PATRI Micro

MICROBIOLOGA

2013/2014

PATRICIA CALLES PRIETO 2013/2014

MICROBIOLOGA 2013/2014

Patricia Calles Prieto 2



1. CONCEPTOS Y OBJETIVOS

Los microorganismos son seres vivos presentes en todo tipo de ambientes, no obstante, la

mayora de ellos prefiere los ambientes hmedos y clidos. Para poder estudiar los

microorganismos se necesitan instrumentos de amplificacin, como el microscopio ptico o el

microscopio electrnico.

Muchos cientficos piensan que los microorganismos fueron los primeros habitantes de La

Tierra. Encontramos microorganismos en los 3 reinos principales:

- Bacterias

- Archeas

- Eucariotas

Unicelulares: algunos hongos

Pluricelulares/metazoos.

Historia Existe una primera fase especulativa que se extiende desde el ao 5000 ac hasta la aparicin

del primer microscopio1. Se inicia entonces la fase descriptiva, basada en la observacin

sistemtica de microorganismos al microscopio.

En el s.XIX comienza la fase funcional: la microbiologa se desarroll como materia de

investigacin. Pasteur desarroll las vacunas, introdujo la esterilizacin y demostr que no

exista la generacin espontnea. Por otro lado Kotch enumer una serie de postulados

(Postulados de Kotch) y descubri los antimicrobianos.

Un poco ms tarde, durante la fase molecular, comenzaron a utilizarse mtodos moleculares

que permitieron conocer la fisiologa y gentica de los microorganismos.

Hoy en da nos encontramos en la fase mica: biologa de sistemas. Ej. Genmica,

protemica

MICROORGANISMOS Podemos clasificar los microorganismos en tres grupos:

- Saprofitas: la mayora nunca causan patologa

- Oportunistas: algunos son potencialmente patgenos

- Patgenos estrictos: siempre causan patologa. Son los menos numerosos.

Los microorganismos que nos causan enfermedad o bien provienen de nosotros mismos, o

bien del ambiente que nos rodea. El conjunto de microorganismos presentes en el ser humano

se denomina microbioma humano. El microbioma humano se describi en su totalidad en el

ao 2012. La informacin que nos aporta el microbioma humano es una informacin parcial,

pues no se ha estudiado en todos los seres humanos. No obstante, puede resultar til para 1 Fue el holands Anton van Leeuwenhoek quien cre el primer microscopio en el ao 1674.



conocer aproximadamente la cantidad y variedad de microorganismos que forman parte de

nosotros.

La proporcin y el tipo de microorganismos vara segn la regin del cuerpo que queramos

estudiar. Hay algunas enfermedades causadas por la alteracin del microbioma. Por ejemplo,

en poblaciones con acceso a antibiticos aumenta el asma, por la alteracin del microbioma de

las vas respiratorias. El tipo de alimentacin tambin influye en la alteracin del microbioma

de los individuos.

Ha de existir un equilibrio entre el microorganismo y el hospedador. En el momento en que

este equilibrio se rompe, surge la enfermedad.

PATOLOGA HUMANA Hace unos aos, las enfermedades infecciosas eran las responsables de un gran porcentaje de

las muertes. Sin embargo, hoy en da, gracias a la mejora de las medidas sanitarias e higinicas,

el uso de vacunas y el uso de agentes antimicrobianos, las enfermedades infecciosas han

perdido importancia. Las enfermedades infecciosas que afectan a un mayor nmero de

personas a nivel mundial actualmente son: la malaria (causada por el protozoo plasmodium),

el sida (causada por el VIH) y al tuberculosis.

Por otro lado, cabe resaltar que existen microbios capaces de provocar patologas no

infecciosas, como por ejemplo:

- H.pilory: cncer

- C.pneumoniae: se relaciona con problemas

micro-vasculares.

- Microbiota intestinal: causante de la obesidad.

POSTULADOS DE KOCH POSTULADO 1: el microorganismo patgeno sospechoso

debe estar presente en todos los casos de la enfermedad

y ausente en animales sanos

POSTULADO 2: El microorganismo sospechoso debe

cultivarse en cultivo axnico (puro)

POSTULADO 3: las clulas del cultivo axnico (puro) del

microorganismo aislado deben causar la enfermedad en

animales sanos

POSTULADO 4: el microorganismo debe ser reaislado e

idntico al original.

No obstante existen excepciones:



- Hay microbios que causan o no enfermedad segn el hospedador

- Existen patgenos no cultivables.

AGENTES INFECCIOSOS Los agentes infecciosos pueden ser:

ACELULARES

- Virus

- Viroides

- Priones

CELULARES

- Procariotas: bacterias y archeas

- Eucariotas

Unicelulares (protistas): algas, hongos y protozoos

Pluricelulares (metazoos): animales (helmintos y artrpodos), hongos y algas.

La diferencia fundamental entre organismos eucariotas y procariotas es la presencia o no de

ncleo. En procariotas la transcripcin y traduccin estn acopladas, debido a la ausencia de

ncleo, mientras que en eucariotas la transcripcin e lleva a cabo en el ncleo y la traduccin

en el citoplasma.



2. MECANISMOS DE ADAPTACIN

METABLICA DE LOS MICROBIOS

METABOLISMO DE LAS BACTERIAS Para sobrevivir, todas las clulas necesitan un aporte constante de energa. Esta energa,

habitualmente en forma de adenosn trifosfato (ATP), se obtiene a partir de la degradacin

controlada de diversos sustratos orgnicos (carbohidratos, lpidos y protenas). Este proceso de

degradacin de los sustratos y de su conversin en energa utilizable se conoce como

catabolismo

La energa obtenida puede luego emplearse en la sntesis de los componentes celulares (pared

celular, cidos nucleicos), proceso que recibe el nombre de anabolismo.

El conjunto de estos dos procesos, que estn muy interrelacionados e integrados, se conoce

como metabolismo intermedio.

Qu utilidad tiene conocer el metabolismo bacteriano?

- Nos permite conocer el modo de vida y hbitat de las especies bacterianas

(requerimientos de oxgeno, de presin osmtica, de temperatura, de pH).

- As podemos crear medios de cultivo adecuados para el aislamiento e identificacin de

bacterias. Por ejemplo, la mayora de las bacterias crecen entre 35-36C.

- Permite conocer el modo de accin de algunos antimicrobianos.

Aunque la mayora de las clulas almacenan la energa en forma de ATP, tambin existen otros

compuestos de tienen la misma funcin:

- GTP

- Acetil fosfato

- cido 1,3-difosfoglicerido

- cido fosfoenolpiruvico (PEP)

El ATP est formado por adenina (base nitrogenada) y una ribosa (pentosa). En uno de los

carbonos de la ribosa hay tres grupos fosfato enlazados.

La forma de obtener energa (que luego se almacenar en forma de ATP) es mediante las

reacciones de oxidacin-reduccin. Las reacciones de oxidacin-reduccin se basan en la

transferencia de electrones de una molcula a otra. Cada electrn va acompaado de un

protn (H+). Normalmente los tomos de hidrgeno no se transmiten directamente de una

molcula a otra, sino a travs de coenzimas como el NAD o el NADP.

- Oxidacin: prdida de electrones. Prdida de H+

CUADRO RESUMEN

- Catabolismo: desintegracin de nutrientes. Libera energa

- Anabolismo: sntesis de componentes bacterianos. Requiere energa



- Reduccin: ganancia de electrones. Ganancia de H+

CLASIFICACIN DE BACTERIAS

Dependiendo de la forma de obtener energa, las bacterias se clasifican en:

- Bacterias fototrofas: obtienen energa del sol mediante la fotosntesis

- Quimiotrofas: obtienen energa a partir de reacciones qumicas

Dependiendo de la fuente de carbono, las bacterias se clasifican en:

- Organotrofas/heterotrofa: obtienen el carbono a partir de sustancias orgnicas

- Litotrofas/autotrofa: obtiene el carbono a partir de sustancias inorgnicas.

En este apartado nos centraremos en bacterias quimioheterotrofas, bacterias que comparten

con las clulas eucariotas las vas metablicas bsicas.

CATABOLISMO Existen dos tipos de vas catablicas:

- Fermentacin: proceso que sucede en ausencia de oxgeno. Las molculas donadoras y

aceptoras del electrn son compuestos orgnicos

- Respiracin: la molcula aceptora de electrones es un compuesto inorgnico

Bacterias anaerobias estrictas: el aceptor final de electrones es una molcula

diferente al O2. Este tipo de bacterias no puede crecer en presencia de oxgeno

Bacterias aerobias estrictas: el aceptor final de electrones es el oxgeno. Estas

bacterias requieren la presencia de oxgeno molecular para su crecimiento

Anaerobias facultativas: pueden crecer tanto en presencia como en ausencia

de oxgeno.

En este tema nos centraremos principalmente en el catabolismo de la glucosa. A partir de la

glucosa se obtiene energa gracias a reacciones de xido-reduccin. La respiracin aerobia es

la que produce mayor cantidad de energa. En este tipo de respiracin se oxida el 50% de la

molcula de glucosa, desprendiendo energa de forma gradual en las diferentes reacciones de

xido-reduccin. La energa desprendida se acumula fundamentalmente en forma de ATP



RUTA DE EMBDEN-MEYERHOF-PARNAS

Las bacterias utilizan la denominada ruta glucoltica o de

Embden-Meyerhof-Parnas para la conversin de la glucosa

en piruvato. Estas reacciones, que ocurren tanto en

condiciones aerobias como anaerobias, comienzan con la

activacin de la glucosa para formar glucosa-6-fosfato. Esta

reaccin requiere la utilizacin de 1 ATP. A continuacin, la

glucosa-6-fosfato se transforma en fructosa-6-fosfato. En la

tercera reaccin de la ruta, la fructosa-6-fosfato se

transforma en fructosa-1,6-difosfato, gracias a la utilizacin

de otro mol de ATP.

En la ruta glucoltica se necesita la inversin inicial de 2 ATP.

Pero, cmo se obtiene la energa durante la glucolisis? La

energa se produce de dos formas diferentes:

- Fosforilacin a nivel de sustrato: sntesis de ATP a

partir del ADP. Esto ocurre, por ejemplo, en la ltima

reaccin: 2-fosfoenolpiruvato + ADP piruvato +

ATP

- Mediante la forma reducida del NAD (NADH), la cual

puede convertirse luego en ATP.

