UABP 3 Microbiologia Microbiología El estudio de las interrelaciones que existen entre los serenes vivos y su ambiente físico y biológico se denomina ecología dentro de ella encontramos los reguladores ecológicos, que son los factores capaces de ejercer influencia sobre una población y modificarla. Estos pueden ser bióticos (depredación, parasitismo) o, abióticos (ubicación geográfica, clima, corriente de agua, polución, etc.). Ecología microbiana: Es el estudio del comportamiento y las actividades de los microorganismos y las relaciones con sus ambientes particulares. En un sistema microbiano, el crecimiento celular forma poblaciones. Las poblaciones metabolitamente relacionadas se denominan gremios y los conjuntos de agrupaciones interaccionan formando comunidades microbianas que interaccionan con comunidades de macroorganismos y con el ambiente, todo lo cual engloba y define el ecosistema. Se denomina biomasa a la cantidad de seres vivos que se distribuyen de manera diferente según la localización geográfica. Y potencial biótico es la capacidad que poseen los seres vivos, para producir descendientes capaces de llegar a convertirse en adultos. Parásitos: Seres que parte o totalidad de su existencia viven o dependen otro organismo generalmente más complejo, el huésped, se establece un vínculo con grado de relación “especificidad parasitaria”. Parasitismo: involucra todos organismos que pueden vivir sobre seres humanos (bacterias, virus, hongos y parásitos) pero campo de parasitología médica comprende protozoos y metazoos que afectan hombre Factores que pueden limitar a los microorganismos: Agua libre. (Este requerimiento de agua libre no lo tienen todos los microorganismos). Energía. Presión. Nutrientes. Temperatura (hace que cambien drásticamente las enzimas haciendo que se produzcan rápidamente las reacciones). Los organismos pueden competir por: Nutrición: Por las fuentes de carbono, nitrógeno, fósforo y hierro. Espacio. Oxigeno u otro aceptor final de electrones. Luz. Relaciones microbianas Neutra: Neutralismo: Existe cuando hay organismos diferentes pero dados a sus necesidades no requiere competir, por ejemplo: microorganismos de la flora digestiva del intestino grueso. Inquilinismo: Ocurre cuando un ser se aloja en otro sin dañarlo y sin depender de el para alimentarse. Positiva: Mutualismo: Es una relación en la que ambos obtienen beneficio reciproco, el mutualista y el huésped dependen metabolitamente uno del otro, por ejemplo: E. Collie y bateroides. Comensalismo: Es la asociación en que un simbionte, el comensal se beneficia, mientas que el otro (huésped) ni se perjudica ni beneficia, por ejemplo: flora de la piel (bacterias, que se benefician por los nutrientes) y huésped (ni se perjudica ni beneficia). Las cadenas tróficas: Es la degradación de macromoléculas. Liberación de factores de crecimiento: vitamina aa’s o vitamina K que sirve para la coagulación, hay algunos microorganismos dependiente de la vitamina K. Degradación de sustancias toxicas: antibióticos. Superficies adecuadas para la proliferación. Simbiosis: Asociación íntima entre dos o más organismos diferentes (puede ser beneficial o perjudicial). Ambos microorganismos se benefician y no podrían sobrevivir en un ambiente dado sin la interacción, donde tienen dependencia fisiología mutual, dura en el tiempo y favorece el crecimiento, por ejemplo: linguenes y protozoos con algas dentro. Negativa: Antagonismo: Cuando un organismo se afecta adversamente el medio en el que vive el otro. Los antibióticos son diferentes de la antibierocina ya que la función de esta es selectiva y la de los antibióticos es arrasar con todo lo que tiene adelante. Predación: El predador fagocita o ataca a su presa, generalmente la presa muere. Los paracitoides ciliados, son grandes predadores de bacterias. Muy importante ecológicamente en los ambientes marinos, están en la base de la cadena trófica y el ciclado de nutrientes. 