BACTERIAS: Definición: son microorganismos, unicelulares, procariotas, y microscópicos ( miden entre 0,1 –10 micras). Se reproducen por fisión binaria ( división sencilla ) Las bacterias son a menudo malignas y es la causa de enfermedades en los humanos y en animales. Sin embargo, ciertas bacterias, producen antibióticos ,otras viven simbióticamente en los intestinos de animales (inclusive en los humanos) o en otra parte de sus cuerpos, en las raíces de ciertas plantas, convierten el nitrógeno en una forma utilizable, Las bacterias juegan un papel fundamental en la naturaleza y en el hombre..Las bacterias son de inmensa importancia a causa de su extrema flexibilidad, la capacidad para el crecimiento y la rápida reproducción. Como toda célula procariota ,casi todas las clases de bacterias poseen una capa protectora resistente llamada pared célular, esta le da su forma y le permite vivir en una amplia gama de ambientes. La pared célular da a la bacteria su forma ,algunas especies están además rodeadas por una cápsula, esta hace a la célula resistente a los productos químicos destructivos. Todas las bacterias tienen una membrana celular dentro de la pared célular. Las pequeñas moléculas del alimento se incorporan a la célula a través de poros de esta membrana, pero las moléculas grandes no la pueden atravésar. Dentro de la membrana está el citoplasma, este contiene productos químicos llamados enzimas, que ayudan a dividir el alimento y construyen partes de la célula. Como todas las células, estas contienen ADN que controla el crecimiento de la célula, la reproducción, y el resto de las actividades. El ADN ,de una célula bacteriana forma un área del citoplasma llamado el nucleoide.

Espora bacteriana. Ciertas bacterias grampositivas pueden sintetizar un órgano de resistencia ( ESPORA)que les permite sobrevivir en condiciones más desfavorables, y se transforma de nuevo en una forma vegetativa cuando las condiciones del medio vuelven a ser favorables. Esta espora, bien estudiada gracias a la microscopia electrónica, contiene la información genética de la bacteria la cual está protegida mediante dos cubiertas impermeables. Se caracteriza por su marcado estado de deshidratación y por la considerable reducción de actividades metabólicas, lo que contrasta con su riqueza enzimática. La facultad de esporular está sometida a control genético y ciertos gérmenes pueden perderla. La germinación de las esporas es siempre espontánea. Da lugar al nacimiento de una bacteria idéntica al germen que había esporulado. Microbiología – CENT N° 74 _ ATSA

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Clasificación : hay distintas maneras de clasificarlas : forma , tinción, requerimientos de oxigeno, temperatura de crecimiento. FORMA:  Cocos: diplococos, cocos en cadena, cocos en racimos  Bacilos : bastones largos  Espirilos

TINCION: la coloración de Gram es una tinción diferencial , por que no todas las células se tiñen de la misma manera y permite discriminar entre dos grandes grupos de bacterias : Gram + ( positivas ) y Gram – ( negativas) . Las bacterias gram positivas tienen su pared celular rica en péptidos y es muy gruesa, fija el colorante Violeta de Genciana y por lo tanto se tiñen de violeta las Gram negativas tienen su pared celular peptidoglican fosfolipidos y lipopolisacaridos , es muy fina, fija el color fucsia dado por el colorante Fucsina básica. 

Gram positivos -------- violeta



Gram negativas--------

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fucsia

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REQUERIMIENTO DE OXIGENO: esta clasificación se basa en los requerimientos químicos que tiene las bacterias para crecer. -

Aerobios estrictos: necesitan oxigeno para crecen. Anaerobios: Anaerobios estrictos: crecen en ausencia de oxígeno, para ellos el oxígeno es tóxico. Anaerobios facultativos: pueden crecer en presencia o en ausencia de oxígeno. Pero crece más rápido en presencia de pocas cantidades de oxígeno.

-

SEGÚN LA TEMPERATURA A LA QUE CRECEN:   

Psicrofilas: crecen entre 0 – 15 ° C Mesó filas: crecen entre 15 – 45 °C ( son las que infectan al hombre) Termo filas: crecen entre 45 – 70 ° C

Reproducción: se reproducen por fisión binaria : el material genético se duplica y la bacteria se alarga , luego se estrecha en el medio y se divide formándose dos células hijas igual a la madre. En condiciones favorables 1 cedula se divide cada 30 mim y por lo tanto a las 15 horas habrá aproximadamente 1.000 millones de células iguales.