El balance final de la glucolisis es: 2 ATP por cada molcula

de glucosa.

* Existen otras vas catablicas para la glucosa: la va de las

pentosas genera un ATP por cada molcula de glucosa (las

bacterias suelen utilizar la va de las pentosas y la va

glucoltica simultneamente) y la va de Entner-Doudoroff,

que tambien genera un ATP por cada glucosa (las bacterias

aerobias estrictas utilizan mucho esta va).

Los lpidos y protenas tambin pueden pasar a formar parte de estas vas. Para ello, los lpidos

se transforman en glicerol o glicerina, y las protenas son degradadas a aa.

Una vez obtenido el cido pirvico, pueden seguirse 3 vas diferentes

FERMENTACIN

El cido pirvico producido por gluclisis es convertido en compuestos orgnicos (cido

actico, etanol). Los aceptores finales de electrones son estos compuestos orgnicos. La

fermentacin es un proceso que se produce en ausencia de oxgeno.

Existen varios tipos de fermentacin:



- Fermentacin lctica. Es llevada a cabo por microorganismos como lactobacilos y

estreptococos. Los lactobacilos son los encargados de mantener un pH vaginal igual a

cinco.

La fermentacin lctica puede utilizarse para producir determinados tipos de

alimentos, como el chucrut o el yogur. Los encargados de producir el yogur son el

lactobacillus bulgaricus y el streptococcus thermophilus. Estos microorganismos

transforman la lactosa en cido lctico. El cido lctico coagula la casena dando el

sabor amargo y la consistencia al yogur. Las bacterias del yogur son beneficiosas pues

ayudan a mantener el equilibrio de la microbiota intestinal

- Fermentacin alcohlica: se genera alcohol etlico/etanol. Las encargadas de llevar a

cabo este tipo de fermentacin son las levaduras. Este tipo de fementacin se utiliza

en la sntesis de biocombustibles.

RESPIRACIN AEROBIA Y ANAEROBIA

El cido pirvico es completamente oxidado

hasta CO2 y agua. El proceso comienza con una

descarboxilacin oxidativa (con liberacin de

CO2) del piruvato, el cual se transforma en

acetil-CoA. En esta reaccin se produce NADH.

El acetil-Coa se condensa con oxalacetato,

dando lugar a una molcula de citrato. En una

serie de escalones de reacciones de tipo

oxidativo (ciclo de Krebs), el citrato se convierte

de nuevo en oxalacetato2. Balance final: por

cada molcula de acetil-CoA se obtienen 2 CO2, 3

NADH, 1 FADH2 y un GTP.

El NADH y el FADH2 generan ATP gracias a la

cadena transportadora de electrones. En esta

cadena se producen una serie de reacciones de

oxidacin-reduccin y se crea un potencial

elctrico: los electrones quedan dentro de la

clula y los protones quedan fuera.

- Respiracin aerobia: el aceptor final de electrones es el oxgeno

- Respiracin anaerobia: el aceptor final de electrones no es el oxgeno.

Bacterias nitrificantes: Reducen nitratos a nitritos y nitritos a nitrgeno

Bacterias sulfato reductoras: reducen los grupos sulfato a cido sulfrico (SH2).

El SH2 huele a huevos podridos.

2 En el ciclo de Krebs se producen intermedios que pueden ser utilizados que luego pueden utilizarse

como precursores para la sntesis de aa, purinas, pirimidinas



3. GENTICA DE LOS MICROBIOS

El estudio de la gentica microbiana tiene gran importancia tanto desde el punto de vista

clnico como desde el punto de vista de la ingeniera gentica.

- Bajo el punto de vista clnico, la gentica microbiana nos permite explicar los

mecanismos de virulencia y resistencia de los microorganismos

- La gentica bacteriana es la base para el desarrollo de ingeniera gentica: sistema de

manipulacin de genes a travs de clonaje en plsmidos o en cromosomas artificiales.

CONCEPTOS

- Gentica: estudia y analiza la herencia (constancia o cambio) de la informacin

codificada en la secuencia de bases del DNA de los organismos. La expresin de la

informacin gentica codificada en el DNA suele ser modificada por las condiciones

ambientales

- Gen: fragmento de DNA que codifica para un polipptido o un RNA funcional

- Genoma: conjunto total de genes de la clula o virus.

La informacin gentica de las bacterias suele estar contenida en un nico cromosoma

circular. No obstante, hay ciertas bacterias con cromosoma lineal. Sin embargo, las clulas

eucariotas (protozoos, levaduras, etc.) presentan varios cromosomas lineales.

GENTICA BACTERIANA Elementos genticos

El genoma bacteriano es todo el conjunto de genes que tiene la bacteria, tanto en su

cromosoma como en sus elementos genticos extracromosmicos, si existen. Dentro de los

elementos genticos extracromosmicos incluimos los plsmidos, virus, elementos

transponibles, integrones e islas genmicas. Estos elementos son independientes del

cromosoma bacteriano y en la mayora de los casos se pueden transmitir de una clula a otra.

CROMOSOMA BACTERIANO

Las bacterias solo tienen una nica copia de su cromosoma, es decir, son haploides. El

cromosoma bacteriano suele ser circular y est constituido por una nica molcula de DNA

bicatenario. Su tamao oscila entre 600 y 12000 Kpb y tiene capacidad para sintetizar entre

400 y 800 protenas.

El cromosoma bacteriano tiene un solo origen de replicacin y una sola regin de terminacin:

es un nico replicn.

PLSMIDOS

Los plsmidos son pequeos elementos genticos cuya replicacin es independiente del

cromosoma bacteriano, es decir, son elementos replicativos. La mayor parte de los plsmidos



son molculas circulares bicatenarias de DNA, con un nmero variable de pares de bases

(entre 1500 y 400.000). Podemos dividir los plsmidos en dos grupos:

- Grandes (60-120 Kpb): pueden a menudo mediar su propia transferencia de una clula

a otra mediante un proceso denominado conjugacin. En la conjugacin se produce

una transferencia unidireccional del DNA desde una clula donante hasta una clula

receptora, a travs de pilus sexuales (Gram -) o de protenas de unin entre bacterias

(Gram +). Estos plsmidos conjugativos codifican todos los factores necesarios para su

propia transferencia. Poseen un origen de transferencia (OriT) donde se inicia la

replicacin del DNA. El DNA transferido por conjugacin no es una molcula

bicatenaria helicoidal, sino una molcula monocatenaria. En una clula bacteria suele

haber de 1 a 3 copias de estos plsmidos conjugativos.

- Pequeos (1.5-15 Kpb): no tienen un origen de transferencia y no pueden transferirse

de una clula a otra. Para poderse transferir, han de ir acompaados de un plsmido

conjugativo.

En una misma bacteria puede haber varios plsmidos siempre y cuando sean compatibles

entre ellos. A mayor homologa entre los plsmidos, menor compatibilidad.

En cuanto a la estabilidad de un plsmido, cabe mencionar que los plsmidos pueden

eliminarse o bien espontneamente, o bien mediante la utilizacin de productos qumicos.

TIPOS DE PLSMIDOS

Conjugativos: poseen OriT y los genes de transferencia (genes tra). Pueden mediar su

propia transferencia de una clula a otra. Ej. Plsmido F

Plsmidos de resistencia: confieren resistencia a distintos antibiticos, antispticos, luz

ultravioleta Existen plsmidos de resistencia tanto grandes como pequeos. Mientras

que las mutaciones en el cromosoma producen resistencia a un nico antibitico, este tipo

de plsmidos suelen producir resistencia a antibiticos en bloque.

Plsmidos que codifican para la sntesis de bacteriocinas o antibiticos, con propiedades

microbicidas

Plsmidos de virulencia: invasibilidad, colonizacin, sntesis de toxinas

VIRUS: BACTERIOFAGOS

Al igual que los plsmidos, los virus son elementos replicativos. Su genoma (que puede estar

formado por DNA o RNA monocatenario o bicatenario) est protegido por una capa de

protenas (cpsida). Los fagos poseen una cola proteica encargada de interaccionar con los

receptores de la bacteria a la que infecta. Una vez que el fago inyecta el genoma dentro de la

bacteria el fago puede seguir un ciclo ltico o un ciclo lisognico:

- Ciclo ltico (virus vegetativos): si las condiciones son buenas y la bacteria sintetiza

protenas eficientemente, se replican y transcriben los genes del genoma del fago,

genes que codifican para la sntesis de protenas virales que permiten la formacin de



nuevos fagos. Los nuevos fagos maduros terminan por lisar la bacteria e infectar otras

clulas.

- Ciclo lisognico (virus atemperados): si las condiciones no son favorables, el DNA del

fago se inserta en la bacteria. Durante la divisin bacteriana, el DNA del fago se duplica

como una parte ms del genoma bacteriano. El DNA del fago permanece de forma

latente. Estas bacterias son inmunes frente a la infeccin de otros fagos.

CONVERSIN LISOGNICA: algunos fagos son capaces de cambiar las propiedades de la

bacteria a la que infectan, de tal manera que la bacteria se vuelve virulenta.

ELEMENTOS TRANSPONIBLES

Son elementos no replicativos, es decir, que no son capaces de replicarse por s mismos. Un

elemento transponible es un fragmento de DNA que puede saltar de un plsmido al

cromosoma o, dentro del propio cromosoma, cambiar de un sitio a otro. Estos fragmentos de

DNA son capaces de desplazarse gracias a que codifican un enzima denominado transposasa.

Existen 4 tipos de elementos transponibles:

- Secuencias de insercin o elementos IS: fragmento de DNA menor de 2 pb que codifica

para una nica transposasa. Este fragmento de DNA est flanqueado por secuencias

repetidas invertidas de alrededor de 50 pb.

- Transposones (TN): fragmentos de DNA mayores de 2 pb flanqueadas por secuencias

repetidas invertidas de entre 80 y 1700 pb. Los fragmentos de DNA, adems de

codificar la transposasa, contienen genes adicionales que dan lugar a factores de

virulencia, resistencia a antibiticos

- Transposones compuestos: regin central flanqueada por una secuencia de insercin

IS a cada lado.

- Virus: virus capaces de codificar transposasa. Ej. Virus mu.

