T1 - INTRODUCCIÓN A LA MICROBIOLOGÍA Flashcards
MICROBIOLOGÍA
Es la ciencia que estudia los microorganismos, el conjunto de de seres vivos de pequeño tamaño, microscópico (invisible al ojo humano).
El término microorganismo recoge un grupo heterogéneo sin significado filogenético o evolutivo. En cambio, Estudia todos los aspectos de los microorganismos (forma, estructura, fisiología, genética, metabolismo, ecología, etc.)
RELACIÓN CON OTRAS CIENCIAS
Se relaciona con otras ciencias por el objeto de estudio (Parasitología, Botánica) o por su desarrollo histórico (Bioquímica, Biología Molecular, Genética, inmunología…). Cabe destacar que estas ciencias han hecho uso de los microorganismos para el estudio y desarrollo de las técnicas de replicación y traducción del DNA mediante modelos sencillos microbianos. La microbiología tiene una doble vertiente:
- CIENCIA BÁSICA: el conocimiento de los microorganismos (el saber por el saber).
- CIENCIA APLICADA: la aplicación práctica del saber para obtener los beneficios derivados de este conocimiento.
Los microorganismos son una parte importante de la vida y participan en la industria mediante la transformación de alimentos, el desarrollo de cultivos agrícolas (ciclo del N2), en el medio ambiente y en la biotecnología para la modificación de organismos, la producción de productos farmacéuticos…
PROBIÓTICOS
Microorganismos vivos, que, ingeridos en cantidades adecuadas, aportan beneficios a la salud y ayudan a restaurar la microbiota propia.
PREBIÓTICOS
Son moléculas y nutrientes que solo son utilizados por los probióticos. El consumo simultaneo de ambos productos te garantiza una duración mayor que si solo tomara productos probióticos.
MICROBIOTA HUMANA
Conjunto de microorganismos que se encuentran en distintas partes del cuerpo (zonas no estériles, en contacto con el medio externo) de personas sanas. La MICROBIOTA RESIDENTE/ MICROBIOTA TRANSITORIA varía entre zonas del cuerpo, edad, estado fisiológico, e individuos. Incluye bacterias, arqueas, hongos y levaduras, protozoos y virus. La microbiota puede tener una relación simbiótica con el hospedador, o ser simplemente comensales de nuestro organismo. Tiene múltiples efectos beneficiosos para el individuo.
Sin embargo, los microorganismos son una fuente de contaminación (de alimentos, infecciones nosocomiales, etc). Algunas especies son patógenos oportunistas y causan infecciones en personas inmunodeprimidas, en ambientes hospitalarios… La infección tiene múltiples efectos beneficiosos para el hospedador (su alteración puede tener
efectos fisiopatológicos).
ORIGEN DE LA MICROBIOLOGÍA
Es una ciencia joven de menos de 200 años que comenzó a desarrollarse en la segunda mitad del siglo XIX. A pesar de su reciente descubrimiento las civilizaciones antiguas convivían con sus efectos atribuyendo orígenes religiosos a las enfermedades infecciosas, u obteniendo productos fermentados empíricamente.
Antonie van Leeuwenhoek descubrió a finales del siglo XVII la existencia del mundo microscópico mediante la observación a través de un microscopio óptico simple. A pesar de sus descripciones a la Royal Society en 1683, no fue hasta mediados del siglo XIX que se probó la existencia de estos organismos.
Ante la polémica de la generación espontánea de los microorganismos, Louis Pasteur demostró que esta teoría era falsa y que cada ser vivo proviene de un progenitor, y el aire contiene microorganismos, causa de las contaminaciones. Además, demostró que las fermentaciones naturales son debidas a la
actividad de los microorganismos. (formación de etanol a partir del azúcar del zumo de uva, o de ácido láctico a partir de la lactosa de la leche).
El cirujano inglés J. Lister demostró de forma indirecta que los microorganismos son los causantes de las enfermedades infecciosas, pues al desinfectar con fenol el ambiente y el material quirúrgico (técnicas de asepsia quirúrgica), redujo el número de infecciones y muertes.
Sin embargo, fue Rober Koch quién demostró esta relación, además de la especificidad entre
enfermedad y especie microbiana.
POSTULADOS DE KOCH
- El microorganismo patógeno ha de estar presente en todos los casos de enfermedad.
- El microorganismo patógeno se ha de aislar en cultivo puro.
- El microorganismo aislado ha de reproducir la enfermedad en individuos sanos.
- El microorganismo ha de poder ser re-aislado de nuevo y ser igual al original.
Estos postulados continúan siendo válidos en la actualidad, con adaptaciones a los nuevos conocimientos, y con limitaciones (personas con el sistema inmunodeprimido que presentarán enfermedades causadas por microorganismos oportunistas también presentes en individuos sanos).
