Microbiología

Universidad Central del Paraguay-2014-

Dr. Luis E. Paniagua A.

• Microbiología: Definiciones. Aspectos Históricos. Microorganismos: concepto. Nomenclatura. • Unidades de medida. • Microbiología oral: concepto, importancia.• Microorganismos y evolución biológica. • Organización celular de eucariotas y procariotas. • Diversidad bacteriana y ecosistemas. Taxonomía

bacteriana.• Bacteriología: Generalidades.

Microbiología Concepto

• Animálculos: Antony Van Leeuwehock visualizo del material tomado de su boca microorganismos a los que denomino de esta manera• Microbiología: el termino microbiología de

micro = pequeño, bios = vida y logos = estudio; fue acuñado por Luis Pateur para incluir el estudio de los organismos que solo eran visibles al microscopio y que se designaron como microorganismos, microbios o gérmenes

•Hace 3.800 millones de años aparecía en la tierra la primera bacteria.

• Los microbios como masa biológica

• ¿Podemos convivir con los microorganismos?

Redi (1668) demostró que los insectos no nacen por generación espontanea

Larvas

Huevos

No larvas

Moscas

Carne

Gasa

Anton van Leuwenhoek(1632-1723)

Spallanzani (1729-1799) Continuando el estudio de Redi, Spallanzani demostró que no existe la generación espontánea de la vida, abriendo camino a Pasteur.

médico húngaro de origen alemán que consiguió disminuir drásticamente la tasa de mortalidad en un 70 % por sepsis puerperal entre las mujeres que daban a luz en su hospital mediante la recomendación a los obstetras de que se lavaran las manos con una solución de cal antes de atender los partos.

Jenner: descubre la vacuna antivariolica

Josep Lister – 1867 desarrolló mediante calor la práctica quirúrgica de la asepsia y la antisepsia, mejorando notablemente la situación postoperatoria de los pacientes

Louis Pasteur1822-1895

La obra de Luis Pasteur• Teoría de las fermentaciones.

• Vinos y cervezas.• Pasteurización.

• Enfermedades Infecciosas.

• Del gusano de seda.• Carbunco en animales.• Rabia humana.

• Prevención de las E. I.

• Vacunas

Robert Koch: Descubrimientos bacteriológicosPostulados de Koch de la teoría microbiana de la enfermedadAislamiento de los organismos responsables del carbunco, tuberculosis y cólera

Alexander Fleming - 1928

Microbiología oral

• W. Miller 1880: considerado el padre de la microbiología bucal. Expuso la teoría microparasitaria, en la cual los microorganismos acidogenos producen ácidos que desmineralizan el esmalte y la dentina• L. Williams 1897: encontró acumulaciones de bacterias

adheridas al esmalte cariado en las zonas de caries incipiente• G. Black 1898. Placa dental• R. Stephan 1944. Caries activa e inactiva• R. Paster. Métodos moleculares para estudio de la

Microbiología bucal

Clasificación de la Microbiología• Microbiología Humana• Microbiología animal• Microbiología Vegetal• Microbiología Industrial• Microbiología Alimenticia• Microbiología Ambiental• Microbiología del Suelo

Clasificación en Reinos y dominios

dominios reinos

Archaea

Bacteria

Eucarya

Protista (algas, protozoos)

Fungi (hongos)

Plantae (plantas)

Animalia (animales)

• El sistema de tres dominios formado por Bacteria, Archaea y Eucarya es el más aceptado actualmente para la clasificación de los seres vivos

• Bacteria: Son procariontes que presentan un típica pared celular de peptidoglicano, pueden ser didérmicas (Gram negativas) o monodérmicas (Gram positivas).

• Archaea: Las arqueas son procariontes cuya pared celular no presenta peptidoglicano sino glicoproteínas u otros compuestos. Son monodérmicos pues presentan una sola membrana.

• Protista: Son los eucariontes más simples, conforman un grupo constituido por protozoos, algas y mohos mucilaginosos. Son un grupo basal (parafilético) ya que de ellos derivan los reinos Plantae, Fungi y Animalia. Son mayormente unicelulares, con excepción de los mixomicetos, pseudohongos y algas feofíceas.