INTEGRONES

Son elementos genticos no replicativos que codifican para una integrasa. La integrasa

reconoce secuencia de integracin en la clula. Existen dos tipos de integrones:

- Integrones mviles

- Integrones cromosmicos.

ISLAS GENMICAS

Las islas genmicas son elementos genticos no replicativos. Tienen un alto contenido en

citosina y guanina. Suelen estar integradas en los genes que codifican para el tRNA. Estn

relacionadas con la resistencia y la patogenicidad.



Alteraciones genticas

- Mutaciones: cambios de la secuencia de bases del genoma

Espontneas: se producen durante la replicacin del DNA bacteriano

Inducidas: producidas por agentes qumicos o fsicos. (durante la replicacin)

o inducida (agentes qumicos o fsicos).

- Recombiancin: intercambio gentico entre bacterias.

General/homloga. cualquier elemento gentico se puede recombinar si hay

homologa entre los DNA.

Especfica o no homloga: Es independiente del gen de recombinacin A (no

necesitan protena de apareamiento).

Para que se produzca la recombinacin primero ha de producirse una transferencia

gentica entre bacterias

Transferencia gentica

El intercambio de material gentico entre las clulas bacterianas puede tener lugar a travs de

uno de los tres mecanismos siguientes:

TRANSFORMACIN

La transformacin es el proceso mediante el cual las bacterias captan fragmentos de DNA

desnudo y los incorporan sus genomas. Se da tanto en Gram + como en Gram -.

Este mecanismo de transferencia es muy til en la ingeniera gentica. Para inducir el proceso

se utiliza la electroporacin.

CONJUGACIN

Intercambio de material gentico a travs de estructuras sintetizadas gracias a la informacin

contenida en los genes TRA de plsmidos conjugativos. Estas estructuras son pilus sexuales

(Gram -) o protenas de unin entre bacterias (Gram +).

Plsmido conjugativo F: el plsmido F se transfiere a s mismo convirtiendo a las clulas

receptoras en clulas F+. En algunas ocasiones, el plsmido F se incorpora al cromosoma

bacteriano, transformando a la bacteria en una clula Hfr. Si al transferirse a otra bacteria el

plsmido se separa y arrastra material gentico del cromosoma, la clula receptora se

denominar F.

TRANSDUCCIN

La transferencia gentica est mediada por virus bacterianos DNA o RNA

- Generalizada: el genoma bacteriano se trocea en el ciclo ltico y queda incluido en los

nuevos fagos. Cuando los fagos lisan la clula, pueden transferir estos fragmentos a

otra bacteria

- Especializada: tras un ciclo lisognico, el genoma del virus se separa del cromosoma

bacteriano, arrastrando parte de los genes que lo flanquean.



Sistema de restriccin

Las endonucleasas de restriccin son enzimas bacterianos que, de forma natural, forman parte

de los sistemas de modificacin- restriccin de bacterias. Cortan secuencias especficas de

cidos nucleicos en el interior de la molcula de DNA. Ej: Eco R1 reconoce la secuencia GAATTC

Si en el genoma bacteriano solo existiesen secuencias que codifican para estos enzimas de

restriccin, la bacteria digerira su propio DNA: como ya hemos dicho, las endonucleasas de

restriccin forman parte de sistemas de modificacin-restriccin. La metilasa ecoR1 modifica

el DNA de la bacteria, metilando la segunda A de la secuencia GAATTC. El enzima de restriccin

no puede actuar, de forma que la bacteria no digiere el propio DNA.

Este sistema sirve de defensa frente a la entrada de DNA exgeno. Cuando un fago infecta la

bacteria introduce DNA con secuencias GAATTC no metiladas y la bacteria lo degrada.

Existen distintos tipos de enzimas de restriccin:

- Tipo I: endonucleasas y metilasas asociadas en complejos multienzimticos. Cortan al

azar en sitios a 100 pares de bases (bp) de la secuencia de reconocimiento. Requieren

ATP

- Tipo II: solo tienen actividad endonucleasa (no se asocian en complejos). Cortan en la

secuencia especfica de reconocimiento. No requiere ATP

- Tipo III: son complejos multienzimticos de endonucleasas y metilasas que cortan al

azar en sitios a 25 pares de bases de la secuencia de reconocimiento. Requieren ATP

En ingeniera gentica solo son tiles las enzimas de restriccin de tipo II. No nos interesa

la asociacin de endonucleasas y metilasas ni tampoco que el corte incluya ms pares de

bases que la secuencia de reconocimiento.

Ingeniera gentica

En ingeniera gentica, para llevar a cabo la clonacin hemos de disponer de:

- Endonucleasas de restriccin: enzimas que permiten la manipulacin de fragmentos

del DNA.

- Vectores: molculas que se unen a los fragmentos de DNA y permiten su duplicacin

en el interior de la clula husped. Ej. plsmido

- Ligasas: enzimas que unen de forma covalente los fragmentos de DNA obtenidos

gracias a las endonucleasas de restriccin. Se genera as DNA recombinante. Las

cadenas complementarias pueden proceder de distinta fuente.

- Clula husped: introduccin del DNA recombinante en el tipo de clula que elijamos

en funcin del estudio que se vaya a llevar a cabo. Generalmente la clula husped es

una bacteria E.coli, muy utilizada por su gran capacidad de duplicacin en pocas horas.

- Seleccin: una vez que el ADN ha sido introducido en la clula, necesitamos aplicar

tcnicas que nos permitan seleccionar las clulas husped que han sido

transformadas, pues no en todas se consigue la entrada del vector.



4. MECANISMOS DE PATOGENIA MICROBIANA

La patogenicidad es la facultad que tiene un microorganismo para producir una infeccin y, si esta contina, llegar a causar una enfermedad infecciosa. Distinguimos cuatro tipos de microorganismos :

- Patgenos oportunistas: Organismo que existe en forma inofensiva formando parte del ambiente del cuerpo humano y no se convierte en una amenaza para la salud hasta que fracasa el sistema inmunitario corporal.

- Patgenos per se en humanos: solo afectan al ser humano, por ejemplo: la rubeola y la viruela. Con vacunas se puede conseguir la erradicacin del patgeno.

- Patgenos per se en animales: solo afecta a los animales

- Patgenos accidentales: microorganismos que estn en el ambiente y que aprovechan un accidente para entrar en el ser humano y provocar la enfermedad. Por ejemplo, un ttanos tras un accidente de trfico.

Conceptos:

- Una zoonosis es cualquier enfermedad que puede transmitirse de animales a seres humanos.

- Denominamos patognesis al mecanismo por el cual se desarrolla una determinada infeccin o enfermedad.

- La virulencia es el grado de patogenicidad del microorganismo y se define en funcin de la facilidad de transmisin y la gravedad de la enfermedad que causa (infectividad)

Ejemplos de patogenicidad:

- Shigella: patgeno oportunista que provoca gastroenteritis.

- Staphylococcus aureus. Puede inflamar el globo ocular.

- Staphylococcus epidermidis: patgeno oportunista localizado en la piel

- Lactobacillus: es un microorganismo ingerido por nosotros diariamente, por lo tanto

no es virulento. De hecho, es probitico por lo que favorece el bienestar de quien lo

ingiere.

- Corona virus: es un ejemplo de virus que muta y cambia sus componentes. Ocasiona

sndrome agudo respiratorio severo (SARS). El brote de esta enfermedad se extendi

desde China a Canad en el ao 2003. La pandemia fue provocada por la mutacin,

que hizo que las defensas del ser humano fueran insuficientes para combatirlo.

Aprovechaba deficiencias en la higiene de manos y en la no utilizacin de mascarillas

para diseminarse.

Todo ser vivo proviene de otro ser vivo. En el caso de los microorganismos, distinguimos dos

procedencias distintas:

- -Endgena: forman parte de la microbiota normal del ser humano. No son

transmitidos de una fuente externa. Son los llamados patgenos oportunistas. Existen

dos mecanismos de infeccin endgena:

o Sobrecrecimiento en el sitio normal de colonizacin (por ejemplo, Afta bucal)



o Invasin de un sitio estril normalmente (por ejemplo, la aspiracin

orofarngea a pulmn puede dar lugar a neumona).

- -Exgena: provienen del exterior del cuerpo humano y necesitan ser transmitidos a

travs de manos y/o ambiente al cuerpo del enfermo (hospedador). Son los

denominados patgenos naturales o accidentales.

La mayora de las infecciones que nos provocan enfermedades son exgenas. Estas infecciones

se ven favorecidas por situaciones en las que el organismo tiene baja resistencia, esto ocurre

por ejemplo con la ingesta de inmunosupresores o antibiticos (que destruyen la microbiota) o

con la edad (generalmente quienes ms capturan la gripe son los nios, y de los nios pasa a

los padres y otros nios).

CADENA DE INFECCIN La infeccin llevada a cabo por un microorganismo viene determinada por una sucesin de pasos. Los microorganismos toman la puerta de salida desde su reservorio natural, y a travs de una serie de mecanismos de transmisin adecuados alcanzan la puerta de entrada aquellos seres ms susceptibles. Una vez alcanzados, los microorganismos proliferarn aumentando el reservorio.

Microorganismos: bacterias, virus, hongos, protozoos y helmintos Reservorio: personas, animales, superficies, agua y alimentos Puertas de salida: heces, orina, sangre, vmitos y tos Mecanismos de transmisin: contacto, gotitas y aerosoles a travs del aire

e ingestin Puertas de entrada: heridas, mucosas (gastrointestinal, urinaria,

respiratoria) e instrumentacin (catter, sonda, tubo de intubacin) Susceptibilidad: extremos de la vida, diabticos e inmunocomprometidos.

Para que se produzca un brote de infeccin en un sitio y tiempo determinados, ha de haber

roturas en esta cadena. Al ser una sucesin de actos, un fallo en un determinado punto implica

un fallo posterior en el siguiente paso, por lo que un brote viene dado por fallos mltiples. En

todo brote de infeccin se reconoce que no se ha controlado ni el reservorio, ni la puerta de

salida, ni los mecanismos de transmisin, ni puerta de entrada. Por tanto, para su erradicacin

es necesario actuar sobre l en cada uno de los eslabones.



MECANISMOS DE TRANSMISIN

TRANSMISIN ENFERMEDADES INFECCIOSAS

Contacto: -Directo (beso, coito, mordeduras, apretn de manos) - Indirecto (juguetes, fmites)

Sfilis, gonorrea, herpes, rabia, Estafilococia cutnea, diarreas por enterovirus. Infecciones respiratorias altas.

