Post on 23-Nov-2018
¿Qué es la microbiología?
� Estudio de los organismos microscópicos� 3 palabras griegas: mikros (pequeño), bios (vida) y
logos (ciencia)
estudio de la vida microscópica
� Surgió como ciencia tras el descubrimiento y perfeccionamiento del microscopio.
¿Qué son los microorganismos?
� Organismos que no pueden ser observados a simple vista.
� Organismos que viven como células aisladas
� Organismos que contienen ácidos nucleícos capaces de replicarse.
� Incluidos: algas, hongos, protozoarios, bacterias, virus y priones.
¿Cómo afectan nuestra vida?
� M.O. de utilidad industrial: más de cien especiesmicrobianas son usadas en la producción de sustanciasque no pueden ser obtenidas de forma más fácil o másbarata por otros medios.
� Ventajas: tamaño, alta tasa metabólica, posibilidad decultivarse a gran escala, estabilidad genética, etc.
HISTORIA DE LA MICROBIOLOGIA
� ARISTOTELES
Primera organización que diferencia todas las entidades vivas de la naturaleza en dos reinos.
ANIMAL VEGETAL
HISTORIA DE LA MICROBIOLOGIA
� LINNEO
Distinguió también animal, vegetal agregando el reino mineral e introdujo la nomenclatura binominal.binominal.
Dividiendo los reinos en.
FILOS CLASES ORDENES FAMILIAS GENEROS ESPECIES
TAXONOMIA BINOMINAL DE LINNEO.
REINO.
HISTORIA DE LA MICROBIOLOGIA
REINO.CLASE.ORDEN.FAMILIA.GENERO.ESPECIE.
Schizomycestes
Eubacteriales.
Enterobacteriaceae.Escherichia.
coli.
HISTORIA DE LA MICROBIOLOGIA
• ROBERT WITTAKER 1969
Clasifico en el sistema de los 5 reinos, basada en las diferencias en material de nutrición.
• Plantae pluricelular (autótrofo)
• Animalia pluricelular (heterótrofo)
• Fungi pluricelular (saprofito)
• Protista
• Monera
HISTORIA DE LA MICROBIOLOGIA
ProcariotesProcariotesProcariotesProcariotesProcariotesProcariotesProcariotesProcariotes
EucariotesEucariotesEucariotesEucariotesEucariotesEucariotesEucariotesEucariotes
HISTORIA DE LA MICROBIOLOGIA
• KARL WOESE
Divide a los procariotas en 2 reinos
EUBACTERIAS ARCHAEBACTERIAS
Los agrega con los otros 4 reinos
EL SISTEMA DE LOS 6 REINOS
EUBACTERIAS ARCHAEBACTERIAS
PLANTAS ANIMALES HONGOS PROTISTAS
HISTORIA DE LA MICROBIOLOGIA
• KARL WOESE (1977)
Estableció el sistema de los 3 dominios.
• Bacteria• Bacteria
• Archaea
• Eukarya
HISTORIA DE LA MICROBIOLOGIA
Clasificación de Clasificación de Clasificación de Clasificación de Clasificación de Clasificación de Clasificación de Clasificación de WoeseWoeseWoeseWoeseWoeseWoeseWoeseWoese (1977)(1977)(1977)(1977)(1977)(1977)(1977)(1977)
CARACTERÍSTICAS DE LOS MICROORGANISMOS:
TERMINO IMPRECISO: Ser unicelular-pluricelular, acelular, sin tejidos y todas las célulasson iguales en estructura y función.
- Pequeño tamaño: Necesidad del microscopio.
- Relación superficie / Volumen bastante alta : Intercambio alto de nutrientes:
- Metabolismo elevado y rápido- Metabolismo elevado y rápido
- Reproducción elevada: Multiplicación
- Ubicuos: Conquista de variados medios
- Necesarios para la vida en el planeta: Ciclos biogeoquímicos.
- Interés en evolución, Ingeniería Genética, Industria, Medicina y Medio Ambiente
Morfología de la colonia
Levaduras
Hongos filamentos
Diversidad de color, textura, tamaño de colonias, cambios de coloración del medio, olor.
• Hace algunos años no se entendía que agentes infecciosospudieran ser proteínas, debido a que se creía que estosagentes requerían de material genético (ADN o ARN) paraasentarse en el huésped.
