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UNIVERSIDAD PRIVADA DEL ESTE SEDE CIUDAD DEL ESTE Carrera: Medicina – 2° curso Responsables: Carlos Javier Melgarejo (titular) – Zunilda Cañete Duarte (adjunto) Microbiología y Parasitología I UNIDAD I INTRODUCCIÓN A LA MICROBIOLOGÍA MÉDICA Texto de referencia: Murray Roshental. 2017, Microbiología médica, Elsevier Mosby. España Microbiología Médica. Contenido: Evolución Histórica. La microbiología en el contexto actual. Introducción la microbiología médica Concepto y definición La microbiología es una rama de la biología que estudia los organismos microscópicos. Microorganismos, gérmenes, agentes patógenos o simplemente microbios En el ámbito sanitario «la ciencia que estudia los microorganismos capaces de producir enfermedades», y nos aproximamos más si aplicamos la definición de «la ciencia que estudia las relaciones de morfología-estructura, composición y función microbiana, así como las alteraciones que producen los microbios en el huésped humano» DIFERENTES FORMAS DE CLASIFICACIÓN DE LOS MICROOGANISMOS Clasificación según su nivel de organización Plasticidad y variabilidad De la clasificación y nomenclatura se ocupa la taxonomía EVOLUCIÓN HISTÓRICA HALLAZGOS RELEVANTES Anton van Leeuwenhock Padre de la microbiología, examino con sus lentes de microscopio, cuidadosamente pulimentadas, una gota de agua y descubrió un mundo formado por millones de diminutos “animalculos”. Carlos Linneo Carlos Linneo, también conocido como Carl von Linné o Carolus Linnaeus, es llamado con frecuencia el Padre de la Taxonomía. Todavía se usa (aunque con muchos cambios) su sistema para nombrar, ordenar y clasificar los organismos vivos. Sus ideas sobre la clasificación han influenciado a generaciones de biólogos mientras vivía y mucho después de su muerte Friedrich Henle En 1840 el anatomopatologo alemán propuso unos criterios para demostrar que los microorganismos eran responsables de la aparición de enfermedades en el ser humano (la denominada “teoría de los gérmenes” de las enfermedades. En la década de 1880, en un hospital de Berlín trabajó el médico danés Hans Christian Gram (figura 1), quien desarrolló la más importante tinción bacteriológica. Él desarrolló una técnica de tinción en la cual observaba bacterias en tejidos de pulmones de pacientes que morían de neumonía. El procedimiento que desarrolló, ahora llamado tinción de Gram, demostró dos categorías generales de bacterias que causaban neumonía: algunas se teñían de violeta y otras se teñían de rojo. Robert koch y Louis Pasteur. Confirmaron esta teoría mediante una serie de elegantes experimentos en los que demostraron que ¨los microorganismos eran responsables de la aparición del carbunco, la rabia, la peste, el cólera y la tuberculosis¨. La era de la quimioterapia comenzó en 1910, cuando el químico alemán Paul Ehrlich descubrió el primer compuesto antibacteriano, un compuesto que resulto efectivo contra la espiroqueta causante de la sífilis. Años posteriores… Alexander Fleming; descubre la PENICILINA en 1928 Gerhard Domagk; descubre la sulfanilamida en 1935 Selman Waksman; realiza el hallazgo de la estreptomicina en 1943 En 1946 el microbiólogo estadounidense John Enders fue el primero en cultivar virus en cultivos celulares, proporcionando así un medio para la producción a gran escala de cultivos víricos para el desarrollo de vacunas. En el 2007 se pone en marcha el proyecto del MICROBIOMA HUMANO - El Microbioma Humano se define como el conjunto de microorganismos que viven en el cuerpo humano. Se calcula que existen 10 veces más microbios simbióticos en nuestro organismo que células humanas. Esta ilustración muestra los sitios del cuerpo de los cuales fueron tomados muestras de los voluntarios del Proyecto del microbioma humano, parte de la Hoja de ruta para la investigación médica de los Institutos Nacionales de la Salud de USA.Credit: NIH Medical Arts and Printing El HMP incluye los siguientes objetivos: Desarrollar un conjunto de referencia de secuencias de genomas microbianos y realizar la caracterización preliminar del microbioma humano. Explorar la relación entre la enfermedad y los cambios en el microbioma humano. Desarrollar nuevas tecnologías y herramientas para el análisis computacional. Establecer un repositorio de recursos. Estudiar las implicaciones éticas, legales y sociales de la investigación sobre el microbioma humano. Proyecto del microbioma humano – HMP (análisis genómico): Se pone en marcha con la recogida de muestras de la nariz, la boca, la piel, el