Aire: -Gotitas (hablar, toser, estornudar) -Aerosoles (toser, estornudar)

Gripe, resfriado comn, neumona comunitaria, tuberculosis pulmonar, varicela, antrax pulmonar

Agua (beber agua ro, piscinas, aire acondicionado, fuentes ornamentales)

Clera, Diarrea por Campylobacter, por Giardia lamblia, Legionelosis

Alimentos (aves,mariscos)

Toxinfecciones alimentarias, botulismo, salmonella, hepatitis A, teniasis

Vectores -Mecnicos (moscas, cucarachas) -Biolgicos (mosquitos, piojos, caros, garrapatas)

Diarreas por E. coli, Salmonelosis, Tracoma Malaria, Fiebre amarilla, enfermedad de Lyme

Vertical (madre-hijo)

Adems, hay enfermedades que pueden transmitirse por varios mecanismos. Por ejemplo la

gripe, que se transmite por gotitas y por contacto.

TRANSMISIN POR LAS MANOS

Uno de los mecanismos de contagio ms comn en el hospital es la transmisin por las manos.

Para evitar el contagio de unos pacientes a otros a travs de las manos del personal sanitario,

es imprescindible la higiene de manos tanto antes como despus de atender al enfermo. Por

ejemplo, Acinetobacter est en las superficies, por lo que si en un determinado hospital hay

una transmisin generalizada del mismo, se manifiesta una falta grave de higiene en ese

hospital.

EVALUACIN DE VIRULENCIA

La virulencia es el grado de patogenicidad de un microorganismo y se puede medir a travs de

dos parmetros:

- Dosis infecciosa (DI50): nmero de microorganismos necesarios para causar infeccin al 50% de sujetos afectados. -Dosis letal (DL50): nmero de microorganismos necesarios para causar la muerte al 50% de los sujetos afectados.

Dependiendo del microorganismo y de su virulencia har falta la entrada de un mayor o menor

nmero de los mismos para causar la infeccin. As por ejemplo, con un solo bacilo de

Mycobacterium tuberculosis se contrae la enfermedad, mientras que para contraer el clera

es necesaria la entrada de un milln de microorganismos.



PATOGNESIS

Proceso de desarrollo de una infeccin o enfermedad infecciosa. Este proceso depende de:

-Microorganismos: segn el nmero de entrada y su virulencia

- Hospedador (ser humano): segn su inmunidad, nutricin, enfermedades de base e

inmunosupresin que presente.

- Hipersensibilidad o inmunoalergia.

La interaccin entre microorganismo y ser humano es la razn por la que aparece o no aparece

la infeccin. Hablamos de inmunoalergia para referirnos a aquellas situaciones en las que la

respuesta inmunitaria es hipersensible ante una invasin microbiana. As por ejemplo hay virus

que afectan a las neuronas provocando encefalitis y el organismo acta contra la neurona

afectada y no contra el virus, se produce as un dao inmunoalrgico.

Habr infeccin siempre que el numerador supere al denominador. Adems hay circunstancias

que favorecen el numerador: cuando las infecciones son mixtas, polimicrobianas o infecciones

con BIOFILM. Esta ltima es la ms difcil de diagnosticar y curar, adems de ser la ms grave.

ETAPAS DE PATOGNESIS

- Adherencia: mediante mecanismos fsicos y fagocitos.

- Invasin local: inflamacin, cicatrizacin y fagocitos

- Proliferacin: complemento, fagocitos, citoquinas y linfocitos K

- Diseminacin a distancia: fagocitos o linfocitos K

- Respuesta inmunitaria: anticuerpos, fagocitos y linfocitos T.

En toda infeccin es fundamental la actuacin de fagocitos y anticuerpos. Se produce una

inflamacin debido a la secrecin de citoquinas y otras molculas que estimulan la llegada de

fagocitos al foco de infeccin. Adems se producen otros sntomas tales como la fiebre; los

microorganismos estn acostumbrados a sobrevivir a una temperatura aproximada de 37C,

por lo que al aumentar la temperatura mueren, es un mecanismo defensivo natural.



Si la respuesta inmunitaria acaba con el patgeno no se produce la enfermedad.

FACTORES DE VIRULENCIA

1. Nmero. DI50. Quorum sensing

Quorum sensing: proceso de comunicacin microbiana para desarrollar un ataque contra la

defensa del organismo a travs de la secrecin de molculas seales. Igual que los seres

humanos para entenderse toman decisiones en consenso, los microorganismos que viven en

comunidades microbianas necesitan un nivel de unidades que elaboran una serie de sustancias

qumicas que actan sobre su DNA y empiecen a transcribirse protenas desarrollando

mecanismos de defensa para protegerse. As a mayor poblacin microbiana, mayor

concentracin de molculas seales.

-Gram +: secretan oligopptidos procesados.

-Gram -: secretan acilhomoserin-lactona (AHL)

Por tanto, estas sustancias difunden al interior de la clula diana (bacteria) y, cuando estn en

concentracin suficiente (quorum), se unen a receptores induciendo un cambio

conformacional. El complejo entre la sustancia y el receptor se une a sitios especficos del ADN

y se transcriben determinados genes que producen las protenas quorum-dependientes, que

actan como factores de virulencia.

2. Adherencia y factores de colonizacin

Todos los microorganismos para poder producir una infeccin necesitan adherirse, ya que si no se arrastran y se pierden. Los mecanismos ms utilizados son: fimbrias que se adhieren a polisacridos o adhesinas para unirse a clulas humanas especficas.

3. Factores de invasin. Exoenzimas

Las exoenzimas destruyen las clulas, disuelven materiales extracelulares, provocan la coagulacin o fibrinlisis y neutralizan a los antimicrobianos. Algunos ejemplos son: hemolisina, coagulasa, colagenasa, proteasas

4. Cpsulas

Polmeros de polisacridos o pptidos que forman una capa homognea que recubre la bacteria. Protegen al microorganismo contra la respuesta inflamatoria del hospedador (activacin del sistema de complemento y la fagocitosis). Existen varios tipos como las de cido hialurnico del Strepptococcus o de cido silico de Neisseria

5. Endotoxinas

Tanto las gram + como las gram son capaces de liberar sustancias que incrementan las reaccione de fase aguda y las inflamatorias produciendo una respuesta inmunitara excesiva que puede incluso poner en peligro la vida del anfitrin.

6. Exotoxinas

Tanto las gram + como las gram producen enzimas citolticas y protenas de unin a receptores que modifican la funcin o destruyen a la clula aceptora.

7. Siderforos Son compuestos con afinidad para extraer el hierro de la transferrina y lactoferrina. Este hierro es necesario para el crecimiento de las bacterias. As por ejemplo mutantes de la Sallmonella que carecen de siderforos no son virulentos. 8. Sistemas de secrecin bacteriana



9. Biofilm Pelcula de polisacridos que engloba a las bacterias facilitando su colonizacin ya que evita el contacto con los elementos de respuesta del hospedador. El biofilm se desarrolla en cinco etapas:

- Estadio 1: fijacin inicial

- Estadio 2: fijacin irreversible

- Estadio 3: maduracin I

- Estadio 4: maduracin II

- Estadio 5: dispersin Se requieren tratamientos agresivos para eliminar a las bacterias que cuentan con biofilm

Criterios Parsek y Singh, 2003: Los microorganismos patgenos se asocian a una superficie.

El examen directo del tejido infectado demuestra agregados celulares envueltos en una matriz, que puede ser de origen microbiano y del hospedador.

La infeccin se limita a un sitio particular en el hospedador.

Evolucin trpida del tratamiento antibitico a pesar de demostrar sensibilidad de los microorganismos. Detectamos la presencia de microorganismos en cultivos por tincin o por PCR

Cultivo negativo, a pesar de la sospecha clnicamente documentada de infeccin (los microorganismos localizados en un biofilm puede que no se recuperen por hemocultivo o por aspirado)

Aclaramiento ineficaz evidenciado por la presencia de grupos de microorganismos (macrocolonias) en reas concretas del hospedador con respuesta inflamatoria.

BASES GENMICAS DE LA PATOGENIA

ELEMENTOS GENTICOS MVILES

- Plsmidos: DNA circular con carcter replicativo autnomo.

- Transposones: genes mviles en el DNA que saltan del cromosoma al plsmido.

- Integrones: plataformas coleccionistas de genes. Tienen un segmento con un

promotor y una integrasa que permite que se introduzcan genes de resistencia y que

se trasmitan a travs del plsmido l solo, o ser cogido por el fago y transmitido por el

fago. Algunos, se meten en las islas genmicas de patogenicidad.

- ISCR (insertion sequence common region)

- Fagos

- Islas genmicas de patogenicidad (PAIs): son un grupo de elementos mviles genticos

que se asocian con patogenicidad y/o resistencia a los antimicrobianos que estn

localizados en el cromosoma bacteriano o en plsmidos. Se asocian a los genes del

RNA de transferencia y con elementos genticos mviles.



Sus caractersticas son:

o Pueden contener uno o varios genes de virulencia

o Estn presentes en el genoma de microorganismos virulentos, no en

avirulentos

o Son grupos de genes organizados de gran tamao de 100 a 200 kb

o Se encuentran junto a elementos genticos mviles

o Frecuentemente son inestables genticamente, hay intercambio

o Su contenido G-C es diferente al resto del cromosoma bacteriano

o Una bacteria puede contener varias islas de patogenicidad

POSTULADOS DE KOCH Supuestos que se establecen para fundar una demostracin entre proceso infeccioso y

etiologa bacteriana.

-Universalidad: el microorganismo debe ser encontrado en todos los casos de

enfermedad y su distribucin en el organismo debe estar en relacin con las lesiones

observadas

-Individualidad: el microorganismo debe ser recuperado en cultivo puro del

hospedador

-Reproductividad-identidad: el microorganismo aislado debe reproducir la enfermedad

al inocular a animales susceptibles

-Especificidad inmunolgica B: en el hospedador infectado se han de detectar

anticuerpos especficos en sangre

-Especificidad inmunolgica T: en la convalescencia del hospedador infectado aparece

hipersensibilidad especfica

POSTULADOS MOLECULARES DE S.FALKOW - El gen de virulencia o sus productos se deben encontrar en bacterias causantes de la

enfermedad y nunca en avirulentas

- La eliminacin o inactivacin de los genes de virulencia en una cepa virulenta conlleva

prdida de virulencia

- La insercin de los genes de virulencia en una cepa avirulenta, la convierte en virulenta

- Los genes de virulencia se deben expresar cuando la bacteria est provocando

infeccin en animales o en humanos.