• Hoy se sabe que los Priones o partículas proteínicasinfecciosas, son responsables de afecciones:infecciosas, son responsables de afecciones:
• Hereditarias• Contraíbles• Esporádicas
Estos se propagan convirtiendo proteínas normales enmoléculas peligrosas, modificando su forma.
PROTEÍNA DEL PRION
• El prion del prúrito lumbar contiene una sola proteína:PrP.
• Gracias a la identificación de 15 a.a en un extremo de laPrP se pudo establecer que las cél. del hámster portaban un gen para laPrP se pudo establecer que las cél. del hámster portaban un gen para laPrP.
• La PrP se manifiesta de 2 formas:• Inocua o PrP celular ( susceptible a degradación ). Hélice α• Causante de enfermedad (inmune a degradación de proteasas)
Hebras β
PROPAGACIÓN DE LA PrP
• La PrP se propaga al entrar en contacto con moléculas normalesde PrP, deformando su plegamiento y estimula el cambioconformacional,(membrana interna).
• Se inicia una cascada en la que las moléculas recién transformadasinducen la transformación de otras normales.
ETAPAS
a) PrP patológica entra en contacto con PrP normal →cambios en plegamiento →conformación patológica
b y c) PrP patológica ataca a otras PrP normales, y así otras PrP normales, y así sucesivamente
d) PrP patológica alcanza niveles peligrosos
DAÑO EN LAS CÉLULAS POR PrP
• La conversión de PrP normal en patológica se produce en elinterior de las neuronas, acumulándose en los lisosomas.
• Estas vesículas repletas estallan y lesionan a las células• Estas vesículas repletas estallan y lesionan a las células
• Éstas mueren dejando oquedades en el cerebro (zonasblancas). Y formándose placas de PrP (indicador de enfermedadpriónica).
• Priones libres atacan otras células
1.- FLORA AUTOCTONA: SIMBIOSIS Hombre como un ecosistema
2.- SAPROFITA:
Restos de alimentos: halitosis
Enterococcus en el colon
3.- OPORTUNISTA:
RELACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS CON LOS SERES VIVOS
3.- OPORTUNISTA:
Saprófita que se aprovecha de situaciones estrés Cándida
4.- PATÓGENA:
Productora de enfermedad dependiendo de la virulencia y de nuestras defensas
RELACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS CON LOS SERES VIVOS
FLORA BACTERIANA AUTÓCTONA.� Piel: comensales: residentes y transitorios
Staphylococcus epiderdimis Propionibacterium acnes
•Nariz y nasofaringe
•Cavidad bucofaríngea•Vías respiratorias•Cavidad bucal•Ojos
•Oído externo•Estómago
•Intestino delgado e Intestino Grueso
•Vías genitourinarias
RELACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS CON LOS SERES VIVOS
Escherichia coli Streptococcus
Lactobacillus
Bifidobacterium
RELACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS CON LOS SERES VIVOS
� VIRULENCIA:� Grado de patogenidad. Capacidad de producir enfermedad al
escapar del sistema inmune. Cuantificar
� Factores de patogenidad Capacidad:� Enzimas:
� Hemolisinas: Plasmodium� Hemolisinas: Plasmodium
� Hialuronidasa: Separa tejidos
� Coagulasa.