A finales S. XIX y principios del XX se desarrollaron las técnicas básicas de aislamiento y observación de microorganismos que permitieron la identificación de microorganismos responsables de infecciones (carbunco/antrax por Bacillus anthracis, tuberculosis por Mycobacterium tuberculosis, etc.).
Origen de la inmunología
L. Pasteur desarrolló la vacunación, para prevenir las enfermedades infecciosas. Mediante la inoculación del agente infeccioso atenuado/inactivado se lograba la producción de la enfermedad asintomática o leve, consiguiendo una protección frente a la infección posterior por el agente patógeno. El mecanismo de protección que se activaba de esta forma es el sistema inmunitario.
Previamente, Jenner (medico inglés que vivió un siglo antes que Pasteur) observó que los ganaderos que estaban en contacto con la viruela vacuna enfermaban menos o sufrían menos sintomatología ante la viruela humana, por lo que la exposición al patógeno mejora la resistencia al mismo.
Cuando un patógeno se cultiva artificialmente en el laboratorio por mucho tiempo pierde virulencia y causa una menor sintomatología. Esto ocurre debido a que el microorganismo expresa una serie de factores de virulencia para luchar contra el sistema inmune del paciente infectado, pero al cultivarlo en el laboratorio no necesita expresar esos factores y los va perdiendo.
Origen de la microbiología y la bioquímica.
Nacen de la investigación de la actividad microbiana como responsable de cambios químicos (fermentaciones), que pueden ocurrir sin microorganismos vivos (extractos de microorganismos). Estos cambios se deben a los enzimas capaces de catalizar reacciones incluso cuando la célula no esta viva, mientras se conserven las condiciones óptimas para su acción.
Origen de la virología.
Dimitri Iwanowski (1892) demostró que la enfermedad del mosaico del tabaco era causada por un agente muy pequeño, que pasaba a través de filtros, a diferencia de los patógenos conocidos anteriormente (VIRUS).
Este hecho supuso el inicio de la Virología, pues hasta el momento, todas las enfermedades eran causadas por las partículas que quedaban en la parte superior del filtro, microorganismos con estructura celular. Sin embargo, en el caso de los virus, la parte infecciosa sí pasa por los poros del filtro, ya que son estructuras mucho más pequeñas que las células.
Microrganismos y ciclo de los elementos en la biosfera.
Winogradsky y Beijerinck observaron que los microorganismos son esenciales en el ciclo de los elementos en la biosfera. Hay bacterias autótrofas que sintetizan materia orgánica a partir del CO2 y participan en el ciclo del carbono, mientras que otras bacterias utilizan el N2 atmosférico pera sintetizar sus proteínas formando parte del ciclo del nitrógeno.
Quimioterapia
La quimioterapia antimicrobiana es el tratamiento de las enfermedades infecciosas mediante el empleo de sustancias químicas.
En la primera mitad SXX se caracterizaron los agentes responsables de las infecciones y comenzaron a ponerse en marcha el tratamiento (curación) y la prevención (vacunación) de las enfermedades
mediante el desarrollo de la Microbiología Clínica.
P. Ehrlich investigó la toxicidad selectiva de las substancias químicas con afinidad por los microorganismos y no por las células animales (humanas).
Domagk (1935) creó las Sulfanilamida (primer quimioterápico de síntesis) y más adelante A. Fleming (1929) descubrió la Penicilina, el primer antibiótico, producido por un hongo (Penicillium). Este antibiótico fue distribuido a gran escala durante la Segunda guerra mundial, lo que supuso el desarrollo de la Microbiologia Industrial.
Microscopía electrónica y Microbiología.
En los años 50 se observa por primera vez la estructura interna de las células (Eucariota y Procariota) y la presencia y estructura de los virus (no observables mediante microscopia óptica). A partir de entonces se establece una relación entre la Citología y la Microbiología.
Microbiología, Genética y Biología molecular.
Avery, Mcleod y McCarty (1944), estudiando una bacteria (neumococo), descubrieron que el material genético es el ADN.
- Años 50: composición y estructura del DNA (Watson y Crick)
- Años 60: se descifra el código genético
- Años 70: replicación, reparación de DNA, expresión de genes en proteínas (transcripción, traducción), etc.
Muchos de estos avances se hicieron estudiando modelos microbianos: Escherichia coli (Procariota) Saccharomyces cerevisiae (Eucariota).
Ingeniería Genética y Microbiología.
A partir de los años 70-80 se desarrollaron técnicas de manipulación y modificación del ADN en el laboratorio (Ingeniería Genética/Tecnología del ADN recombinante). A raíz de estos avances nacieron la Biotecnología Molecular y la Biotecnología Microbiana moderna (fusión de la Microbiología Industrial clásica y la Ingeniería Genética).
Estas disciplinas se dedican a la manipulación genética de los microorganismos para dotarlos de características que no tienen de manera natural (expresión de genes de otras especies). Esto ha permitido concebir a los microorganismos como fábricas de producción de proteínas de otros seres vivos, de interés industrial o biotecnológico (insulina…).