- Los anticuerpos frente a los productos de los genes virulentos son elemento de

proteccin para el hospedador



EN RESUMEN

El proceso infeccioso ocurre si el nmero de microorganismos por su virulencia y por los

factores de riesgo sobrepasan los mecanismos defensivos del hospedador

Las islas de patogenicidad son el soporte gentico de los factores de virulencia de los

microorganismos.

El quorum sensing es la comunicacin entre bacterias para vivir en comunidad y sistema que

regula la expresin de los factores de virulencia

El control de la transmisin de un proceso infeccioso se debe basar en la rotura de la cadena

de infeccin.



5. INTERRELACIN HOSPEDADOR-AGENTE

INFECCIOSO

El ser humano vive en equilibrio con una serie de microorganismos, es la llamada microbiota.

Un desequilibrio en esta interaccin conforma una disbiosis. Hay tres tipos de interacciones

del ser humano y los microorganismos:

-Mutualismo: es la llamada situacin ideal, es una interaccin de beneficio mutuo.

Se lleva a cabo con la microbiota. As por ejemplo, la E.coli intestinal secreta el

complejo vitamnico B y K, beneficioso para nosotros

-Comensalismo: es un tipo de interaccin en la que uno se beneficia y el otro no, pero

este primero no provoca dao alguno. Estos microorganismos subsisten gracias a

secreciones o partculas muertas. Por ejemplo el stafilococo epidrmino que reside en

la capa crnea de la piel sin producir daos.

-Parasitismo: uno de ellos se beneficia perjudicando al contrario. Esto desencadenar

una enfermedad infecciosa.

Hablamos de contaminacin para referirnos a la simple presencia de microorganismos. Cuando

hablamos de que una muestra est contaminada pueden ocurrir dos casos:

- Que esa muestra est colonizada por el microorganismo. Lo cual no supone ningn

riesgo ya que la colonizacin es el crecimiento microbiano sobre o dentro del

hospedador sin respuesta de este. Este es el caso de la microbiota dentro del ser

humano. Por ejemplo, si en una muestra de un esputo se encuentra un

microorganismo de la microbiota olofaringea no hay que darle valor alguno.

- Por el contrario, una muestra puede estar infectada por un microorganismo.

Hablamos de infeccin cuando el microorganismo penetra en el cuerpo, se multiplica,

o invade y causa reaccin en el hospedador al reconocerlo como elemento extrao (se

desencadena la respuesta inmune). Esto se manifiesta por ejemplo, cuando al tomar

una muestra de sangre encontramos microorganismos propios de la piel, lo que

supone que no se ha desinfectado la zona antes de la extraccin.

Se define enfermedad como aquella condicin o situacin caracterizada por la alteracin

perceptible de la funcin corporal. Se pueden presentar sntomas y/o infeccin. Por tanto, no

se debe confundir infeccin con enfermedad.

Se puede establecer una clasificacin de los microorganismos segn el dao que provocan o

no. As pues, se sabe que los ms abundantes son aquellos que nunca son patgenos, en

menor proporcin se encuentran los llamados oportunistas (o potencialmente patgenos), y

finalmente, aquellos menos abundantes son los microbios patgenos.



MICROORGANISMOS EN EL SER HUMANO

El ser humano es un consorcio entre clulas humanas y microbianas, entendiendo consorcio

como un conjunto de entidades que generan un beneficio mutuo. En un ser humano se

pueden encontrar ms clulas microbianas que humanas as como 100 veces mas genes

microbianos que humanos.

La microbiota presenta tres caractersticas bsicas: diversidad, adaptabilidad y estabilidad.

Por ello, pueden ser atacados por la ingesta de una dieta no equilibrada o la presencia de

antimicrobianos. Se pueden clasificar en:

-Microorganismos residentes: estn adaptados a un determinado territorio orgnico

por lo que siempre estn presentes en l. Existen varias razones por lo que esto

ocurre: el microbio presenta recetores especficos de unin a las clulas del medio y el

territorio le ofrece nutrientes y buen ambiente. Por ejemplo el staphylococcus

epidermidis de la piel.

-Microorganismos transitorios; tienen un tiempo breve de presencia en un

determinado territorio orgnico. Esto ocurre por tres razones: son excluidos por otros

microorganismos residentes de territorios adyacentes, desencadenan la respuesta

inmune en el hospedador, o bien son lavados a travs de flujo de orina, lgrimas,

heces Se trata de microbios fcilmente transmitidos por contacto como el E.colli

Los microorganismos residentes del cuerpo humano constituyen el microbioma, el cual

presenta una gran diversidad. Este microbioma va apareciendo en el organismo a partir del

nacimiento y puede ser alterado por muchos condicionantes diferentes.

El feto es estril, por lo que carece de microbiota. Tras el nacimiento, ste se empieza a captar

del medio externo. Es por ello que el origen primordial de la microbiota sern aquellos

microbios presentes en la madre, pero tambin se captaran, un poco mas arde aquellos

presentes en el personal sanitario y familiares. Este origen depende, en primer lugar del modo

en el que se desarrolle el parto, as como de si el neonato es prematuro o no. No es lo mismo

que un nio nazca por cesrea a que el parto sea natural. En el caso de este ultimo el feto se

coloniza por microorganismos vaginales,y para evitar daos, es necesario aplicar eritromicina

sobre la conjuntiva del recin nacido previniendo as la aparicin de la oftalmia neonatorum.

Tras el nacimiento, la microbiota vendr condicionada por el tipo de alimentacin. Por ello, se

recomienda un mnimo de amamantamiento del recin nacido de 6 meses. Aunque la media

registrada de este mbito por la multinacional nestle, data de una media de 3 mees. Est

demostrado, que aquellos nios que basan su alimentacin en bibern portan 4 veces ms

C.difficile que los amamantados.

Un feto estril, alcanza un microbioma adulto a los 3 aos de vida. Adems del ambiente en el

que est y su alimentacin es determinante tambin de la presencia o no, de antibiticos. Est

demostrado que la presencia de antibiticos durante los primeros 6 meses de vida altera la

microbiota condicionando la obesidad infantil y adulta, ya que se ve afectada sobre todo, la

microbiota intestinal, pudiendo llegar a desarrollar diabetes tipo I o tipo II.



Los prebiticos que se dan junto a la leche aumentan el ecosistema microbiano lo cual es

beneficioso para el ser humano. Estos prebiticos estn presentes sobre todo en yogures,

leches artificiales y polisacridos de la fruta.

FACTORES QUE DETERMINAN LA MICROBIOTA ADULTA

Se distinguen 6 factores determinantes distintos:

1. Condiciones locales fisiolgicas y ecolgicas.

- Presencia y cantidad de nutrientes. Lo que determina una abundante microbiota, por

ejemplo, en el colon, vagina y encas.

-pH

- Potencial de xido-reduccin

- Substancias locales antibacterianas, como la lisozima en las lgrimas

- Receptores para adhesinas para fijarse a las clulas adyacentes, como el

streptococcus mutans a lo dientes.

2.Inhibicion de microbianos por productos de microorganismos.

- H2O2

-cidos grasos voltiles producidos por anaerobios

- Antibiticos naturales

-Bacteriocinas y protenas bactericidas

Todos ellos permiten que la microbiota sea diversa, adaptable y estable.

3.Tipo de alimentacin.

Si se mantiene una dieta herbvora, a base de fibra se ve favorecido el crecimiento de

bacteroidetes, mientras que si esta es carnvora se favorecern los firmicutes. Los firmicutes

degradan ms alimentos produciendo un aumento de energa que provoca que engordemos.

Por ello, para mantener el peso correcto es importante un equilibrio entre bacteroidetes y

firmicutes.

4. Higiene bucal y corporal

Si no se lleva a cabo una buena higiene bucal, es comn la presencia de sarro, que no es ms

que la acumulacin de microorganismos en los dientes.

Por otra parte, la microbiota no se encuentra distribuida homogneamente dentro del

organismo. As pues, es comn encontrar mayor cantidad a nivel de axilas e ingles, donde se

produce mal olor debido a la gran presencia de alimentos y la transformacin de estos en

cidos grasos con ms de 4 tomos de carbono por parte de los microorganismos.

5. Hospitalizacin

Cuando nos hospitalizan es comn captar aquellos microorganismos que porta el personal

sanitario. Estos microorganismos alteran nuestro microbioma natural.



6.Antimicrobianos

Los antimicrobianos disminuyen la diversidad, debido a su presencia emergen genes nuevos

que establecen una serie de microorganismos resistentes a los mismos. Este conjunto de

microorganismos constituyen el resistoma intestinal.

MICROBIOTA NORMAL DEL SER HUMANO La microbiota es como un tapiz que cubre las mucosas del organismo y se distribuye de forma

heterognea:

- Tracto respiratorio superior

- Tracto digestivo (desde la boca hasta el ano)

- Tracto urogenital distal

-Odo externo

-Ojo: crnea y conjuntiva

- Piel y anejos cutneos

En la microbiota normal del ser humano predominan los firmicutes (como el faecalibacterium

que es saprofito y raras veces provoca infeccin) y bacteroidetes. En menor medida

encontramos actinobacterias y proteobaterias. Predominan por tanto los mricoorganismos

anaerobios (tanto firmicutes como bacteroidetes lo son).

Los laboratorios clasifican a los seres humanos en tres enterotipos segn la microbiota que

presenten:

- Tipo 1: con altos niveles de bacteroides

-Tipo 2: con pocos niveles de bacteroides pero con un predominio de Prevotella

-Tipo 3: con altos niveles de Ruminococcus

Los enterotipos provienen de la herencia materna y se mantienen a lo largo de la vida. Si se

produce una alteracin de los mismos, se suele utilizar un translante fecal desde una persona

sana que comparta ese enterotipo.

