por lo que reciben el nombre de bacteriófagos. Tiene dos partes: cabeza, de tipo icosaédrico, que contiene el ácido nucleico, y la cola, con una vaina que hace de muelle, una placa basal con espinas que perforan la pared de la bacteria y las fibras caudales que le sirven para apoyarse en la célula.
c) Determinados virus presentan una envoltura membranosa formada por lipoproteínas rodeando la cápsida. –
Intracelular, que se adquiere cuando el virus infecta una célula huésped. Se produce una interacción específica entre las proteínas del virus y las de la superficie de la célula. La entrada del virus en el interior de la célula puede implicar la entrada del virión o sólo la introducción del genoma. En este estado se desorganiza el virión y forma nuevos viriones.
Clasificación de los virus
. Se clasifican según el huésped al que parasitan, en tres grupos: virus bacterianos, virus vegetales y virus animales.También son criterios de clasificación la posesión de ADN o ARN, la presencia de envoltura o de algunas enzimas específicas, como la trascriptasa inversa.
Fisiología vírica
. El ciclo vital vírico requiere una célula huésped de donde obtener materia y energía para sintetizar nuevos ácidos nucleicos y capsómeros. El ciclo replicativo de los bacteriófagos o fagos puede seguir dos caminos: *
Ciclo Lítico
En este ciclo los fagos producen rápidamente nuevos viriones y la lisis de la bacteria. Comprende las siguientes fases:
a) Fijación o adsorción del virión , en donde los bacteriófagos se fijan inicialmente a través de las fibras caudales y posteriormente de forma mecánica, clava las espinas basales en la pared bacteriana.
b) Penetración del virión o inyección de su ácido nucleico en la célula, en esta fase el bacteriófago y mediante lisozimas de su placa basal, perfora la pared celular y luego contrae su vaina introduciendo el ADN en el citoplasma.
c) Replicación del ácido nucleico vírico tras alterar la maquinaria de síntesis de la célula.
d) Síntesis de las proteínas estructurales de la cubierta del virus.
e) Ensamblaje de los capsómeros mientras que el ácido nucleico vírico se pliega y penetra en la misma.
f) Liberación o lisis, en esta fase los nuevos virus salen al exterior debido a la acción de una enzima que induce la lisis de la bacteria. Los nuevos virus son ya capaces de infectar nuevas bacterias. *
Ciclo lisogénico
En este ciclo los fagos no destruyen las células, se integran en el cromosoma bacteriano como virus atenuados o profagos. La célula se dividirá llevando en cada célula hija la información genética del virus./El ADN vírico o profago puede permanecer en forma latente varias generaciones, hasta que un estimulo induzca la separación del profago que iniciará el ciclo lítico.
7.- OTROS AGENTES INFECCIOSOS ACELULARES
Priones
Son una clase de agentes infecciosos sin precedentes, por carecer de ácidos nucleicos. Son partículas proteínicas infecciosas formadas exclusivamente por una forma modificada de una proteína de mamíferos. Las enfermedades producidas por priones suelen ser mortales y reciben el nombre de encefalopatías subagudas espongiformes trasmisibles por el aspecto esponjoso que presenta el cerebro de los individuos afectados. En las enfermedades descritas en mamíferos los priones actúan de forma similar a un virus. Este agente infeccioso se identificó en Gran Bretaña en 1986. Se relación con la alimentación de las vacas con suplementos de piensos que conténían restos de ovejas que habían estado enfermas. Se prohibíó el uso de harinas animales para la alimentación del ganado vacuno. En 1993 se confirmaron 160 OOO casos de vacas afectadas. Un año después se observó la aparición de una variante de 1a enfermedad de Creutzfeldt-Jakob en los británicos. En 1996 se declaró el embargo de los productos cárnicos vacunos británicos.
6.- MICROBIOS ÚTILES
. La idea popular de los microbios suele ir unida a cierto temor hacia estos organismos, a los que se considera en su conjunto como perjudiciales. Esta es una idea falsa, pues aunque es verdad que existen muchos microorganismos que son directa o indirectamente perjudiciales para el hombre, también es cierto, que la inmensa mayoría de ellos no nos producen perjuicio alguno, e incluso los hay sumamente beneficiosos.