Reproducción asexuada por bipartición

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Nutrición y crecimiento bacterianos. Las bacterias necesitan de un aporte energético para desarollarse.  Se distinguen distintos tipos nutricionales según la fuente de energía utilizada: las bacterias que utilizan la luz son fotótrofas y las que utilizan los procesos de oxirreducción son quimiótrofas. Las bacterias pueden utilizar un sustrato mineral (litótrofas) u orgánico (organótrofas). Las bacterias patógenas que viven a expensas de la materia orgánica son quimioorganótrofas.

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 La energía en un sustrato orgánico es liberada en la oxidación del mismo mediante sucesivas deshidrogenaciones. El aceptor final del hidrógeno puede ser el oxígeno: se trata entonces de una respiración. Cuando el aceptor de hidrógeno es una sustancia orgánica (fermentación) o una sustancia inorgánica, estamos frente a una anaerobiosis.  Además de los elementos indispensables para la síntesis de sus constituyentes y de una fuente de energía, ciertas bacterias precisan de unas sustancias específicas: los factores de crecimiento, elementos indispensables para el crecimiento de un organismo incapaz de llevar a cabo su síntesis. Las bacterias que precisan de factores de crecimiento se llaman "autótrofas". Las que pueden sintetizar todos sus metabolitos se llaman "protótrofas". El crecimiento bacteriano es proporcional a la concentración de los factores de crecimiento. Se puede medir el crecimiento de las bacterias siguiendo la evolución a lo largo del tiempo del número de bacterias por unidad de volumen. Se utilizan métodos directos como pueden ser el contaje de gérmenes mediante el microscopio o el contaje de colonias presentes después de un cultivo de una dilución de una muestra dada en un intervalo de tiempo determinado. Es posible distinguir cuatro fases de crecimiento microbiano: 1) fase de latencia o de retardo 2) fase exponencial 3) fase estacionaria 4) fase de muerte

En la fase de latencia existe un aparente reposo en el que las células sintetizan las enzimas necesarias para la actividad metabólica que deben llevar adelante, interiormente las células trabajan activamente adaptando el equipo enzimático al medio de cultivo. La bacteria se prepara para hacer uso de los nutrientes que este medio le aporta, por lo tanto es la fase de adaptación al medio, con aumento de la masa celular pero no del número de células. La edad del inóculo va a influir en el tiempo de latencia en el medio fresco debido a la acumulación de materiales tóxicos y a la falta de nutrientes esenciales dentro de la célula durante el crecimiento anterior. En general, inóculos viejos alargan la fase de latencia. Pasado este período, el cultivo entra en la denominada fase de crecimiento exponencial, donde la velocidad de crecimiento es máxima. La velocidad de crecimiento que alcanza un Microbiología – CENT N° 74 _ ATSA

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cultivo, depende del tipo de microorganismo que se trate y diversos factores ambientales como son la temperatura, el pH, oxigenación, etc. La velocidad de crecimiento comenzará a disminuir hasta hacerse nula cuando alcance la fase estacionaria, ya que cambios en la composición y concentración de nutrientes entre el cultivo del inóculo y el medio fresco pueden desencadenar el control y la regulación de la actividad enzimática. Esta fase se presenta por agotamiento del suministro de algún nutriente esencial o por acumulación de productos metabólicos que sean tóxicos. También puede ser por la disminución de la oxigenación o cambios en las condiciones de pH del medio de cultivo (acidificación o alcalinización): En esta fase se equilibran el número de células nuevas con el número de células que mueren. Por último, el cultivo entra en la fase de muerte, en la que el número de células que mueren se va haciendo mayor. Las más importantes son la fase de latencia (que depende del estado fisiológico de los gérmenes estudiados) y la fase exponencial, en la que la tasa de crecimiento es máxima. El crecimiento se para como consecuencia del agotamiento de uno o varios alimentos, de la acumulación de sustancias nocivas, o de la evolución hacia un pH desfavorable: se puede obtener una sincronización en la división de todas las células de la población, lo que permite estudiar ciertas propiedades fisiológicas de los gérmenes.