La microbiota sin embargo, presenta cambios a lo largo de la vida provocando estadios de

vulnerabilidad en el humano. Estos cambios dependen de:

-Los extremos de la vida: tanto los nios como los ancianos son vulnerables ya que

mientras que los primeros no presentan un microbioma totalmente establecido, en el

caso de los ancianos ste se encuentra agotado y deteriorado

-Condiciones de salud o enfermedad: afectan sobre todo, la malnutricin y la presencia

de antibiticos.

Adems de las bacterias presentamos gran cantidad de virus que son estudiados como

mtodos de terapia y prevencin. Se obtienen como molculas de vacuna.



Hay territorios que son estriles, es decir carecen de microbiota. Por tanto, si se encuentran

microorganismos en alguno de estos tejidos hablaremos de infeccin. Estos territorios son: la

sangre, el liquido cefalorraqudeo, el liquido pleural, el liquido peritoneal, el liquido

pericrdico, el liquido amnitico, el aspirado quirrgico seo o articular, y el tejido obtenido

quirrgicamente.

Micriobiota de la piel

No es un hbitat muy favorable debido a la presencia de un pH cido y cidos grasos. Puede

haber microorganismos transitorios y a pesar de sus caractersticas, tambin los hay

residentes:

-Staphyloccoccus epidermis ,

-Levaduras tipo candida,

-Propionibacterium acne: residente en el sebo de folculos pilosos y glndulas

sudorparas el cual es causante del acnjuvenil

- Pityrisporum ovale: que crece en el sebo y es responsable de la descamacin de la

piel del taln.

Microbiota de la conjuntiva

Su microbiota es escasa, pero su piel adyacente puede ser colonizada por microorganismos

tales como Corynebacterium o Staphyloccoccus epidermis por lo que cuando se opera de

cataratas por ejemplo, es necesaria la aplicacin de antispticos locales. Adems, la conjuntiva

presenta elementos naturales contra estos microbios como son la lisozima y la accin de

arrastre provocada por el lagrimeo.

Microbiota de la boca

En la boca el crecimiento de los microorganismos se ve favorecido por la gran cantidad de

alimento, a pesar de la lisozima y un potencial de oxido-reduccin bajo. Se da especialmente

en encas y segn el tipo de higiene puede aparecer:

-Sarro: bioflim grande por acumulacin de microorganismos asociados a las

glicoprotenas de la saliva.

-Carie: Al ingerir hidratos de carbono, los microorganismos se asocian a ellos y forman

una matriz sobre el diente. Posteriormente, esta matriz se adifica y forma un biofilm

grueso denominado carie.

-Enfermedad periodontal: alteracin de la microbiota en las encas

producindose su retraccin



Microbiota del estmago

En el estmago hay os mecanismos que actan como barrera en contra de los

microorganismos, en primer lugar la presencia de un pH muy cido (de alrededor de un pH=2),

y en segundo lugar, la presencia de enzimas gstricas.

Por ello, uno de los pocos microorganismos que pueden crecer en este medio es el

Helicobacter pylori, que puede causar graves problemas tales como el cncer gstrico.

Microbiota intestinal

En el tubo digestivo la microbiota ms abundante se localiza en el colon. Entre estos se

encuentran especialmente, microorganismos anaerobios del filum de los firmicutes o

bacteriodes. Se generan y viven en biofilm.

La microbiota intestinal vara segn la dieta (grasas y digestabilidad de los

carbohidratos).Cualquier alteracin de la microbiota conduce a colitis pseudomembranosa,

por sobrecrecimiento de clostridium difficile. Una de las soluciones a esta enfermedad es el

trasplante fecal el cual tiene excelentes resultados.

Microbiota del tracto respiratorio

Es el tracto respiratorio superior el que esta colonizado por microbiota. Generalmente, el

tracto respiratorio inferior es un territorio estril. No obstante existen excepciones, los no

fumadores debajo de la epiglotis (tracto respiratorio inferior) carecen de microbiota, mientras

que los fumadores la tienen presente hasta la trquea por lo que sufren por ejemplo, mayor

cantidad de catarros que los no fumadores.

El tracto respiratorio inferior es esteril gracias a dos mecanismos de proteccin:

-Proteccin por movimiento hacia fuera de la superficie mucociliar

- Proteccin proporcionada por los macrfagos de los alveolos

Microbiota de la nariz

La nariz tiene gran cantidad de microorganismos ya que se inalan una media de 10000

microorganismos diarios, contra los que se encuentra el sistema de proteccin de la nariz, el

sistema mucociliar. La nariz constituye adems, un gran reservorio de staphylococuus aureus.

Casi el 75% de las personas portan staphylococuus aureus en la nariz en la nariz.

Microbiota de la nasofaringe

La nasofaringe es importante por la presencia de neumococo, meningococo y Haemophilus

influenzae, que mas del 80% de nios menores de 5 aos lo portan. El neumococo protagoniza

un riesgo de infeccin endgena, puede producir otitis media y neumona.

Microbiota del tracto genitourinario

El tracto genitourinario por encima de 1cm de la uretra es esteril. Es importante tener en

cuenta la microbiota de la uretra distal a la hora de valorar un urocultico a travs de una

muestra de orina que debe ser estril. En una primera miccin esta microbiota distal estar



presente por lo que es necesario obtenerla de una segunda miccin donde esta orina no estar

contaminada.

Microbiota de la vagina

La vagina es tambin un territorio rico en microorganismos, sobre todo Lactobacillus (bacteria

gram positiva anaerobia del fillum de los firmicutes)

Dependiendo del ciclo y edad de la mujer habr ms o menos microbiota. En la pubertad,

debido al desarrollo hormonal habr una mayor cantidad de glcidos por lo que la microbiota

aumentar, por el contrario en la menopausia con la desaparicin de las hormonas, bajaran los

niveles de glcidos y por tanto tambin lo har la microbiota. Esta poca coincide con la

aparicin de vaginosis (debido a la desaparicin de lactobacillus y la emergencia de otros como

son los bacteroides). Adems la vaginosis se ve favorecida por lavados exhaustivos y tampones

con desinfectantes.

FUNCIONES DE LA MICROBIOTA

-Sntesis de vitaminas B y K

-Degradacin de alimentos ingeridos

Defensa contra infecciones en mucosas y resistencia a la colonizacin

-Homeostasis del tracto digestivo

- Metabolismo, tolerancia a la glucosa, perfil lipdico y la resistencia a la insulina

-Biotransformacin de frmacos (AINE), que gracias a ella se absorben como frmacos

activos

- Estimula sistema inmunitario innato

- Colabora en la obtencin de la energa de los alimentos ingeridos.

- Es origen de microorganismos potencialmente patgenos

- Dificulta valoracin de hallazgos icrobiolgicos de muestras clnicas contaminadas por

microbiota

- Es fuente de microorganismos poli R (resistoma intestinal)

- Favorecen la transmisin horizontal del mobiloma (elementos genticos mviles de

resistencia antimicrobiana



Si se altera la microbiota (alcanzando una situacin de disbiosis), pueden ocurrir varios

problemas:

- Alteraciones funcionales digestivas o intestinales lo que provoca un gran malestar y

condiciona la calidad de vida. Aparece diarrea, malabsorcin o anemia megaloblastica

(carencia de vitamina B12)

- El sndrome de colon irritable: el cual es muy frecuente, tb todas las

-Colitis ulcerosa,

-Cncer colo-rectal

-Obesidad

-Diabetes tipo II..

Como sabemos que la microbiota ayuda y proporciona nuestro bienestar, sta est siendo

estudiada para intentar resolver con microorganismos de la propia microbiota alteraciones de

la misma. Se puede administrar microbiota obtenida en estudios de investigacin encargados

en aislar microorganismos.



6. ANTIMICROBIANOS.MECANISMOS DE

ACCIN

Un antimicrobiano es cualquier sustancia que acta contra un microbio. Hay una mala

costumbre de utilizar el trmino antimicrobiano como sinnimo de antibitico. Sin embargo,

se define antibitico como aquella sustancia qumica fabricada de forma natural por michos

microorganismos (hongos y bacterias) la cual impide el desarrollo de otros microorganismos

existentes en su entorno. Actualmente, se pueden realizar antibiticos de forma sinttica pero

siempre basados en una primera sustancia natural.

La era de los antibiticos comenz con el descubrimiento de la penicilina por parte de

Alexander Fleming en 1928. Observ cmo en una de las placas petri que estaba utilizando

para el cultivo de staphylococcus, se empezaron a hallar zonas en las cuales las bacterias no

crecan. Estas zonas eran adyacentes de otras contaminadas por un hongo: penicilium, el cual

se encuentra fcilmente en el ambiente sobre todo en pocas calurosas y hmedas.

Actualmente se sabe que esto ocurra ya que el hongo liberaba una sustancia que impeda el

desarrollo de las mismas.

Este hecho revolucion la Medicina, ya que a pesar de su descubrimiento a finales de los aos

20, no empez a aplicarse de forma extensiva hasta la Primera Guerra Mundial donde hubo un

notable descenso de la mortalidad causada por enfermedades infecciosas.

Actualmente el suministro de antibiticos ofrece grandes ventajas para contraatacar las

complicaciones infecciosas. No obstante, aun con la existencia de estos persisten algunas que

pueden resultar de gran gravedad debido a la agresividad de los tratamientos mdicos.

Como se dice anteriormente, si hablamos de antimicrobianos nos referimos de forma genrica,

a cualquier sustancia que actua en contra de los microorganismos por tanto, se pueden

clasificar en cuatro grandes grupos:

- Antibacterianos

- Antifngidos

- Antivirales

- Antiparasitarios

En este tema nos centraremos en el estudio de los antibiticos, utilizado como sinnimo de

antibacterianos. Es un campo muy complejo debido a la variedad de bacterias existentes, cada

uno actuar contra un nico tipo y sobre un determinado punto de accin. Alguno de estos

tipos son: los -lactmicos, tetraciclinas, fluorquinolonas



Cmo acta el antibitico sobre la bacteria?

La accin antimicrobiana se puede definir como la interaccin del antimicrobiano con el

microorganismo, que produce la inhibicin o muerte del mismo.

Hablamos de inhibicin o muerte del mismo ya que en muchas ocasiones, con el simple hecho

de inhibirlo es suficiente para su desaparicin, gracias a que a partir de ese momento el propio

organismo desencadena una respuesta inmune que provoca su eliminacin. Sin embargo, hay

ocasiones en las que es necesario que el antibitico elimine al microorganismo por completo.