6. 1.- TRANSFORMACIONES GEOQUÍMICAS
. En los ciclos biogeoquímicos los microorganismos desempeñan un papel insustituible, ya que sin su intervención se paralizarían los fenómenos vitales.
A. CICLO DEL NITRÓGENO
El nitrógeno se encuentra principalmente en forma de gas (N2) y constituye
el 78% del volumen de la atmósfera. Para los seres vivos, el nitrógeno es un elemento imprescindible como componente de las proteínas y de los ácidos nucleicos. Las bacterias fijadoras de nitrógeno son los organismos capaces de captarlo de la atmósfera por medio de la fijación y transformarlo en amoniaco (NH3).
Rhizobium es un género de bacterias fijadoras de nitrógeno que se asocia de manera simbionte a las raíces de las plantas leguminosas formando nódulos.
Azotobacter y Clostridium son bacterias fijadoras de nitrógeno que viven libres en el suelo. La nitrificación es la transformación del amoniaco en nitratos. Las bacterias nitrificantes son las responsables de este proceso. En concreto, el género Nitrosomonas transforma el amoniaco en nitritos, y el género Nitrobacter pasa los nitritos a nitratos. Una parte de los nitritos regresará nuevamente a la atmósfera en forma de nitrógeno gas, debido a que son sometidos a un proceso de desnitrificación por las
bacterias desnitrificantes, como Rhodobacter y Agrobacterium. Los nitratos son captados por las plantas, que sirven de alimento a los animales. De este modo, el nitrógeno se incorpora a todos los seres vivos, formando parte de las proteínas y los ácidos nucleicos. Los compuestos de nitrógeno que excretan los seres vivos, así como los restos procedentes de la muerte de los organismos, se degradan hasta NH3 en un proceso denominado amonificación.
Este proceso se lleva a cabo por bacterias del género Clostridium.
El NH3 puede ser transformado nuevamente en nitratos, completando el ciclo.
El nitrógeno también es captado y fijado al suelo mediante las descargas eléctricas de los relámpagos, que disuelven el N2 en agua de lluvia y lo incorporan al suelo en forma de ácido nítrico (HNO3).
Los fertilizantes de los cultivos también incorporan al suelo nitratos o sales de amonio.
6.2.- UTILIZACIÓN INDUSTRIAL
Se basa en la capacidad que tienen algunos de ellos para producir fermentaciones.Las levaduras son responsables de la fermentación alcohólica. Una de susprincipales aplicaciones industriales es la elaboración del vino durante la cual el azúcardel mosto se transforma el alcohol. También intervienen en la fabricación de cerveza ydel pan. (Repasar concepto y reacciones de fermentación)
Las bacterias lácticas son responsables de la fermentación del ácido láctico apartir del azúcar de la leche. Este proceso es la base de la fabricación del yogurt y de lamaduración de quesos como el de Roquefort, Cabrales, Camembert, etc, en queintervienen mohos además de las bacterias. Las bacterias acéticas en la fabricación del vinagre. Mohos como el Penicillium en la producción de antibióticos.
ACTIVIDAD SIMBIÓTICA
. Algunos microorganismos viven en el aparato digestivo de diversos animales y resultan de gran utilidad. Los herbívoros y especialmente los rumiantes, pueden digerir la celulosa de su alimento gracias a la intervención de estos microorganismos. Otro tanto ocurre con los termes que se alimentan de madera. Igualmente los asociados a la especie humana para sintetizar determinadas Vitaminas.
8.- MICROBIOS PERJUDICIALES
La salud depende del equilibrio entre todos los procesos vitales tanto físicos como químicos; Cuando algún mecanismo orgánico no funciona adecuadamente, el equilibrio se pierde, se ha producido una enfermedad, que se manifestará por síntomas propios y síntomas comunes con otras enfermedades. Algunos microorganismos alteran la salud y causan la enfermedad y otros como la bacteria Escherichia coli vive en el intestino humano y normalmente no causa daño alguno; cuando se modifica el equilibrio interno, prolifera en exceso y es causa de diarreas.