• Plantae: Son los eucariontes fotosintéticos oxigénicos, con cloroplastos que presentan clorofila a y b. Son principalmente multicelulares y descendientes de Primoplantae. Destacan las plantas terrestres.

• Fungi: Son eucariontes heterótrofos, aerobios y osmótrofos, mayormente multicelulares cuyas paredes celulares contienen quitina. Destacan los hongos saprófitos.

• Animalia: Son eucariontes heterótrofos, aerobios, fagótrofos y multicelulares de gran diferenciación tisular.

Virus

• Los virus, no pueden ser incluidos en ninguno de estos reinos o dominios, porque poseen una estructura subcelular de tamaño ultramicroscopico y carecen de vida propia; son parásitos endocelulares estrictos.

Diciplinas que abarca

• Bacteriologia• Micologia• Inmunologia• Parasitologia• Virologia

HongosVirusBacterias

ProtozoosHelmintosArtrópodos

Microbiología Médica

Parasitología Médica

Unidades de medidas de los microorganismos• Micrómetros (µm) = milésima parte de un milímetro:

utilizada para bacterias, hongos y protozoos

• Nanómetros (nm) = millonésima parte de un milímetro: utilizada para virus

• Milímetro (mm): utilizada para gusanos y artrópodos

DIFERENCIAS ENTRE PROCARIOTAS Y EUCARIOTAS

• Ausencia de membrana nuclear

• Dotación haploide• Citoplasma pobre en

orgánulos• Ribosomas pequeños

(70S)• Membrana celular sin

esteroles (excepto Mycoplasma)

• Pared celular presente (excepto Mycoplasma)

• Membrana nuclear presente

• Dotación diploide• Citoplasma rico en

orgánulos• Ribosomas grandes

(80S)• Membrana celular con

esteroles• Pared celular ausente

(excepto hongos)

ESTRUCTURA Y MORFOLOGÍA BACTERIANAS

Características Generales

• Pertenecen al reino procariota, dominio Bacteria• Son de vida libre• Se reproducen por división simple o fisión

binaria• Son seres unicelulares• En ocasiones dan lugar a agrupaciones

características , no obstante cada célula es fisiológicamente independiente

COCOS BACILOS

MORFOLOGÍA BACTERIANA

Cocos

• Diplococos: cuando quedan 2 células asociadas en un plano

• Estreptococos: cuando las células se dividen en un plano quedando asociadas en cadenas

• Estafilococos: agrupación con aspecto de racimo de uvas secundaria al crecimiento desordenado en tres planos

• Sarcina: crecimiento ordenado en los tres planos• Tétrada: crecimiento en 2 planos

Diplococos

Estreptococos

Estafilococos

Bacilos

• Las formas alargadas reciben el nombre de bacilos ( bacillus = bastón)

• Tambien pueden quedar agrupados dando lugar a estreptobacilos, empalizadas, en letras y pleomorficos

Bacilos

Formas Espiraladas• Vibrio: forma espiralada de cuerpo rigido y una sola curvatura

( algunos lo consideran un bacilo curvo)• Espirilo: si tiene mas de una curva

• Borrelia: si las espiras son amplias• Treponema: si las espiras son mas apretadas• Leptospira: si ademas de tener muchas espiras los extremos

estan incurvados hacia adentro

Morfología Prevalente en la cavidad Bucal

• La morfologia bacteriana que prevalece en la cavidad oral de las personas sanas consisten en diversos tipos de estreptococos, vriados bacilos ( especialmente del tipo de los filamentosos) y diplocococs

• Al variar las condiciones locales es posible identificar casi todos los morfotipos de interes medico

ESTRUCTURA BACTERIANA

Citoplasma

FlageloPili

Ribosomas

Membrana citoplásmica

Pared

Cápsula Nucleoide

Estructura Bacteriana• Estructuras habituales:

• Pared celular• Membrana celular• Citoplasma con ribosomas y el nucleoide

• Estructuras no habituales:• Capsula• Glicocalix• Flagelos• Los pili• DNA extracromosomico• Inclusiones• Esporas