La actuacin de un antibacteriano viene determinada por una serie de etapas previas:

-En primer lugar el antibacteriano debe penetrar la superficie bacteriana

-Una vez dentro, debe no ser inactivado por las enzimas bacterianas

- Finalmente, ha de alcanzar el punto de accin o diana de la bacteria. Generalmente,

este punto de accin se corresponde con una parte esencial de la bacteria, sin la cual

no podra sobrevivir en el medio. Segn cual sea esta diana, los antimicrobianos se

pueden clasificar en aquellos que:

Inhiben la sntesis de la pared celular

Inhiben la sntesis de cidos nucleicos (tanto DNA como RNA)

Inhiben la sntesis de protenas

Desestructuran la membrana celular

INHIBICIN DE LA SINTESIS DE LA PARED CELULAR Hay tres tipos de antibiticos que actan sobre la pared celular:

- -lactmicos

-Glicopptidos

-Fosfomicina

La pared celular de las bacterias est formada por una estructura horizontal de cadenas

constituidas por dos molculas sintetizadas en el interior celular: la N-acetilglucosamina y el

cido N-acetilmurmico. Estas cadenas horizontales, estn unidas transversalmente mediante

peptdicos de pentapptidos que confieren a la bacteria una cubierta rgida y consistente.

Existen unas enzimas especficas de la familia de las serina proteasas que se encargan de

catalizar la formacin de los puentes y de las cadenas (por ejemplo, las transpeptidasas y las

carboxipeptidasas). Estas enzimas reguladoras se denominan protenas de unin a la

penicilina (PBP) debido a que se pueden unir a los antibiticos -lactmicos.



-lactmicos

Los antibiticos -lactmicos se caracterizan por la presencia de un anillo -lactmico que es el

que se une a la PBP, impidiendo la formacin de los puentes entre las cadenas de

peptidoglucano, por lo que la pared no adquiere consistencia y la bacteria no queda aislada del

medio y muere.

Los distintos tipos de antibiticos -lactmicos se diferencian por el radical asociado al anillo -

lactmico. Estos tipos son:

-Penicilina (cido 6-aminopenicilnico). Existen a su vez, varios tipos de penicilina

como pueden ser la bencilpenicilina, la meticilina o la carboxipenicilina.

-Cefalosporinas (cido 7-aminocefalospornico). Existen tambin muchas variedades y

se pueden clasificar en generaciones:

o 1 generacin: viene dada por las primeras cefalosporinas que se

desarrollaron

o 2 generacin: son semisintticas y mejoraron las de primera

generacin

o 3 generacin: son muy utilizadas en el hospital contra infecciones de

bacterias gram negativas y neumococo.

o 4 generacin: mejoraban un poco las de 3 generacin y existan dos

tipos, uno de ellos se retir del mercado y el otro no existe en todos

los hospitales

o 5 generacin: no tardaran en salir al mercado ya que estn acabando

de ser desarrolladas y acabaran con el staphylococcus aureus

(infeccin muy frecuente en hospitales)

- Carbapenemas (presenta un anillo carbapanmico): son antibiticos que se suelen

utilizar como ltima opcin. En general las bacterias se van haciendo, con el tiempo,

resistentes a los antibiticos. Primero se hacen resistentes a penicilinas, luego a

cefalosporinas y finalmente a los carbapenemicos. Cuando una bacteria se hace

resistente a carbapanmicos no habr ningn otro antibitico suministrable. Un

ejemplo es el imipenem o meropenem suministrados en el hospital.

-Penicilina + inhibidor de -lactamasas:las -lactamasas son enzimas presentes en las

bacterias que son capaces de romper el anillo -lactmico del antibitico. Por ello se

une el antibitico a un inhibidor de las -lactamasas impidiendo as, que degraden el

anillo. Existen distintas combinaciones, algunos ejemplos son: amoxicilina con cido

clavulnico (es muy potente ya que se trata de dos -lactmicos juntos), o piperaciclina

con tazobactam (usado en el hospital). El nombre comercial ms conocido de etos

antibiticos es el Augmentine.

-Monobactamas: este tipo de antibitico es muy poco utilizado.

De cada una de estas molculas puede haber una o varias marcas comerciales..



Glicopptidos

Actan sobre los pentapptidos que conforman los puentes de unin entre las cadenas de

peptidoglucano.

Los dos ms conocidos son vancomicina y teicoplanina. Estn formados por una molcula de

gran tamao formada por varios anillos, que adquiere una forma de saco, dentro del cual se

sita el pentapptido.

Debido a su gran tamao, no puede entrar en las bacterias gram negativas por lo que solo

acta contra gram positivas.

Fosfomicina

Es un antibitico de desarrollo estrictamente espaol que acta sobre todo a nivel de tracto

urinario. Acta sobre la piruvil transferasa.

INHIBICION DE LA SINTESIS DE PROTEINAS Existen cinco tipos diferentes:

- Aminoglucsidos

- Tetraciclinas

-Glicilciclinas

-Macrlidos

-Oxazolidinonas

La sntesis de protenas es llevada a cabo en el citoplasma celular, por parte de los ribosomas.

Los ribosomas se encargan de traducir la informacin aportada por el ARNm en forma de

cidos nucleicos en aminocidos, que ensamblados darn lugar a la protena. Las protenas son

un elemento esencial para la bacteria tanto si son estructurales como si son enzimticas.

Dependiendo del tipo de antibitico se inhibirn unas estructuras u otras, bien sean enzimas

implicadas como partes del ribosoma.

Aminoglucsidos

Estos antibiticos actan a nivel de la subunidad pequea (30s). Son muy tiles en contra de

bacterias gram -, gram + y microbacterias. En clnica los ms utilizados son la Estreptomicina y

la Gentamicina.

Tetraciclinas

Actan sobre el sitio A del ribosoma. Las clsicas son utilizadas en cuadros muy concretos

como son las infecciones dentales.

Hace aos se pens que las tetraciclinas clsicas no eran tiles por lo que dejaron de ser

utilizadas, no obstante se desarroll una nueva molcula, que no era ms que una



modificacin de las primeras, capaz de destruir cepas resistentes a las tetraciclinas clsicas.

Esta nueva molcula se denomina glicilciclina

Glicliciclinas

Frmaco anloco a las tetraciclinas capaces de actuar sobre las cepas resistentes a tetraciclinas

clsicas. Incluye un radical nuevo, sobre la estructura de las tetraciclinas. La ms conocida es la

tigeciclina.

Macrlidos

Los macrlidos son antibiticos naturales o semisintticos de carcter bsico primariamente

bacteriosttico. Inhiben la snteis de protenas tras su unin a la subunidad grande (50s). Sus

representantes ms conocidos son la Eritromicina y la Acitromicina (muy eficaz sobre

infecciones del tracto respiratorio como por ejemplo el neumococo).

Estructuralmente, estos antibiticos presentan un anillo lactnico y pueden ser clasificados en

funcin del nmero de tomos de carbono presentes en el anillo (14, 15 o 16)

Oxazolidinonas

Es un grupo muy complejo de antibiticos cuyo mayor representante es el Linezolid.

INHIBICION DE LA SINTESIS DE ACIDOS NUCLEICOS Los antibiticos utilizados son las quinolonas y fluorquinolonas.

Para que se lleve a cabo la replicacin del DNA es necesario que ambas cadenas de la doble

hlice se desenrollen y se separen replicndose cada una por separado. El desenrollamiento y

separacin de las cadenas es llevado a cabo por las DNAgirasas. Estos antibiticos bloquean a

las DNAgirasas en su subunidad A.

La diferencia que existe entre ambos tipos de antibiticos es la existencia de un tomo de

flor. Se descubri que en presencia del flor la actividad aumentaba. Estas ltimas no se

descubrieron hasta 1982, cuando apareci el Ciprofloxacino. Se utiliza contra infecciones leves

y graves.

DESESTRUCTURACIN DE LA MEMBRANA CELULAR Esta accin es llevada a cabo por los lipopptidos, el ms conocido es la Daptomicina.

La daptomicina est formada por un anillo al que se ancla una cadena lipoflica. La daptomicina

se une a la membrana celular y forma un complejo con calcio. Al unirse al calcio se abre un

poro en la superficie de la membrana celular que permite la salida masiva de cationes desde el

interior celular producindose un desequilibrio electroqumico que provoca la muerte celular.

La mayora de los antibiticos como los lipopptidos actan en fase estacionaria de las

bacterias, sin embargo otros como los -lactmicos requieren que las bacterias estn activas,

en fase de crecimiento.



7. RESISTENCIA DE LOS MICROBIOS FRENTE A

LOS ANTIBITICOS

El mecanismo de accin de un antibitico es cmo acta ese antibitico para inhibir o matar a la bacteria (en el caso de los antibacterianos). Cuando hablamos de mecanismo de accin hablamos desde el punto de vista del antibitico. Por otra parte, se encuentran los mecanismos que emplea la bacteria para contraatacar la

accin de los antibiticos. A este hecho se le denomina resistencia.

Desde el punto de vista biosanitario podemos encontrar dos definiciones diferentes de resistencia:

- Resistencia bacteriana: Capacidad de una bacteria para soportar concentraciones de antibitico ms altas que el resto de las bacterias de su especie. Cada bacteria puede soportar una cantidad determinada de antibitico.

- Resistencia clnica: capacidad de una bacteria para soportar las concentraciones de antibitico que se alcanzan en el foco de infeccin. En este caso de resistencia las bacterias son capaces de soportar las concentraciones de antibitico que llegan al foco de la infeccin, que es distinta de la cantidad de antibitico que podemos encontrar en el suero.

Se distinguen dos tipos de resistencia:

-Resistencia natural: caracterstica compartida por todas las bacterias del mismo

grupo, gnero o especie. Por ejemplo, las bacterias gram son resistentes a

glicopptidos (debido a su gran tamao), o las gram + a colistina (ya que esta molcula

no puede adherirse a ellas).

-Resistencia adquirida: con el tiempo aparecen nuevas resistencias en

microorganismos que antes no lo eran. Por ejemplo E.Colli desarrollo resistencia a

levofloxacino.