� Toxinas:
� Endotoxinas: Se quedan en la pared bacteriana: Brucella
� Exotoxinas: Las elimina la bacteria al exterior:• Neurotoxina: Tetanos y botulismo
• Enterotoxinas: Cólera
� Moléculas producidas por los microorganismos capaces de provocar la respuesta inmune
RELACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS CON LOS SERES VIVOS
VÍAS DE INFECCIÓN Ó TRANSMISIÓN
•Piel y Heridas: Tétanos, Lepra, Tiña, Herpes
•Aire: neumonía, Tuberculosis, Legionela
•Alimentos y Agua: Listeria, Salmonela, Cólera
•Sexual: Sífilis, Gonorrea, HIV, Hepatitis, Herpes
•Animales: Malaria (mosquito), Peste (pulga)
RELACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS CON LOS SERES VIVOS
DESARROLLO DE LA MICROBIOTA INTESTINAL
nacimiento 4 días 4-6 meses20 días
Influencia en la dieta
preparto
Inoculación oral con flora intestinal/vaginal
aséptico
Flora diversa
lactancia materna bifidus- flora dominante
destete:transición de la flora como la del adulto
fórmula:flora diversa
con flora intestinal/vaginalmaterna
RELACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS CON LOS SERES VIVOS
Fermentación de carbohidratos no digeridos por la flora intestinal (resistente al almidón, pectina, oligosácaridos no digeridos)
Síntesis de ácidos
Balance ymaduración del
Mantenimiento de la barrera del intestino al de ácidos
y otras sustancias maduración del sistema inmune
barrera del intestino al promover el
crecimiento de célulasintestinales
Redución de patógenos ( Las bacterias residentes previenen la invasión de patógenos en el tracto gastro intestinal)
RELACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS CON LOS SERES VIVOS
MicrobiotaIntestinal
1000 bacterias por gramo
55
10,000 y 1 millón de bacterias por gramo
Entre 100 mil millones y un billón de bacterias por gramo.
RELACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS CON LOS SERES VIVOS
Efectos patógenos/perjudiciales Funciones promotoras de salud
Ps-aeruginosa
Proteus
Staphylococci
Veillonellae
Clostridia
Producción patógena de toxinasDiarreaconstipaciónInfeccionesDaño HepáticoCancerEncefalopatía
Inhibidores del crecimiento de bacterias perjudiciales
Estimulación de
Lactobacilli
Eubacteria
Bifidobacteria
Veillonellae
Enterococci
E. coli
Streptococci
Producción de carcinógenos
Putrefacción Intestinal
Estimulación de funciones inmunes
Ayuda en digestion y/o absorción de ingredientes de la comida/ minerales
Síntesis de vitaminas
Number/g faeces (log 10 scale)Gibson & Roberfroid, 1994
Bacteroides
RELACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS CON LOS SERES VIVOS
ECOSISTEMA INTESTINALDepende de:
Alimentación� Alimentación
� Medio ambiente
� Patrimonio genético
RELACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS CON LOS SERES VIVOS
FACTORES QUE AFECTAN LA MICROBIOTA INTESTINAL
Extrínsecos:� Carga microbiana del medio ambiente
Intrínsecos:� Carga microbiana del medio ambiente
� Hábitos alimentarios
� Tipo de alimentos
� Composición de la microflora materna
• Carga genética
• Fisiología del huésped
• Nutrición endógena
RELACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS CON LOS SERES VIVOS
PROBIÓTICOS
”Probióticos son microbiosvivos en la comidasuplementaria que afectanbenéficamente el huesped almejorar su balance intestinalmicrobiano.
RELACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS CON LOS SERES VIVOS
PROPIEDADES PROTECTORAS
Inhibición de patógenosActivación del
sistema inmune
Síntesis de vitaminas
inmune
Disminución del pH en el ambiente
Síntesis de enzimas digestivas
vitaminas
RELACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS CON LOS SERES VIVOS
Elie Metchnikoff (1.845 - 1.916)
ORIGEN DE LOS PROBIÓTICOS
“Ciertas células son capaces de
engullir cuerpos extraños”.
Probiótico:
“a favor de la vida”
RELACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS CON LOS SERES VIVOS
PROBIÓTICOS:
� De origen humano
� No ser patógena
� No ser sensible a enzimas proteolíticas� No ser sensible a enzimas proteolíticas
� Ser capaz de vivir en tránsito gástrico
� Capacidad de adhesión y colonización
� Sobrevivencia en el ecosistema intestinal
� Producción de componentes antimicrobianos
� Permanencia prolongada y estable
� Inmunoestimulación
RELACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS CON LOS SERES VIVOS
FACTORES QUE DISMINUYEN LA POBLACIÓN DE PROBIÓTICOS
� Estrés
� Envejecimiento� Envejecimiento
� Antibioticoterapia
� Quimioterapia y radioterapia
� Anticonceptivos
� Alcohol
� Diarrea intermitente
� Desnutrición
RELACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS CON LOS SERES VIVOS
• Naturales: Presentes en la alimentación; Quesos
• Comercializados
TIPO DE PROBIÓTICOS
• Comercializados
• Suplementos alimenticios que contienen probióticos
• Productos medicinales
• Agentes bioterapéuticos
RELACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS CON LOS SERES VIVOS
MODULACIÓN NUTRICIONAL DE LA MODULACIÓN NUTRICIONAL DE LA MICROBIOTA INTESTINALMICROBIOTA INTESTINAL
� Prebiótico: aumentando el aporte de substratos utilizables� Prebiótico: aumentando el aporte de substratos utilizables
por poblaciones endógenas.