Requerimientos Químicos: Los principales macronutrientes son  El Agua ya que es el solvente donde ocurren las reacciones químicas y enzimaticas de la celula y es indispensable para el desarrollo del microorg.  Carbono: se usa para sintetizar los compuestos organicos requeridos para las estructuras y funciones de la celula bacteriana. 50% peso seco de la célula y es obtenido a partir de compuestos orgánicos o de CO2 atmosférico  Nitrogeno: es utilizado para la síntesis de aminoácidos. más abundante en la atmósfera. Es muy fácil de obtenerlo  Azufre: se usa en la síntesis del aminoácido cisteina  Magnesio : estabiliza la membrana plasmático, los ribosomas y los ácidos nucleicos.  Iones inorgánicos: potasio ( K) , sodio ( Na) , calcio ( Ca)  Oxigeno Los micronutrientes: se requieren en tan poca cantidad que ya sirven con las cantidades que hay en los macronutriente.  Co: forma parte de la vitamina B-12  Zn, Se, Cu…: actúan de cofactores de enzimas  Mn: actúa de activador de enzimas. Factores de crecimiento. Compuestos orgánicos que son requeridos por la célula en bajas cantidades.  Vitaminas: función de formar parte de coenzimas. Estas son requeridas por las vitaminas para realizar una actividad.  Aminoácidos: formar proteínas  Purinas: forman parte de los ácidos nucleicos.  Pirimidinas: forman parte de los ácidos nucleicos. Microbiología – CENT N° 74 _ ATSA

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Requerimientos Físicos:  Temperatura: todos los microorganismos tienen una temperatura optima para crecer y de acuerdo a ella se clasificaban en: Termofilos, Mesofilos y Psicrofilos.  PH: lo mismo sucede con el pH, pueden ser acidofilos ( 1 – 5 9, neutrofilos ( 5,5 –8,5 9 o alcalofilos ( 9 – 10 )

Relaciones entre la bacteria y su huésped. Ciertas bacterias viven independientes . Otras son parásitas. Y otras pueden vivir en simbiosis con su huésped ayudándose mutuamente o como comensales (sin beneficio). Pueden ser patógenas, es decir, vivir de su huésped. La virulencia es la aptitud de un microorganismo para multiplicarse en los tejidos de su huésped (creando en ellos alteraciones). La virulencia parece ser función del huésped (terreno) y del entorno (condiciones climáticas). La puerta de entrada de la infección tiene igualmente un papel considerable en la virulencia del germen. El poder patógeno es la capacidad de un germen de implantarse en un huésped y de crear en él trastornos. Está ligada a dos causas: - La producción de lesiones en los tejidos mediante constituyentes de la bacteria, como pueden ser enzimas que ella excreta y que atacan tejidos vecinos o productos tóxicos provenientes del metabolismo bacteriano. - La producción de toxinas. Se puede tratar de toxinas proteicas (exotoxinas excretadas por la bacteria, transportadas a través de la sangre y que actúan a distancia sobre órganos sensibles) o de toxinas glucoproteicas (endotoxinas), estas últimas actuando únicamente en el momento de la destrucción de la bacteria y pudiendo ser responsables de choques infecciosos en el curso de septicemias provocadas por gérmenes gramnegativos en el momento en que la toxina es brutalmente liberada. A estas agresiones microbianas, el organismo opone reacciones defensivas ligadas a procesos de inmunidad, mientras que el conflicto huésped-bacteria se traduce por manifestaciones clínicas y biológicas de la enfermedad infecciosa Al hablar de infección solemos referirnos a la presencia de un modo prolongado de un microorganismo dentro del cuerpo, y a su multiplicación. La enfermedad se da cuando debido a la infección se producen manifestaciones. En general, los modos en los que una persona adquiere una infección por virus o por bacterias son similares.