1 UABP 3 Microbiologia Parasitismo: Se diferencia de simbionte, no solo porque vive a expensas de otro organismo sino que también le produce un daño. En esta relación el cuerpo del huésped se puede considerar como un microambiente que protege y mantiene el crecimiento y multiplicación del organismo parasito. Entre el huésped y el parasito se reduce una relación conocida como especificidad parasitaria. La estructura celular que caracteriza a los parásitos. Es la célula eucariota, un parasito puede estar formado por una sola célula (protozoo) donde el citoplasma es una masa coloidal y presenta el cuerpo del organismo, en algunas especies se puede diferenciar una parte interna, granulosa y vacuolaza llamada endoplasma y otra externa, hialina refriente que él es ectoplasma, también están las células puedan agruparse en órganos y sistemas que desempeñen funciones distintas (metazoos). Asociaciones biológicas Isoespecíficas (individuos misma especie) Comunidades: Viven juntos obtener alimento, conservan individualidad. Homomorfas y sólo se diferencian por sexo (rebaños, manadas, bandadas). Colonias: Viven juntos, pero son independientes, no pueden subsistir solos. Diferencias entre sí dependen forma, sexo y función que cumplen (enjambres, hormigueros, avisperos). Aniso- heteroespecíficas o simbiosis (individuos distintas especies) Parasitismo: Un ser vivo se aloja en otro que pertenece a una especie diferente (huésped) del cual se alimenta. Comensalismo: Sólo una obtiene beneficio, ninguna sufre daño. Ejemplo: rémoras que viven adheridos dorso tiburones, amebas no patógenas como Entamoeba coli intestino humano. Inquilinismo: Un ser se aloja en otro sin dañarlo ni depender para alimentarse. Ejemplo: peces que viven cuerpo ciertos equinodermos para nutrirse. Mutualismo: Beneficio mutual, sin la cual no podrían subsistir. Ejemplo: protozoos ciliados que degradan celulosa en rumen rumiantes. Saprofitismo: Designar utilización sustancias origen animal en descomposición. Los parásitos suelen ser clasificados, de acuerdo con su comportamiento biológico: De acuerdo con su grado de parasitismo: Permanentes. Periódicos. Temporarios. Estos son parásitos que deben necesariamente vivir gran parte de su desarrollo en su huésped. Es condición indispensable para su vida. Si esta necesidad dura toda la vida del parasito se los llama permanentes, cuando se comportan como parásitos obligados solamente duran algún periodo de su ciclo evolutivo se los llama periódicos y temporarios son los que en el momento de procurarse alimentos hacen vida libre durante el resto de su vida. Según la mayor o menos exigencia a la vida parasitaria: Obligatorios: Son los que no pueden prescindir de la vida parasitaria Facultativos o Saprofitos: Son los que viven sobre la materia orgánica en descomposición. Accidentales: Se implanta transitoriamente, en condiciones fortuitas, en diferentes huéspedes, con mayor frecuencia en animales. En relación a las específicas parasito – huésped: Estenoxenos: Tienen una elevada selectividad de huésped. Tan específica es esta exigencia que la identificación del parasito conduce a la identificación del hospedador. Eurixenos: Pueden infectar a diversas especies animales. Oligoxenos: Presentan un grado intermedio de especificad parasito huésped. Según las especifidades alimentarias: Estenotroficos: Son aquellos que tienen exigencias para un único alimento. Euritroficos: Se alimentan de las diferentes sustancias que se encuentran en contacto con el organismo hospedador. 2 UABP 3 Microbiologia Según el número de huéspedes necesarios para el ciclo evolutivo. Monoxenos: Son aquellos que completan su ciclo evolutivo parasitando un único hospedador. Pueden ser obligatorios o facultativos y permanentes, periodos o temporarios. Autoxenos: Son parásitos para los que un mismo organismo desempeña el papel de huésped definitivo e intermediario, ocupando los adultos una localización y las larvas otra. Heteroxenos: Necesitan dos o más hospedadores para que su evolución se complete. Según las anormalidades de localización: Cavitarios: Son aquellos que habitualmente encontramos en el interior de cavidades del organismo y en la luz de órganos como el intestino delgado y grueso. Tisulares: Son parásitos de la sangre, linfa y liquido intersticial de los diferentes tejidos desde el conjuntivo hasta el SNC. Conforme a la posición que ocupa en el organismo: Ectoparásitos: Viven sobre la superficie del cuerpo de los hospedadores, parasitan piel, faneras y mucosas de las cavidades abiertas hacia el medio externo. Endoparásitos: Son aquellos que viven dentro del cuerpo del hospedador. Citoparasitos: Son parásitos obligatoriamente endocelulares. Histoparasitos: Son parásitos de los tejidos, no obligatoriamente endocelulares. Hemoparasitos: Son aquellos que transitoriamente son observados en la sangre. Huésped Seres implicados ciclo evolutivo parásitos a los cuales reciben o alojan. Según forma evolución (directa o indirecta) propia cada parásito los hospedadores reciben diferentes nombres. Tipos: Definitivo (HD): Aquel que alberga forma adulta capaz reproducirse. Intermediario (HI): Alberga forma larval parásito. Accidental (HA): No se halla involucrado ciclo natural