NUCLEOIDE

Nucleoide• Se trata de una sola cadena de ADN bicatenario, largo,

enrollado, cerrado sin cubierta.• Ubicado en la parte central de la celula y adherido a la

membrana citoplasmática.• Aunque esta constituido mayormente por ADN, también se

detectan ARN y proteínas• Su función es la de trasmisión de la información genética• Durante la división celular el ADN se abre y cada parte sirve de

molde para que se produzca otra

Ribosomas

• Son elementos esféricos o ligeramente aplanados, presentes en una cantidad de 10.000 aproximadamente

• Dan al citoplasma un aspecto granuloso• Están constituidos principalmente por proteínas

y RNA ribosómico• Tienen como función la síntesis de proteínas.• Son asiento de la acción de algunos

antimicrobianos como las tetraciclinas.

Citoplasma bacteriano• Es la porción celular con mas contenido acuoso 80%• Tiene la característica de un coloide que tiene en suspensión

proteínas, iones, lípidos, azucares y compuestos de bajo peso molecular

• En el citoplasma se encuentras los ribosomas y el nucleoide

CITOPLASMA BACTERIANO

Matriz:

Precursores

Fuentes de energía

Productos de desecho

Orgánulos:

Ribosomas

Inclusiones

Capa interna de Membrana plasmática

Membrana Celular

• Bicapa lipídica compuesta principalmente por fosfolípidos y algunas proteínas.

• Es mas flexible que las membranas eucariotas.• Presentan proteínas superficiales o integrales• Es el sitio de acción de numerosos antibióticos y

desinfectantes

MEMBRANA CITOPLÁSMICAESTRUCTURA

Capa externa

proteínaProteína formadora de poro

fosfolípidos

Capa interna

MEMBRANA CITOPLÁSMICAFUNCIONES

Barrera de permeabilidadTransporte de solutosTransporte de e-. Fosforilación oxidativaBiosíntesisFuente de energía Liberación de exoproteinas

PARED CELULAR BACTERIANA

Estructura exclusiva de las bacterias

Funciones:

Confiere rigidez

Responsable de la forma celular

Barrera contra ciertos agentes tóxicosComponente básico: Peptidoglicano

Pared Celular Bacteriana• Consisten en un esqueleto macromolecular rígido, llamado

peptidoglucano (= mucopéptido o mureína), que en Gram-positivas se encuentra inmerso en una matriz aniónica de polímeros azucaradosy en Gram-negativas está rodeada por una membrana externa, e inmersa en un espacio periplásmico.

• Existe un tercer grupo de bacterias que no se tiñe apropiadamente con la coloracion de gran; son las bacterias acido alcohol resistentes (BAAR)

Estructura• El esqueleto de la pared celular es un complejo de

mucopolisacaridos o peptidoglucano o mureina• Este complejo representa una verdadera red formado por

cadenas paralelas de N-acetil-glucosamina unida a N-acetil-muramico, entrelazados por aminoacidos o cadenas laterales tetrapeptidicas

ESTRUCTURA PEPTIDOGLICANO

Ácido N-acetilmurámico N-acetilglucosamina

tetrapéptido

Puente peptídicoPuente pentaglicina

ESTRUCTURA PEPTIDOGLICANO

Pared celular de las bacterias Gram positivas

• El PG de las bacterias Gram-positivas se encuentra inmerso en una matriz, que puede representar hasta el 50% del peso de la pared celular, y que está constituida por largos polímeros denominados ácidos teicoicos, pudiendo existir también (o en su lugar) los ácidos teicurónicos y los lipoteicoicos.

• Estos componentes llegan a sobresalir de la superficie celular y suministran especificidad antigénica.

• Presenta carga negativa, lo que facilita la unión del microorganismo al diente o la mucosa

• La penicilina actua sobre la pared de las bacterias grampositivas y rompe las uniones peptidicas de este mucocomplejo

• La lisozima tambien ataca a estas estructuras pero en las uniones polisacaridicas.