8. 1 – Microbios patógenos
Son aquellos que producen enfermedades en la especie humana. Destruyen directamente las células que parasitan o las envenenan con las toxinas que liberan.
8.2.- Infección
: Es la entrada de un microorganismo patógeno en un organismo en el que provoca alteraciones que conocemos con el nombre de enfermedad infecciosa. No todos los individuos afectados padecen la enfermedad, que ésta se manifieste depende del grado de virulencia del microorganismo y de la receptividad del organismo. La virulencia es la capacidad patogénica de un microorganismo, produciendo trastornos en el organismo invadido. El grado de patogenidad de un microorganismo depende de dos factores: su gapacidad de invasión y su capacidad para producir toxinas, (toxigenicidad). Ambos factores son cuantitativos y pueden variar ampliamente según el microorganismo. Un microorganismo con escaso poder invasor puede ser virulento si su toxigenicrdad es elevada y viceversa. La virulencia de los gérmenes patógenos disminuye cuando se mantienen en cultivo largo tiempo, sin que pasen por huéspedes animales. De este modo, se obtienen las cepas de microorganismo “atenuados” que se utilizan para la elaboración de las vacunas. Las etapas que atraviesa una infección son:
1.– Entrada del agente infeccioso en el organismo a través de las vías de contagio.
2.– Difusión de los gérmenes desde el lugar de entrada al resto del organismo a través de la sangre, la linfa, etc.
3
– Reacción de defensa del organismo invadido a través de sus sistemas inmunitarios.
4.– Destrucción y eliminación del organismo patógeno./Se denomina infección subclínica a la enfermedad de determinados individuos que no muestran síntomas, o sólo muy leves, de una enfermedad. Dichos individuos son considerados portadores de la enfermedad porque pueden transportar y diseminar activamente el microorganismo infeccioso, 8.3.- Toxinas
: La proliferación de los microorganismos y /o la liberación de toxinas van a originar una serie de efectos primarios. Las toxinas son sustancias venenosas de bajo peso molecular que inducen una pérdida de funcionalidad. Cuando los microorganismos producen toxinas perjudiciales para el hospedador… Algunos microorganismos como Clostridium botulinum (botulismo) y Clostridium tetani (tétanos) son capaces de liberar potentes toxinas. Existen dos tipos de toxinas: -Las exotoxinas, de naturaleza proteica, termolábiles y secretarias al exterior por bacterias Gram positivas, y que poseen alta toxicidad. Se liberan al exterior durante el crecimiento del microorganismo. -Las endotoxinas, componentes estructurales de las bacterias Gram negativas cuya capacidad toxigénica es mucho menor que la de las exotoxinas.
Son componentes del propio microorganismo que se liberan cuando éste se lisa./Enfermedades causadas por un microorganismo productor de toxinas: botulismo, cólera, salmonelosis, etc.
8.4.- Contagio
Los microorganismos pasan de un individuo enfermo a otro sano de diferentesmaneras y se denomina contagio.*
EPIDEMIA es cuando una determinada enfermedad ocurre, a un mismo tiempo,en un número exageradamente alto de individuos de una regíón, ejemplo: cólera, gripeque aparece en Europa todos los inviernos, etc.*
PANDEMIA, es una epidemia ampliamente distribuida, ejemplo: pestebubónica, tuberculosis, etc. *
ENDEMIA, si la enfermedad está continuamente presente en una población,localizada en una zona geográfica, pero con poca incidencia se dice que es unaenfermedad endémica o endemia, ejemplo: paludismo de África, cólera de la India,etc.