parasitosis. Paraténico o de transporte (HP): Accidental en el cual parásito no evoluciona, no continúa ciclo habitual, pero puede sobrevivir alojado tejidos. Adaptaciones biológicas Mayoría carece órganos sentidos desarrollados y sistema nervioso rudimentario. Aparato digestivo, cuando existe adaptado absorción alimentos ya digeridos. Aparato circulatorio, respiratorio y de excreción muy simples. Algunos adquirieron medios fijación ventosas, ganchos, etc. Gran actividad reproductiva necesaria para contrarrestar número que se pierden durante invasión nuevos hospedadores. Su morfología puede estar modificada para facilitar contacto con los órganos del hospedador. Biología parasitaria Eucariota, con gran contenido hidratos carbono (glucógeno principalmente y se postula que utilizado como fuente de energía cuando se encuentra ambiente pobre oxígeno). Sobre proteínas destacamos las funcionales agrupadas actualmente como grupos enzimáticos denominados zimodemas y estructurales como queratina y esclerotina (estudiadas por carácter antigénico). Energía para metabolismo mayoría mediante procesos anaeróbicos. Artrópodos son aerobios. Ciclos biológicos Ciclo de vida con conjuntos de procesos que cumplen los parásitos para llegar huésped, desarrollarse en él y producir formas infectantes que perpetúen la especie. Directo: Tiene un solo huésped a cuyo organismo llega sin intervención ningún otro ser. Indirecto: Los parásitos necesitan, para completar su evolución, un huésped que albergara la forma adulta del parasito (huésped definitivo) y uno o más huéspedes intermediarios donde se desarrollaran las demás formas evolutivas del mismo parasito. Para llegar huésped definitivo pasaje activo cuando penetra por sus propios medios y pasivo cuando transportado. Fuentes de infección Abarca agua y suelo contaminados, alimentos, insectos hematófagos, animales domésticos o silvestres que albergan parásito, otras personas o sus vestidos y autoinfecciones repetidas. 3 UABP 3 Microbiologia Reservorios Especies (hombre, animales, vegetales), suelo o materias orgánicas que contengan parásitos u otros microorganismos que puedan vivir y multiplicarse en ellos. Son fuentes de infección hospedador susceptible. Vectores Artrópodo o animal invertebrado que transmite un parásito al huésped, los hay: Portadores mecánicos: Aquellos en que patógeno transportada superficie vector, el cual es transportador simple y no indispensable para sobrevida del mismo (moscas, cucarachas). Portadores biológicos: Evolucionan o se multiplican en ellos, desarrollando alguna fase de su evolución, es indispensable (vinchucas, simúlidos). Vías infección Para ingresar: digestiva, respiratoria, cutánea y mucosa, orificios cavidades naturales, transplacentaria, por contacto sexual y transfusional. Sólo es posible transmisión si ha alcanzado desarrollo “forma infectante”. Acción sobre hospedador. Diferentes maneras según tamaño, número, localización, entre otras: 1. Mecánicos. Obstrucción y compresión (intestino o vías biliares por Ascaris). 2. Traumáticos. Por el actúan artrópodos hematófagos, helmintos que lesionan tejidos, larvas algunos nematodos pulmón. Muchas veces implica acción infecciosa dado que arrastran consigo o abren puerta microorganismos patógenos. 3. Bioquímicos. Algunos producen sustancias tóxicas o metabólicas capaces destruir tejidos. 4. Inmunológicos. Reacciones hipersensibilidad inmediata o tardía frente parásitos y productos excreción. 5. Expoliativos. Consume elementos propios del hospedador (tenias). Reacción huésped Inflamatorias (termina con cicatrización, repara lesiones traumáticas y fagocitosis destruye algunos parásitos); hipertrofia (órganos como bazo, ganglios) e hiperplasia tejido conjuntivo tiende aislarlos parénquima órganos formándoles envoltura quística con eosinófilos y células gigantes; metaplásicas (epitelio es sustituido por otro); neoplásicas (por acción irritativa y tóxica) y humorales (parásitos y sus toxinas actúan como antígenos dando lugar formación anticuerpos). Ciclo biogeoquímico. Resultado de un conjunto de procesos biológicos y químicos durante el reciclado elementos esenciales sistemas vivos (especialmente C, S, N y Fe), a menudo implican reacciones oxido-reducción. Diversos microorganismos intervienen decisivamente en reciclado ciclo y muchas veces son los únicos capaces regenerar. Crecimiento microorganismos en naturaleza depende recursos y condiciones, las diferencias de estos en un hábitat definen nicho cada organismo particular. Microambiente son heterogéneos y condiciones pueden cambiar muy deprisa, contribuyendo al