Peptidoglicano

Membrana

citoplásmica

Ácidos teicoicos

ESTRUCTURA PAREDBACTERIAS GRAM POSITIVAS

Ácidos lipoteicoicos

Proteinas

Pared celular de las bacterias Gram negativas• Contienen menos peptidoglucanos• Carecen de ácidos teicoicos• La capa mas externa esta formada por lipopolisacaridos y

proteínas y se conoce como lipopilisacarido o antigeno O• Presentan en la zona mas interna el lipido A o endotoxina• Presentan proteínas denominadas porinas• Debido a este tipo de pared son muy abundantes las bacterias

gramnegativas en la enfermedad periodontal

ESTRUCTURA PAREDBACTERIAS GRAM NEGATIVAS

Membrana citoplásmica

CITOPLASMA

PeptidoglicanoEspacio periplásmico

Lipopolisacárido LPS

Membrana

externa

Ag O

Core Lípido A

ProteinasPorinas

Lipoproteinas

Medio externo

LIPOPOLISACÁRIDO (LPS)

Lípido A: ENDOTOXINA

Core o polisacárido central

Ag O o cadenas laterales polisacarídicas

GRAM POSITIVASGRAM NEGATIVAS

PARED: ESTRUCTURA

Diferencias entre grampositivas y gramnegativasCaracteristica grampositivas gramnegativas

Tincion con gram violeta Rojizo

Pared Celular si Si

Peptidoglucano En gruesa capa Una capa fina

Acido teicoico Presente Ausente

Lipopolisacaridos Ausentes Presentes

Espacio periplasmatico Ausente Presente

Suceptibilidad a la lizosima Alta Baja

Suceptibilidad a la penicilina Alta Baja

Produccion de Toxinas Exotoxinas Endotoxinas

El daño a la pared origina Protoplastos Esferoplastos

Cocos Gram PositivosCocos Gram Negativos

Bacilos Gram Positivos Bacilos Gram Negativos

TINCIÓN DE GRAM

Bacilos acido alcohol resistentes• Son bacilos que contienen peptidoglucano en la zona interna

de la pared• Poseen un 60% de lípidos del tipo de los acidos micolicos en

la parte externa• El micobacteriun tuberculosis posee este tipo de pared• La capa lipídica no es permeable a los colorantes de gram• Se visualizan de color rojo con la tincion de Ziehl Neelsen

Elementos no Habituales

CÁPSULA BACTERIANA

Capsula Bacteriana• La capsula es la estructura mas externa en las celulas que la

poseen• Es de constitución polisacarida o peptidica• Tiene un espesor uniforme y se encuentra firmemente

adherida a la pared celular.• No se colorea con las tecnicas comunes, siendo necesaria

tecnicas de tincion negativa• En cultivo producen colonias lisas o mucoides que permiten

sospechar que dichas bacterias son capsuladas• La capsula le confiere a los microorganismos mayor virulencia

y protege a la bacteria de la fagocitosis por las celulas de defensas

Glicocalix o sustancia laxa• Capa externa de aspecto gelatinoso y pegagoso compuesta

por polisacaridos, polipeptidos o ambos• El glicocalix brinda a la bacteria facilidad para adherirse a

distintas superficies, esto sucede con el Streptococcus mutans que se adhiere firmemente a los dientes

• Puede ser utilizada como fuente de nutrientes y evita la deshidratacion.

FLAGELOS

Flagelos• Son apendices filamentosos extracelulares, largos, ondulados

y delgados que hacen que las bacterias que los poseen gocen de movilidad

• Se clasifican en:• Átricas: sin flagelos• Monótrica: si tiene un solo flagelo• Anfítrica: cuando presenta un flagelo o un penacho en cada polo• Lofótrica: cuando presenta un penacho en un solo extremo• Perítrica: cuando presenta flagelos en toda su superficie

• Presentan tres zonas bien diferenciadas: el apendice o filamento un codo o gancho y un cuerpo

• Funcion: movilidad

Fímbrias o pilis

comunes

(adherencia)

Pilis sexuales

(intercambio

material genético)

FIMBRIAS Y PILIS

Plasmidos• Pequeñas porciones de DNA extracromosomico• Se utilizan para trasmitir informacion• Suelen inducir resistencia a los antibioticos, tolerancia a

metales y a toxicos

Fin