Recolección y Toma de Muestra: En el campo de las enfermedades infecciosas los resultados de las pruebas de laboratorio dependen principalmente de la calidad de la muestra , del tiempo en que se colecta y del cuidado que en ella se pone en el transporte y su procesamiento  Debe ser obtenida del sitio mas adecuado  Preferiblemente antes de comenzar la antibiótico terapia  Conservarse en medio de transporte hasta su procesamiento ( con excepción de las orinas que se deben refrigerar y los líquidos de punción que se deben trasportar sin medios de transporte) .

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Métodos de Diagnostico:

El diagnostico microbiológico se lleva a cabo mediante un conjunto de procedimientos y/o técnicas que establecen la etiología del agente productor de la enfermedad en forma directa o indirecta.  DIRECTOS: consiste en demostrar la presencia del microorganismo, algún componente del mismo o sustancias del metabolismo y/o su genoma    

Microscopia: puede ser examen en fresco o tinción Cultivo: crecimiento en medios de cultivo Técnicas inmunológicas ( ELISA; etc) en busca de Ag PCR ( reacción en cadena de la polimerasa) genética

 INDIRECTOS: consiste en demostrar la huella inmunológica ( Ac circulantes o hipersensibilidad retardada) que el agente a dejado en su contacto con el sistema inmunológico del huésped. Estos métodos necesitan de sueros pareados o sea dos muestras de suero sanguíneos obtenidas entre 15 y 21 días de diferencia. Se informa en TITULOS (Titulo es la mayor dilución del suero del paciente en la cual aún se puede detectar los anticuerpos contra un germen determinado. ) Se considera que hay infección reciente cuando se registra un aumento del Título de Anticuerpos en 2 o más diluciones de suero (Ej. de 1/16 a 1/64); entonces consideramos que hay una infección resiente Decimos que se produjo una seroconversión cuando los niveles de Anticuerpos superen 4 veces los valores del Título  ELISA  Inmunofluorescencia  Inmunodifusion  Contrainmunodifusion  Inmunomicroscopia  Fijación de complemento TRATAMIENTO: El tratamiento específico de las infecciones producidas por las bacterias es generalmente la utilización de antibióticos. Para cada bacteria existen antibióticos más adecuados que otros. Para identificar cuál o cuáles son las bacterias que están causando una infección, el médico suele tomar muestras que luego serán estudiadas en el laboratorio de microbiología Antimicrobianos. son aquellas sustancias capaces de destruir un microorganismo sensible o susceptible , sin la participación de las defensas inmunohumorales o celulares. Son compuestos químicos que son tóxicos para los microorganismos. Dentro de estos hay unos componentes quimioterapéuticos y que tienen características peculiares que es la de tener una toxicidad selectiva, lo que significa que es tóxico frente al microorganismo pero no frente al huésped que lo contienen. Podemos hacer una clasificación general. Dos grupos en función de que inhiban el crecimiento de los microorganismos o que los maten. Pueden ser:  Bacteriostáticos inhiben a bacterias  Bactericida matan a bacterias Microbiología – CENT N° 74 _ ATSA

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Los ATB se pueden clasificar de distintas maneras pero la más importante es según el sitio de acción en la bacteria.  Inhiben la síntesis de la pared celular: Betalactamicos: penicilina, cefalosporinas ( de 1°, 2°,3° generación), monobactamicos ( aztreonam) , carbapenems ( Imipenem, meropenem) Glucopeptidos: Vancomicina, teicoplasmina  Alteran la permeabilidad de la membrana celular: Polipeptidicos: colistin , polimixina  Inhiben la síntesis proteica: Aminoglucosidos : gentamicina, amikacina, estreptomicina , neomicina, etc Tetraciclina Cloranfenicol Macrolidos: Eritromicina, claritromicina, azitromicina  Alteran la información genetica: Quinolonas : Acido nalidixico, norfloxacina, ciprofloxacina. Rifampicina Metronidazol  Los que actuan por competencia metabólica: TMS (trimetroprima-sulfametoxazol) ANTIBIOGRAMA : Sirve para registrar la susceptibilidad de un determinado germen a los ATB. Se define como el conjunto de procedimientos que permiten determinar la sensibilidad in vitro de un microorganismo frente a un determinado ATB Cuando la resistencia bacteriana comenzó a ser un fenómeno frecuente (debido al mal uso de los ATB) adquirió gran importancia el empleo de pruebas de sensibilidad antimicrobianas, ya que estas nos permiten determinar la respuesta a ellos por parte de cepas individuales dentro de cada especie. El empleo de ATB para cada antibiograma se debe decidir en función de : la especie aislada, de los ATB disponibles en la institución y del foco de la infección.