El contagio puede ser
:-
DIRECTO
Cuando el agente infeccioso pasa directamente del individuoenfermo o portador al sano.-
INDIRECTO
El contagio requiere de un agente intermedio que puede ser a suvez activo o pasivo:
ACTIVO
: un insecto recoge el germen infeccioso de un individuoenfermo y se lo inocula a uno sano.*
PASIVO
Suelen ser objetos, personas o animales que han tenido contacto con el agente infeccioso y que lo trasmiten a través de alimentos, hierro, ropas,zapatos, etc, que entran en contacto con ellos./Sólo con unas buenas reglas de higiene y ciertas normas de prevenciónse puede evitar el contagio de muchas enfermedades.Las vías de contagio pueden ser:
A. EL AIRE Y EL POLVO
:Una persona infectada, al toser y estornudar, al hablar o soplar, etc, expulsamicroorganismos que quedan suspendidos en el aire. Estos microorganismos puedeninfectar a otra persona cuando los aspira o puede contaminar alimentos que vayan aingerirse. La mayoría de los catarros y gripes se adquieren por esta vía. Otrasenfermedades son el Sarampión, la neumonía, la difteria, la tuberculosis, el Sarampión, las paperas y la rubeola.
B.- INGESTIÓN DE ALIMENTOS O AGUAS CONTAMINADAS
:Muchos microorganismos patógenos proliferan y contaminan los alimentos y elagua; tal es el caso cuando éstos entran en contacto con residuos fecales o cuando sonmal conservados; la persona que ingiera tales alimentos en mal estado puede intoxicarseo enfermar. Así se producen muchas diarreas en verano.Otro ejemplo de infección es el de alimentos manipulados por una personaenferma que infecta cuanto toca, Salmonella.
Por ello, actualmente, tanto las personasque trabajan en alimentación como los productos que van al consumo deben pasarciertos controles sanitarios que garanticen la seguridad del consumidor.Otras enfermedades son el tifus, la gastroenteritis, el cólera y la disentería.
C.- CONTACTO
: Muchas enfermedades se pueden trasmitir simplemente al entrar en contacto con algún utensilio (cepillos, toallas, lápiz de ojos, ropas, etc.) que haya sido tocado previamente por alguna persona infectada. Así se trasmiten la mayoría de los hongos patógenos en gimnasios y piscinas, la hepatitis, etc. También al hacerse una herida y contactar la sangre con el objeto o sustancia contaminada se puede producir el contagio, como en el caso del SIDA, del tétanos que se contagia por heridas producidas por un hierro oxidado. También las ETS (enfermedades de trasmisión sexual) se trasmiten por contacto físico directo entre las personas.
D.- LOS ANIMALES
: Pueden contagiar al hombre de diferentes maneras. Moscas, cucarachas, ratones, etc, contaminan los alimentos que no han sido preservados y guardados correctamente. Ciertos insectos pueden trasmitir los microbios mediante una picadura inyectándolos en la sangre, como en el caso de la enfermedad del sueño, la malaria, la fiebre amarilla, etc. En algunas ocasiones los propios animales domésticos son trasmisores de enfermedades por contacto directo como los gatos con la tiña, los perros con el quiste hidatídico o mordedura como sucede con la rabia.
E.- ZOONOSIS
. Muchas infecciones animales son causa de graves pérdidas económicas para el hombre y algunas de ellas, denominadas zoonosis, son trasmitidas a las personas. Las Zoonosis pueden ser producidas por bacterias, virus, protozoos, hongos y o priones. Generalmente son enfermedades ocupacionales y aparecen en individuos que están en contacto con animales o con sus despojos (veterinarios, carniceros, ganaderos, etc.) Es poco frecuente que se tramitan de persona a persona y, en realidad, los síntomas clínicos suelen ser similares en personas y animales. Las Zoonosis más comunes son: la rabia (virus), la tramiten la mordedura de perros, gatos y murciélagos; la toxoplamosis (protozoo) la trasmiten los gatos y puede producir malformaciones en el feto de la mujer embarazada y la enfermedad de las vacas locas (priones).
9- FORMAS DE ELIMINAR LOS MICROORGANISMOS
. Para evitar el contagio y prevenir la propagación de las enfermedades infecciosas, aparte de una gran limpieza, eliminación de los animales vectores de contagio (usando insecticidas, raticidas, etc.) y aislamiento de posibles contagiados, se llevan a cabo una serie de técnicas cuyo fin es eliminar o evitar la proliferación de microorganismos. Tales técnicas se agrupan bajo el nombre de desinfección. La desinfección es la eliminación de los microorganismos patógenos del medio. Cuando la eliminación de gérmenes es total hablamos de esterilización.