intestino y la vagina de voluntarios sanos En principio los microorganismos pueden subdividirse en cuatro grupos: virus, bacterias, hongos y parásitos, dotado cada uno de ellos de su propia complejidad. Clasificación por tamaño Clasificación por tamaño Virus: son los patógenos más pequeños que se conocen, no visibles por el microscopio óptico; son parásitos intracelulares obligados y tienen un solo tipo de ácido nucleico (ADN o ARN), pero no los dos. Sus dimensiones oscilan entre 20 y 300 nanómetros (nanómetro = nm = 1/1.000 micras = 10 −9 metros). Bacterias: más grandes y complejas que los virus, normalmente son visibles por el microscopio óptico. Poseen ambos tipos de ácidos nucleicos (ADN y ARN). Sus dimensiones oscilan entre 0,2 y 2 mm. Hongos: mayores que las bacterias. Parásitos: término que se utiliza para referirse a diversos microorganismos, protozoos y organismos pluricelulares (principalmente gusanos), capaces de producir enfermedades. 1. Virus Los virus carecen de muchos de los atributos de las células, incluida la capacidad de multiplicarse. Los virus infectan a cualquier célula, incluidas a las células microbianas. Las interacciones de los virus con las células son muy especificas. El espectro biológicos de los virus refleja la diversidad de células hospedadoras potenciales. La maduración consiste en armar subunidades recién sintetizadas de acido nucleícos y proteínas hasta formar partículas virales maduras. 2. Priones Los agentes víricos lentos representan una forma mutante o dotada de una conformación diferente de una proteína del hospedador conocida como priones (pequeña partícula infecciosa proteinácea), que puede transmitir la enfermedad. Son extremadamente resistente a la inactivación por el calor, los desinfectantes y la radiación. Se transmite por: Inyección Trasplante de tejido contaminado Contacto con dispositivos médicos contaminados Alimentos La forma celular de la proteína priónica (PrP c ) es codificada por el DNA cromosómico del hospedador. La PrP c es una sialoglucoproteína con un peso molecular de 33 000 a 35 000 y un alto contenido de una estructura helicoidal α secundaria que es sensible a las proteasas y soluble en detergente. La PrP c se expresa en la superficie de las neuronas a través del anclaje de glucosilfosfatidilinositol en cerebros tanto infectados como no infectados. Una isoforma anormal de esta proteína (PrPres ) y está vinculada con su potencial de transmisión. BROOKS, Geo. F. et al. Microbiologia médica de Jawetz, Melnick e Adelberg. 25. ed. DF, México: McGRAW-HILL INTERAMERICANA EDITORES, S.A. de C.V., 2010 3. Bacterias Son menores de tamaño. Procariotas Ausencia de la membrana nuclear. Poseen solo un cromosoma. Posee nucleoide. Algunas son fotosintéticas. Pueden ser aerobios o anaerobios Poseen plásmidos Pueden estar en comunidades denominadas colonias. Fuente: Alterthum F. Microbiología. 6ª.Ed. Paulo. Atheneu. 2015 Fuente: Alterthum F. Microbiología. 6ª. Ed. Paulo. Atheneu. 2015 Distinción entre células eucariotas y procariotas. • Se distinguen por su tamaño relativamente grande y la presencia de organelas especializadas, rodeados por membranas como las mitocondrias. • También células eucariotas componen microorganismos de estudios en la microbiología como: algas, protozoarios, hongos y mohos. • Las propiedades singulares de los virus los colocan en un sitio a parte de las criaturas vivientes. • Los virus se distinguen de las células en las enzimas necesarias para su multiplicación. 4. Hongos • Son microrganismos eucariotas que poseen un núcleo bien definido, mitocondrias, aparato de Golgi y retículo endoplasmático • Los hongos pueden existir en una forma unicelular (levadura) capaz de replicarse de manera asexual, o en una forma filamentosa (moho), capaz de replicarse de manera tanto asexual como sexual. • La mayor parte de los hongos existen en forma de levadura o bien en forma de moho. • Algunos de ellos pueden adoptar ambas morfologías; se trata de los llamados hongos dimórficos, como Histoplasma, Blastomyces y Coccidioides. Levaduras Moho 5. Parásitos • Los parasites son los microorganismos con mayor grado de complejidad. Aunque todos los parasites se clasifican como eucariotas, algunos son unicelulares y otros son pluricelulares. • Su tamaño oscila desde protozoos diminutos de tan solo 45 µm de diámetro (el tamaño de algunas bacterias) hasta platelmintos que pueden llegar a los 10 m de longitud y artrópodos (pulgas). *resulta difícil imaginar como pudieron clasificarse estos organismos como microbios teniendo en cuenta