aumento diversidad microbiana en espacio relativamente pequeño físico. Comúnmente los recursos entran ecosistema manera intermitente, suelen llevar situaciones gran abundancia alternados con escases nutrientes por lo que han desarrollado sistemas bioquímicos que pueden almacenar polímeros como reserva. Crecimiento microbiano en superficies Importancia dado que adsorben nutrientes, suelen ser muy superiores concentraciones de nutrientes a la de toda solución y por ende hay mayor cantidad microorganismos. Biofilmes Las superficies suelen tener importancia como habitar microbiano debido a que adsorben nutrientes. En el microambiente de una superficie, las concentraciones de nutrientes son superiores a las de toda la solución. Los microorganismos crecen incluidos en biofilmes que son microcolonias revestidas de células bacterianas adosadas a una superficie mediante polisacáridos adhesivos excretados por las propias células. Los biofilmes atrapas nutrientes para el crecimiento de las poblaciones microbianas y ayudan a impedir el desprendimiento de las células que crecen sobre las superficies expuestas a corrientes de líquido. Estos estan formados por numerosas capas de microorganismos, que pueden ser observados por 4 UABP 3 Microbiologia microscopia laser confocal. Sus cuerpos se encuentran protegidas de ataques del sistema inmune y antibióticos, y suelen fracasar en su intento de penetrarlo. Protozoos Organismos unicelulares, algunos de vida libre y otros de animales y plantas. Los que parasitan al hombre son microscópicos. Se distingue forma activa: trofozoito (membrana, citoplasma y núcleo). Citoplasma masa coloidal que a veces diferencia parte interna granulosa y vacuolada o endoplasma y externa hialina ectoplasma. Mitocondrias y sustancias nutritivas reserva: cuerpos cromatoidales. Núcleo esférico u ovoide. Ejerce actividad fisiológica mediante forma vegetativas. Movilidad por flagelos, cilios, seudópodos o movimientos ondulantes y deslizantes cuerpo celular. Reproducción sexuada compleja, son ciclo biológico directo o indirecto con artrópodo vector. Reproducción Asexuada Fisión binaria: Más frecuente (amebas, flagelados, ciliados). Se divide primero núcleo y luego citoplasma dos células hijas. Fisión múltiple (esquizogonia): División múltiple núcleo con migración a la periferia del citoplasma y formación de esquizontes con número variable merozoítos. Célula huésped se destruye y merozoítos repiten proceso o producen gametas. Endodiogenia: Proceso de brotación interna que da lugar formación dos células hijas que ocupan todo citoplasma célula madre que termina por desaparecer. Sexuada Singamia: Unión dos células haploides para formar huevo o cigoto. Conjugación: Intercambio material nuclear células progenitoras que se observa sólo ciliados. Metazoos Puede haber variantes: sexos separados (dioicos) y luego fecundación hembra, elimine huevos (ovípara) o embriones (vivípara); ser hermafroditas y eliminen huevos; que desarrollen óvulos no fecundados que originarán larvas y evolucionarán adultos sexualmente diferenciados (partenogenéticos). Helmintos Término taxonómico que designa cualquier gusano-parásito. Seres multicelulares (metazoos) ampliamente distribuidos naturaleza. Plathyhelmintha o gusanos planos: Aplanados sin cavidad corporal, aparato digestivo rudimentario, reproductor muy desarrollado, hermafroditas excepto esquistosomas. Excretor actúa como osmorregulador y termorregulador. Nervioso rudimentario. Sin circulatorio ni respiratorio, mayoría anaerobios facultativos. Phylum Nematoda o gusanos cilíndricos: Cavidad corporal, tubo digestivo completo, sistema nervioso más desarrollado y son por sexo separado (hembras más grandes que machos). Sin circulatorio ni respiratorio. Hábitat aparato digestivo, serosas, tejido celular subcutáneo, vasos sanguíneos y linfáticos y parénquima algunas vísceras. Phylum Acanthocephala o gusanos de cabeza espinosa: Cilíndricos sexo separado, infección hombre rara. Organismos fotótrofos utilizan luz solar y quimiolitotrofos obtienen energía de donadores inorgánicos electrones (H2, Fe+2, NH3). Flora del aparato urinario Salvo la Ureta anterior, el aparato urinario es estéril, la orina contribuye a mantener la vía libre gérmenes debido al arrastre, pH y la osmolaridad. El sector anterior uretral se coloniza con gérmenes perineales, los cuales son eliminados con la micción, razón por la cual en los urocultivos se usa la parte media del chorro. En la mujer la long uretral y su proximidad con el ano explican, en parte, la mayor incidencia de las mismas a infecciones urinarias. 5