La desinfección se puede realizar de los siguientes modos: -Procedimientos químicos: desinfectantes, antisépticos, sulfamidas. -Procedimientos físicos: esterilización (calor), radiaciones, filtración. –Procedimientos biológicos: antibióticos.
4.1.- Procedimientos químicos
: se utilizan en la desinfección, pueden actuar de dos maneras: 1. Acción microbiostática: si impiden el crecimiento y proliferación de los microorganismos. 2. Acción microbicida: si destruyen los microorganismos existentes en el medio, los matan./Estos compuestos pueden actuar como desinfectantes o como antisépticos. –Antisépticos: Son productos químicos que eliminan los microbios patógenos, pero no matan a todos, y pueden ser tolerados al menos superficialmente por los seres vivos. Ej, el alcohol etílico, el agua oxigenada, las soluciones de yodo, mercromina, los antibióticos, etc. El término antiséptico se refiere generalmente a substancias aplicadas al cuerpo. –
Desinfectantes:
Son compuestos cuya acción sobre los microorganismos es más enérgica que la de los antisépticos, llegando incluso a la esterilización. Son irritantes y tóxicos para el hombre, por lo que se utilizan sobre objetos únicamente. La palabra desinfectante se usa comúnmente para designar substancias aplicadas sobre superficies, utensilios, etc. Son desinfectantes la lejía, el fenol, el formol, el oxígeno concentrado, etc. Algunos desinfectantes actúan como antisépticos cuando están poco concentrados, pudiendo aplicarse en este caso sobre el propio organismo. –Quimioterápicos químicos:
Son sustancias que actúan sobre las bacterias, bien matándolas o paralizando su acción, facilitando así la acción de las defensas naturales del organismo; pero que tienen la gran particularidad de no perjudicar al individuo al que se administran. Por eso son utilizadas eficazmente para combatir en el hombre y en los animales las enfermedades microbianas. Entre los más conocidos figuran las sulfamidas.
4.2.- Procedimientos físicos
: Los microorganismos pueden ser atacados por agentes físicos, entre los que destacan: la esterilización: la esterilización se puede definir como una operación encaminada a destruir todos los microorganismos presentes en un determinado material. Los procedimientos más importantes son el calor seco o el calor húmedo. El calor afecta a las proteínas y ácidos nucléicos necesarios para la vida de los microorganismos. Se aplica de diferentes formas:
A) Calor seco
La destrucción de microorganismos se puede conseguir por flameado directo con una llama o en un horno llamado horno Pasteur, dentro de los cuales se eleva la temperatura 180ºC unas dos horas. Se usan materiales que no se alteran a temperaturas muy elevadas como objetos de vidrio o metal.
B) Calor húmedo
Se emplea para esterilizar materiales que se alteran o quemarían temperaturas como se alcanzan en los hornos Pasteur como medios de cultivo, paños, algodón, et. Se lleva a cabo en el autoclave, aparato en cuyo interior hay agua que se evapora a1 elevarse la temperatura de manera que el espacio donde están los materiales a esterilizar se llena de una atmósfera de vapor de agua; este Vapor de agua, al aumentarse la temperatura a más de 100°C, por estar herméticamente cerrado el recipiente, alcanza una presión de una atmósfera (equivalente a l20°C) y la acción de temperatura y humedad mata a las bacterias y demás microorganismos en unos 20 min. Cuando se utiliza el vapor de agua a temperaturas inferiores a los 100° se habla pasteurización este método no se destruyen las formas, resistentes de los microorganismos, pero sí se evitan un buen número de agentes infecciosos. –
Radiaciones la destrucción microbiana tiene lugar cuando las radiaciones afectan sus moléculas como el ADN. Los más utilizados son los rayos gamma y especialmente los rayos ultravioleta (UV). Las radiaciones ultravioleta tienen poca penetración, sólo actúan en los lugares en los que se inciden perpendicularmente, por ello sólo actúan en los lugares pequeños como los quirófanos ‘y sobre superficies lisas. –Filtración:
Para eliminar microorganismos de algunos productos químicos se utilizan los filtros de poro muy pequeño en los que los microbios quedan retenidos. No obstante} los virus no, son filtrables ya que su mínimo tamaño les permite atravesar los filtros sin dificultad.