el tamaño de algunos de ellos. • Su ciclo vital es igualmente complejo, de forma que algunos establecen una relación permanente con el ser humano y otros atraviesan un conjunto de etapas de desarrollo en una serie de huéspedes animales. Criterios de discriminación entre los microorganismos (bacterias, hongos, protozoarios, helmintos) y los virus Estructura Mecanismo de replicación Ácidos nucleicos Características de células procariotas y eucariotas CARACTERISTICAS CÉLULA PROCARIOTA CÉLULA EUCARIOTA DNA en el interior de la membrana nuclear No Si División mitótica No Si DNA asociado a histonas No Si Número de cromosomas 1 Más de 1 Organelas rodeadas por membrana No Si Tamaño de los ribosomas 70S 80S Pared de peptidoglicano Si No Comparación entre organismos de importancia médica Fuente: Levinson W. Microbiología Médica e Inmunología. 10ma. Ed. Sao Paulo. Artmed. 2010 INMUNOLOGÍA IMPORTANCIA • Estudio de las respuestas innatas e inmunitarias frente a los microrganismos. • Existen microorganismos que viven en nuestros cuerpos como flora normal o como microorganismos productores de enfermedades deben ser capaces de soportar o escapar a esas protecciones del huésped durante el tiempo suficiente como para poder establecer su nicho dentro de nuestros cuerpos o diseminarse a nuevos huéspedes • Las respuestas innatas e inmunitarias son la mejor prevención y la mejor curación para las enfermedades microbiana ENFERMEDADES MICROBIANAS – consideraciones generales • Los microrganismos rara vez provocan una enfermedad bien definida, existen algunos que si lo hacen (p. ej., Clostridium tetani, agente causal del tétanos, virus Ébola, agente causal de la enfermedad de Ébola; género Plasmodium, agente causal del paludismo). • Es frecuente que un microorganismo dado origine la aparición de numerosas manifestaciones clínicas de enfermedad (p. ej., Staphylococcus aureus, agente causal de endocarditis, neumonía, infecciones de heridas e intoxicaciones alimentarias) o bien que varios microorganismos produzcan una misma enfermedad (p. ej. Meningitis por virus, bacterias, hongos o parásitos). • Son relativamente pocos los microrganismos de los que puede decirse que siempre son patógenos (p. ej., virus de la rabia, Bacillus anthracis, Sporothrix schenckii, genero Plasmodium). De hecho, la mayoría de los microorganismos tan solo provoca enfermedad en unas condiciones bien definidas (p. ej., introducción de un microrganismo potencialmente patógeno en una localización normalmente estéril como el cerebro, el pulmón y la cavidad peritoneal). LAS INFECCIONES PUEDEN SER: • EXÓGENAS: Algunas enfermedades aparecen cuando un individuo se expone a los microrganismos a través de fuentes externas, y engloban ejemplos como las enfermedades causadas por el virus de la gripe, C. tetani, Neisseria gonorrhoeae, Coccidioides immitis y Entamoeba histolytica. • ENDÓGENAS: la mayoría de las enfermedades del ser humano se deben a la infección por microrganismos presentes en su microflora que se diseminan a localizaciones del organismo que normalmente son estériles SER HUMANO MICROORGANISMO Interacción - colonización transitoria - una relación simbiótica crónica o bien; - la aparición de una enfermedad. VARIACIÓN ANTIGÉNICA Los microorganismos pueden mutar y compartir información genética, y los que NO puedan ser reconocidos por la respuesta inmunitaria a debido a la variación antigénica o los que sean resistentes a los antibióticos se seleccionaran y perduraran DIAGNÓSTICO LIMITACIONES - Calidad de la muestra recogida en el paciente (muchas muestras remitidas a los laboratorios para su análisis se contaminan durante el proceso de recogida con microorganismos que colonizan las mucosas) - Medio de transporte de la muestra (debe asegurar la viabilidad de la muestra) - Técnicas utilizadas en el laboratorio (ej: determinación de la actividad antimicrobiana de los fármacos quimioterápicos) Planificación del tratamiento - Interacción huésped - microorganismo - Virulencia del microorganismo - Zona de infección - Capacidad de respuesta del paciente frente a los efectos de la infección Terminología La denominación se realiza según el sistema binomial de clasificación de Carlos Linneus que asigna género y especie - BACTERIAS - HONGOS - PROTOZOARIOS - HELMINTOS Ejemplos: Escherichia coli – E. coli Candida albicans – C. albicans Staphylococcus aureus – S. aureus LOS VIRUS RECIBEN DENOMINACIÓN ÚNICA, COMO POR EJEMPLO: - ARBOVIRUS - POLIOVIRUS - VIRUS DEL HERPES* (en algunos casos)
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