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RESISTENCIA BACTERIANA A LOS ATB : Debido al uso excesivo, inadecuado, frecuente e irracional de los ATB, las bacterias las bacterias se volvieron más resistentes a ellos; esto contribuyó a la selección de especies resistentes y a la aparición de microorganismos multiresistentes, que ante el vacío ecológico creado por el mal uso de ATB, encuentran condiciones favorables para la multiplicación y proliferación Los diferentes tipos de resistencia son : a. b. c. d.

Resistencia Natural Resistencia Secundaria Resistencia Mutacional Resistencia Transferible

INFECCION BACTERIANA El proceso infeccioso resulta de un desequilibrio en la relación entre el microorganismo y el huésped (ser humano). El grado de severidad de la infección varía de acuerdo a la agresividad del microorganismo y al estado inmunológico del huésped para hacer frente a dicha infección. Algunos agentes infecciosos son de por sí altamente agresivos, independientemente del nivel de defensas del individuo. Otros microorganismos, si bien no producen una infección seria en un paciente previamente sano, se hacen potencialmente agresivos cuando encuentran un individuo con sus defensas disminuidas.

Al infectar las bacterias cualquier tejido del organismo, se produce una afluencia de glóbulos blancos fundamentalmente de tipo polimorfonuclear (neutrófilos), los que fagocitan a estos microorganismos agresores.

Un cierto número de bacterias pueden sobrevivir, multiplicándose dentro de los glóbulos blancos los que en un determinado momento son lisados (estallan), liberando al medio que los rodea una gran población de bacterias infectantes.

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A partir del proceso inflamatorio se liberan al medio sustancias que atraen gran cantidad de polimorfonucleares al área, lo cual conduce a la intensificación de la inflamación.

La presencia de un mayor número de glóbulos blancos neutrófilos lleva a que una importante cantidad de bacterias se rodeen de una cápsula resistiendo de esta manera la fagocitosis a partir de los leucocitos.

La protección que ofrece la cápsula a las bacterias amenazadas por los glóbulos blancos, les permite además multiplicarse, aumentando su número e intensificando el grado de la inflamación.

Determinados glóbulos blancos producen anticuerpos, fundamentalmente del tipo opsonizante, que permiten una adecuada fagocitosis y lisis bacteriana, deteniendo de esta manera la agresión y dando fin al proceso inflamatorio.

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La siguiente tabla muestra algunas enfermedades humanas producidas por bacterias: Enfermedad

Agente

Principales síntomas

Brucelosis

Brucella spp.

Fiebre ondulante, adenopatía, endocarditis, neumonía.

Carbunco

Bacillus anthracis

Fiebre, pápula cutánea, septicemia.

Cólera

Vibrio cholerae

Diarrea, vómitos, deshidratación.

Difteria

Corynebacterium diphtheriae

Fiebre, amigdalitis, membrana en la garganta, lesiones en la piel.

Escarlatina

Streptococcus pyogenes

Fiebre, amigdalitis, eritema.

Erisipela

Streptococcus spp.

Fiebre tifoidea

Salmonella typhi, S. paratyphi

Fiebre, eritema, prurito, dolor. Fiebre alta, bacteriemia, cefalalgia, estupor, tumefacción de la mucosa nasal, lengua tostada, úlceras en el paladar, hepatoesplenomegalia, diarrea, perforación intestinal.

Streptococcus pneumoniae, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Mycoplasma spp., Chlamydia spp. Tuberculosis Mycobacterium tuberculosis Neumonía

Tétanos

Clostridium tetani

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Fiebre alta, expectoración amarillenta y/o sanguinolenta, dolor torácico.

Fiebre, cansancio, sudor nocturno, necrosis pulmonar. Fiebre, parálisis.

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