Para tratar una determinada infeccin, un mdico debe tratar de sospechar cual es el

microorganismo que la causa. Ya que, como hemos visto no todos los antibiticos actan por

igual ni sobre las mismas bacterias. Es necesario tener en cuenta el patrn de resistencia que

siguen las bacterias segn el ambiente en el que se encuentren, su resistencia natural y su

resistencia adquirida. Si no hay ningn tipo de sospecha habr que aplicar un antibitico que

actue tanto en gram- como en gram + e incluso, se podran aplicar dos antibiticos diferentes a

la vez.

METODOS DE ESTUDIO DE LA RESISTENCIA BACTERIANA

Es importante estudiar la resistencia bacteriana para as saber qu bacterias son resistentes a qu antibiticos y poder predecir los mecanismos que va llevar a cabo la bacteria y los antibiticos que se p ueden utilizar para combatirla. Los mtodos utilizados pueden ser: fenotpicos o genotpicos.



Mtodos fenotpicos

El mtodo fenotpico utilizado para definir la resistencia o sensibilidad de una cepa bacteriana

por un determinado antibitico se conoce como antibiograma.

Las bacterias necesitan 24h para crecer en un cultivo primario y se requieren 24 h ms para

obtener el antibiograma. Una vez obtenido, se podr determinar qu antibiticos son tiles

para combatirlas y cuales no.

Actualmente se utilizan tres tipos diferentes de antibiogramas:

-Difusin en disco: en una placa petri se cultiva la cepa bacteriana que vamos a

estudiar con diferentes antibiticos dispuestos sobre discos de papel de filtro. Cuando

se colocan los discos sobre el agar stos se humedecen provocando la difusin del

antibitico formando ondas concntricas a su alrededor. Se crea as un halo alrededor

de cada disco en el cual pueden ocurrir dos supuestos: si las bacterias crecen en l

diremos que la cepa es resistente a ese antibitico,

mientras que si no lo hacen sern sensibles al mismo.

Estos halos en los que no crecen bacterias podrn ser de

mayor o menor tamao en funcin del grado de

sensibilidad.

Es un mtodo fcil, sencillo, cmodo y barato que se

realiza de forma rutinaria. Adems fue el mtodo usado

por Fleming en el descubrimiento de la penicilina.

-Microdilucin en caldo: es un mtodo ms exacto que aporta mayor cantidad de

informacin, nos permite determinar la CMI (concentracin mnima inhibitoria). Esto

es pues, la concentracin mnima de antibitico necesaria para la inhibicin del

crecimiento de la cepa bacteriana. Este mtodo consiste en ir sembrando las bacterias

en diferentes pocillos en los cuales las concentraciones de antibitico van variando, y

viendo si stas son capaces de sobrevivir o no.

-Difusion con E-test: este mtodo nos permite tambin, conocer la concentracin

mnima inhibitoria. En este caso, el cultivo se realiza sobre una placa petri sobre la que

se pone una tira que presenta un nico antibitico con concentraciones que varan a lo

largo de la misma. Por tanto, su patrn de difusin sobre el agar no ser de forma

concntrica sino que ser de forma elipsoidal. La CMI se determinar en el punto en el

que termina de difundir. Aquellas bacterias que tengan un CMI bajo, sern sensibles al

antibitico mientras que las que tengan un CMI alto sern resistentes a l.

Existen distintas organizaciones como es CLSI en Estados Unidos o EUCAST en Europa,

encargas de disear normas concretas de interpretacin de los antibiogramas. Por

tanto, para determinar el lmite entre resistencia y sensibilidad de las bacterias segn

el tipo de antibitico. As por ejemplo en el caso del metronidazol (MTZ), una bacteria

ser resistente a partir de un CMI=8 y en el del levofloxacino (LEV) a partir de un

CMI=2.



Mtodos genotpicos

Los mtodos genotpicos se basan en tcnicas de biologa molecular. Son ms precisos, caros y

complejos y estn en vas de desarrollo. No slo permiten conocer la cantidad de antibitico

que resiste sino tambin los mecanismos que emplea la bacteria. Se utilizaran tcnicas como la

PCR convencional, PCR a tiempo real o la secuenciacin. Un ejemplo es la deteccin de

betalactamasas por tcnicas moleculares, utilizando PCR para detectar un tipo determinado de

betalactamasas en la bacteria, si est dar positiva la prueba.

CASOS CLINICOS CASO 1

Tenemos un paciente de 85 aos con una infeccin en el tracto urinario que ha dado un

urocultivo positivo a Escherichia coli.

Tras realizarle el antibiograma se determina que esta cepa presenta resistencia a amoxicilina,

pero es sensible a otros antibiticos como amoxicilina con c.clavulnico, cefotaxima,

gentamicina o ciprofloxacina. Por lo tanto, cualquiera de los antibiticos a los que es sensible

causara efecto

CASO 2

Paciente de 53 aos con septicemia, que tras un hemocultivo ha dado positivo a E.coli.

En este caso, tras realizar el antibiograma se comprueba que la cepa ha adquirido resistencia

contra la amoxicilina, amoxicilina+ac.clavulnico y ciprofloxacina. Por tanto, las opciones se

reducen a cefotaxima (cefalosporina de 3 generacin) y gentamicina (aminoglucsido)

CASO 3

Paciente de 87 aos con infeccin de herida quirrgica con presencia de E.coli con

betalactamasa de espectro extendido (BLEE). La BLEE se confiere resistencia a cefalosporinas

de 3 generacin.

Como decamos ayer, una vez que se adquiere resistencia a penicilinas y cefalosporinas, se

utilizan los carbapenmicos. Por tanto, estas bacterias sern sensibles a Imipenem

(carbapenmico) y otros aminoglucsidos como es la amicacina, ya que la cepa se hace

resistente tambin a gentamicina.

CASO 4

Paciente infectado por Klebsiella pneumonia con carbapenemasa. Hay bacterias que pueden

desarrollar resistencia a carbapenmicos, que es una de las resistencias ms graves siendo

muy contagiosas. Se trata de enfermedades nosocomiales (se adquieren en hospital). Cuando

un paciente se contagia, Preventiva lo asla y la higiene de personal sanitario se magnifica. Los

pacientes afectados, son aquellos que estn muy debilitados y llevan mucho tiempo

ingresados. Tiene sensibilidad a amicacina y a las tetraciclinas.



MECANISMOS DE APARICION DE RESISTENCIA

- Mutacin y seleccin: aparece una mutacin en el DNA bacteriano con carcter

selectivo siguiendo un proceso de seleccin natural. La mayora de ellas se replican

cada 20 minutos lo que proporciona un proceso evolutivo muy rpido. Esta mutacin

ocurre en un cromosoma por lo que es menos probable su difusin al resto de

bacterias.

- Adquisicin de elementos extra-cromosmicos: Las bacterias adquieren plsmidos,

integrones o trasposones del medio, que portan genes de resistencia. Una vez que una

bacteria lo adquiere, ste es transmitido a toda su descendencia (transmisin vertical)

y bacterias adyacentes (transmisin horizontal, la cual es ms peligrosa y rpida). Un

ejemplo de trasmisin horizontal grave es la que se produce en el intestino, donde una

bacteria afectada lo transmite a todas aquellas presentes en su nicho y alguna de ellas

acabar causando la infeccin.

MECANISMOS DE TRANFERENCIA DE GENES DE RESISTENCIA TRANSFORMACIN

La transformacin es el proceso mediante el cual las bacterias captan fragmentos de DNA

desnudo y los incorporan sus genomas. Se da tanto en Gram + como en Gram -.

Este mecanismo de transferencia es muy til en la ingeniera gentica. Para inducir el proceso

se utiliza la electroporacin.

CONJUGACIN

Intercambio de material gentico a travs de estructuras sintetizadas gracias a la informacin

contenida en los genes TRA de plsmidos conjugativos. Estas estructuras son pilus sexuales

(Gram -) o protenas de unin entre bacterias (Gram +).

Plsmido conjugativo F: el plsmido F se transfiere a s mismo convirtiendo a las clulas

receptoras en clulas F+. En algunas ocasiones, el plsmido F se incorpora al cromosoma

bacteriano, transformando a la bacteria en una clula Hfr. Si al transferirse a otra bacteria el

plsmido se separa y arrastra material gentico del cromosoma, la clula receptora se

denominar F.

TRANSDUCCIN

La transferencia gentica est mediada por virus bacterianos DNA o RNA

- Generalizada: el genoma bacteriano se trocea en el ciclo ltico y queda incluido en los

nuevos fagos. Cuando los fagos lisan la clula, pueden transferir estos fragmentos a

otra bacteria

- Especializada: tras un ciclo lisognico, el genoma del virus se separa del cromosoma

bacteriano, arrastrando parte de los genes que lo flanquean.



MECANISMOS DE ACCION DE LOS ANTIBIOTICOS La actuacin de un antibitico viene determinada por una serie de etapas:

-En primer lugar el antibacteriano debe penetrar la superficie bacteriana

-Una vez dentro, debe no ser inactivado por las enzimas bacterianas

- Finalmente, ha de alcanzar el punto de accin o diana de la bacteria. Generalmente,

este punto de accin se corresponde con una parte esencial de la bacteria, sin la cual

no podra sobrevivir en el medio. Segn cual sea esta diana, los antimicrobianos se

pueden clasificar en aquellos que:

Inhiben la sntesis de la pared celular

Inhiben la sntesis de cidos nucleicos (tanto DNA como RNA)

Inhiben la sntesis de protenas

Desestructuran la membrana celular

MECANISMOS DE RESISTENCIA DE LA BACTERIA Para defenderse, la bacteria utiliza tres alternativas:

- Impide el paso del antibitico modificando su permeabilidad

-Inactivan el antibitico mediante enzimas

- Modifican la diana o punto de accin del antibitico. Pueden alterar las PBPs, el

ribosoma, la DNAgirasa

Disminucin de la permeabilidad

1. Disminucin de la permeabilidad en la membrana externa

La membrana externa est presente en las bacterias gram negativas, envolviendo a la pared

celular. Esta membrana se caracteriza por ser muy impermeable, presenta una serie de canales

proteicos, las porinas que solo permiten el paso de determinados nutrientes y sustancias

qumicas. Los antibiticos, al igual que los nutrientes, entran al interior celular a travs de las

porinas, dependiendo del antibitico administrado se usaran unas u otras. La bacteria reducir

la permeabilidad a los antimicrobianos cerrando parte de las porinas que utilice sin llegar a

bloquear todas ya que como hemos dicho, tambin sern usadas por d

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