4.3.- Procedimientos biológicos
: Se trata de sustancias producidas por ciertos microorganismos como los mohos, entre otros, que en cantidades muy pequeñas impiden el desarrollo de muchos microbios patógenos. Actualmente se obtienen por la industria farmacéÚtica artificialmente.
Gozan también de la particularidad de no ser nocivos para los individuos a los que se administran, por lo que constituyen uno de los medicamentos más utilizados actualmente para combatir las enfermedades infecciosas. Se les conoce con el nombre de antibióticos. El primer antibiótico conocido fue la penicilina, descubierta por Fleming en 1929 y tuvo gran repercusión, ya que se aplicó al tratamiento de infecciones bacterianas humanas. El uso de antibióticos desterró la mortalidad causada por algunas enfermedades infecciosas. Sin embargo, la comercialización de estos productos ha llevado a su consumo abusivo, lo que da lugar a la selección de poblaciones bacterianas, apareciendo nuevas cepas resistentes a los antibióticos. Esto está provocando, en nuestros días, la reaparición de enfermedades infecciosas que ya no responden a1 tratamiento con determinados antibióticos. La industria farmacéÚtica produce a gran escala por medio de microorganismos, en la actualidad se cuenta con gran número de ellos, entre los que merecen destacarse la terramicina, la estreptomicina, la baritricina, las tetraciclinas, la cefalosporina, etc. Los virus, al carecer de metabolismo propio, no se ven afectados por la acción de los antibióticos. Un antibiograma es una prueba analítica que consiste en determinar el antibiótico adecuado para cada bacteria. Se realiza colocando pequeños discos impregnados de diversos antibióticos (y a diferentes concentraciones) sobre una placa de cultivo infectada por bacterias. La acción bacteriostática o bactericida de los diversos antibióticos se puede comprobar midiendo el halo de protección que rodea a cada disco. El antibiótico que presente un halo mayor será el más adecuado para combatir esa infección. La biotecnología constituye uno de los campos más novedosos y prometedores dela microbiología y contempla el uso de microorganismos en procesos industriales a gran escala.
ALERGIAS
La alergia es una reacción alterada y anormal del organismo frente a determinados antígenos, denominados alérgenos. Generalmente, las reacciones, antígeno-anticuerpo pasan desapercibidas, pero en ocasiones, se producen reacciones exageradas, que resultan ser perjudiciales si se repiten los contactos con el antígeno: son las reacciones de hipersensibilidad o anafilácticas.
Las reacciones de hipersensibilidad pueden producirse inmediatamente, tras el segundo contacto con el alérgeno o al cabo de varios días. De acuerdo con ello, se distinguen dos tipos de reacciones de hipersensibilidad: las inmediatas y las tardías o retardadas.
El animal que ha sido sometido a un antígeno de este tipo se llama hipersensible o alérgico, mientras que el antígeno se denomina alérgeno o sensibilizante.
REACCIONES DE HIPERSENSIBILIDAD INMEDIATA
En el proceso de sensibización, el primer contacto con el alérgeno induce la formación de inmunoglobulinas del tipo IgE que se fijan a la superficie de los mastocitos y de los linfocitos basófilos. En un segundo contacto, el alérgeno reacciona con los anticuerpos IgE formando un enlace puente entre las IgE y estimulando en la cél la secreción del contenido de las vesículas. Entre las sustancias mediadoras secretadas existe básicamente histamina, aunque también podemos encontrar serotoninas y prostaglandinas, responsables de las reacciones secundarias del fenómeno alérgico. La histamina y demás mediadores provocan una dilatación y un aumento de la permeabilidad vascular, lo que provoca edemas, x acumulación de líquidos en el espacio intersticial y urticarias. Provoca la contracción de la musculatura lisa de los bronquios, ocasionando dificultades respiratorias de tipo asmático. Una reacción anafiláctica generalizada en todo el organismo, puede ocasionar la muerte por shock anafiláctico.