� Probiótico: aumentando el aporte de microorganismos
exógenos.
RELACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS CON LOS SERES VIVOS
Probióticos
Microorganismos que producenefectos benéficos en la salud
Compuestos no digeribles que favorecen el desarrollo y
Prebióticos
efectos benéficos en la saluddel consumidor.
favorecen el desarrollo y establecimiento de la flora bacteriana benéfica en el colon. (galacto-oligosacáridos de leche materna, fructo-oligosacáridos de plantas, sorbitol, xilitol)
Simbióticos
RELACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS E INDUSTRIAS
Producción de ácido lácticoFermentación láctica: Lactobacillus bulgaricus y Streptococcus lactis
RELACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS E INDUSTRIAS
Industria farmacéutica y medicina
Vitaminas: B12 bacterias (Pseudomonas y Propionibacterium) y hongos (Ashya)
Aminoácidos: bacterias ( Corynebacterium y Brevibacterium)
Antibióticos: bacterias (Bacillus y Streptomyces) y hongos (Penicillium)
Hormonas: insulina, etc.
Fabricación de Insulina
RELACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS E INDUSTRIAS
PROCESO COMPLETO DE EXTRACCIÓN Y PURIFICACIÓN DE UN ANTIBIÓTICO
RELACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS Y EL SUELO
Los microorganismos en agricultura y ganadería.Plantas Transgénicas
RELACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS Y EL SUELO
Los microbios en el sueloLos microbios en el suelo
Contribuyen a la formación de materia orgánica
�
la convierten en ácido carbónico o ácidos orgánicos
�
disuelven rocas.
� Controlan la disponibilidad de muchos nutrientes importantes para las plantas
RELACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS Y EL SUELO
Composición del suelo
� Los suelos están formados de materia sólida y espacio poroso
� El espacio poroso es ocupado por diferentes
Materia orgánica
Película de Agua
Arena
Poro
Oocupado por diferentes proporciones de aire y agua, dependiendo de las condiciones de humedad.
Arcilla
BacteriasHifa
ArenaCO2,H2S, CH4
O2
RELACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS Y EL SUELO
Ciclo de la materia orgánicaCO2
FotosíntesisRestos vegetales desaparecen bajo la acción de la
Caída de ramas, hojas, frutos..
Mineralización Humificación
Microorganismos del suelo
Microfauna del suelo
acción de la microfauna y la microflora del suelo
RELACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS Y EL SUELO
Papel de la microfauna del suelo :
� Disgregación de la materia orgánica� Disgregación de la materia orgánica� Diseminación de la microflora
RELACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS Y EL SUELO
Mineralización de la materia orgánicaDescomposición de hojas (Sucesión)
Tiempo (las fases pueden ser simultáneas)
Hongos: Hongos Hongos Hongos: glucófilos utilización de las sustancias hidrosolubles
Hongos celulolíticos: metabolismo de la celulosa
Hongos lignolíticos : degradación de la lignina
Bacterias: transforman residuos fúngicos y productos no consumidos por las hifas.
RELACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS Y EL AGUA
� Virus� Bacterias� Algas
Habitan en:� Aguas naturales� Aguas dulces
� Protozoos� Hongos
microscópicos
� Aguas dulces� Estuarios� Aguas saladas� Aguas termales
RELACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS Y EL AGUA
Los microorganismos del agua son:
INDÍGENAS TRANSITORIOS
Característicos de la masa de agua natural
Entran al agua en forma intermitente, procedentes de:•El aire•El suelo•Procesos industriales•Procesos domésticos
RELACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS Y EL AGUA
María Cecilia Arango Jaramillo
Enfermedades producidas por microorganismos Enfermedades producidas por microorganismos acuáticosacuáticos
RELACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS Y EL AGUA
Organismos patógenos transportados por el agua
Bacterias Virus Protozoos
Escherichia Enterovirus EntamoebaSalmonella Hepatitis A AcanthamoebaShigella Adenovirus GiardiaVibrio Coxsackie A y B SchistosomaLeptospira ReovirusMycobacterium Parvovirus
RELACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS Y EL AIRE
� LA MICROBIOTA ES TRANSITORIA Y VARIABLE
� EL AIRE NO ES UN MEDIO EN EL QUE PUEDAN VIVIR LOSMICROORGANISMOS
� EL AIRE ES UN TRANSPORTADOR DE MATERIA PARTICULADA,POLVO Y GOTITAS QUE PUEDEN CONTENER MICROBIOSPOLVO Y GOTITAS QUE PUEDEN CONTENER MICROBIOS
RELACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS Y EL AIRE
� EL NUMERO Y LOS TIPOS DE MICROORGANISMOS QUE CONTAMINAN EL AIRE DEPENDEN DE LAS FUENTES DE CONTAMINACION QUE HAY EN EL MEDIO AMBIENTE
� LOS MICROORGANISMOS INTRODUCIDOS EN EL AIRE PUEDEN SER TRANSPORTADOS A LO LARGO DE UNOS METROS O DE MUCHOS KILOMETROSKILOMETROS
� ALGUNOS MUEREN EN SEGUNDOS Y OTROS PUEDEN SOBREVIR LARGOS PERIODOS DE TIEMPO
RELACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS Y EL AIRE
� ALGUNOS MICROORGANISMOS HAN ELABORADO ADAPTACIONESESPECIALIZADAS QUE FAVORECEN SU SUPERVIVENCIA Y DISPERSION
� ESPORAS: FORMA MÁS COMUN EN QUE SE ENCUENTRAN LOS� ESPORAS: FORMA MÁS COMUN EN QUE SE ENCUENTRAN LOSMICROORGANISMOS
Degradación de la materia orgánica se realiza mediante unaserie de reacciones de digestión y fermentación
El progreso de la digestión anaerobia puede medirse ya seapor el consumo de la materia orgánica, o bien, por el volumeny composición de los gases que se producen
ProcesoProcesoProcesoProcesoProcesoProcesoProcesoProceso AnaerobioAnaerobioAnaerobioAnaerobioAnaerobioAnaerobioAnaerobioAnaerobio
y composición de los gases que se producen
Según los modelos propuestos por McInerney y Bryant(1981) y Salminen et al. (1999), este proceso se puede dividiren cuatro pasos fundamentales:
Un gránulo de lodos es un agregado de microorganismos queforman durante el tratamiento de aguas residuales en un ambiente con
un régimen de flujo ascendente hidráulica constante.
Los agregados se forman biofilms compactos densos denominados "gránulos".Los agregados se forman biofilms compactos densos denominados "gránulos".
Debido a su gran tamaño de partícula (0,5 a 2 mm de diámetro), los gránulosresisten lavado del reactor.
Las biopelículas son compactos para permitir que altas concentraciones demicroorganismos activos
Un gramo de materia orgánica del lodo granular (peso en seco) puede catalizar laconversión de 0,5 a 1 g de DQO por día a metano.
El compostaje es un proceso biológico aerobio, que bajo condiciones deaireación, humedad y temperaturas controladas y combinando bases mesófilas ytermófilas (temperatura superior a 45%), transforma los residuos orgánicosdegradables, en un producto estable, aplicable como abono o sustrato. Es decir, elcompostaje es:
• Una técnica de estabilización y tratamiento de residuos orgánicos biodegradables.El calor generado durante el proceso (fase termófila) va a destruir las bacteriaspatógenas, huevos de parásitos y muchas semillas de malas hierbas que puedenencontrarse en el material de partida.
• Una técnica biológica de reciclaje de materia orgánica que al final de su evoluciónda humus, factor de estabilidad y fertilidad del suelo.
• Es la suma de una serie de procesos metabólicos complejos procedentes de laactividad integrada de un conjunto de microorganismos. Los cambios químicos yespecies involucradas en el mismo varían de acuerdo a la composición delmaterial que se quiere compostar.