El tratamiento antialérgico se realiza administrando antihistamínicos. Una vez identificado del alérgeno, este puede desviarse, evitando el contacto, o puedes procederse a una vacunación. La vacunación consiste en inocular subcutánea y sucesivamente cantidades crecientes del antígeno, lo cual induce la formación de las IgG, además de las IgE, que atrapan los alérgenos antes de que alcancen a los mastocitos.
REACCIONES DE HIPERSENSIBILIDAD RETARDADA
Un ejemplo de reacciones de hipersensibilidad retardada es el rechazo agudo en los trasplantes de tejidos procedentes de un donante distinto al receptor. Las proteínas de la membrana de las cel del injerto actúan antigénicamente. El rechazo se produce cuando a estos antígenos se ‘les unen linfocitos T y posteriormente son fagocitadas las células por macrófagos. A este tipo de reacciones de hipersensibilidad pertenece también la reacción frente a la tuberculina y algunas alergias de contacto de la piel con determinadas sustancias. Los principales alérgenos humanos actuales son el polvo, el polen, la caspa, las fibras naturales, las fibras artificiales, los mohos… *
Polvo
Especialmente el de las casas, donde se encuentra asociado con otros alérgenos comunes son los ácaros y dermatofogoides, que se encuentran en habitaciones poco aireadas, sofás, libros, etc. *
Polen
De plantas anemófilas (gramíneas, etc) cuya polinización se realiza por el viento, sobre todo en periodos primaverales. La polinosis afecta al 15 % de los españoles. Las consecuencias físicas son los estornudos y el escozor de los ojos, falta de aire a la hora de respirar, a veces picores, erupciones en la piel o sarpullidos. *
Caspa
Humana o animal, muy presentes en granjas, hogares con animales domésticos, etc. *
Fibras naturales
Como lana, seda, lino o algodón. *
Fibras artificiales
Poliéster, plásticos, etc. *
Hongos
Se encuentran circulando continuamente y son uno de los agentes alérgicos más comunes. Se acumulan en los sistemas de aires acondicionados. *
Medicamentos
En España, 1 de cada 4 visitas al alergólogo está motivada por reacciones a diferentes medicamentos. Prácticamente todos pueden producir alergias. *
Contactantes
Tintes, metales, plástico, goma, joyas, cosméticos, etc. *
Productos del mundo laboral
Las sustancias que provocan más alergias en el mundo laboral son las derivadas de las industrias de pinturas, las harineras, las de maderas, las químicas y las de construcción. *
Agentes físicos
Luz, calor, presión, frío, etc. *
Agentes psíquicos
Estados emocionales desequilibrados, tensión psíquica, stress, etc. *
Alergias alimenticias
Se producen la mayoría en la infancia. Se produce hinchazón de labios y boca a los pocos segundos y picor. Leche, chocolate, trigo, huevo, fresas, pescado, embutido, mariscos, etc. Las nuevas alergias: «Síndrome látex, castaña y plátano» provocan urticarias. Síndrome apio, zanahoria, artemisa y especies». Urticaria. Síndrome frutas frescas». Alergia oral o hipersensibilidad. Síndrome pájaro-huevo». Aparece en niños al probar el huevo por primera vez y en adultos a1 comer aves o yema de huevo. El incremento que se ha observado en los últimos años a escala mundial de las alergopatias depende en buena medida de los factores medioambientales como el estrés, el incremento de fumadores, la mala alimentación –aditivos-, la contaminación, la gran tendencia que existe en nuestro país a automedicarse o el convivir con animales en espacios muy reducidos. Las alergias crónicas necesitan tratamiento muy largo y diario, y es la falta de constancia, «o el abandono porque la alergia no se ha manifestado durante unos meses, echa por tierra el trabajo que se ha realizado durante mucho tiempo.