Bacterias: estructura, reproducción, enfermedades.

Breve descripción

• Bacterias – Definición: organismos microscópicos unicelulares sin núcleo celular.
• ¿Son las bacterias organismos vivos? Sí, porque cumplen criterios necesarios (como metabolismo, crecimiento, reproducción).
• Reproducción bacteriana: asexual por división celular.
• enfermedades bacterianas: por ejemplo, tétanos, difteria, tos ferina, escarlatina, infección por clamidia, gonorrea, amigdalitis bacteriana, neumonía bacteriana, otitis media bacteriana, salmonelosis, listeriosis, tuberculosis, cólera, tifoidea, peste.
• Tratamiento de infecciones bacterianas: antibióticos.
• Vacunación contra bacterias: posible, por ejemplo, contra difteria, tos ferina, tétanos, infecciones meningocócicas y neumocócicas, cólera, fiebre tifoidea.

¿Qué son las bacterias?

Las bacterias son organismos microscópicos unicelulares y los organismos vivos más antiguos de la tierra. Se encuentran en numerosas especies diferentes y se encuentran prácticamente en todas partes del mundo: en el aire, el agua y el suelo, en las profundidades de la corteza terrestre y en las cimas de las montañas más altas, en las fuentes termales y en el Ártico y la Antártida.

Las bacterias constituyen, con diferencia, la mayor proporción de la flora humana normal (además de algunas otras, como hongos y parásitos). La flora normal se refiere a todos los microorganismos que colonizan naturalmente el cuerpo. Si los expertos consideran sólo un sitio específico de colonización, hablan, por ejemplo, de la flora intestinal (el conjunto de todas las bacterias naturales del intestino).

Además, existen algunas especies de bacterias que pueden causar enfermedades en los humanos. Estos tipos de bacterias patógenas humanas representan sólo alrededor del uno por ciento de todas las especies bacterianas conocidas.

Estructura de las bacterias

Las bacterias varían en tamaño de 0.1 a 700 micrómetros (un micrómetro = una milésima de milímetro). Esto hace que las bacterias sean mucho más grandes que los virus, pero en la mayoría de los casos aún más pequeñas que las células humanas.

Pared celular y flagelos.

En muchos casos, la pared celular bacteriana es rígida, lo que le da a la bacteria una forma fija (p. ej., bacterias esféricas y con forma de bastón). Además, existen bacterias helicoidales con una pared celular más delgada y relativamente flexible. Esto permite que la célula bacteriana se mueva con movimientos helicoidales (y otros). Las bacterias con una pared celular rígida, por el contrario, suelen tener flagelos largos y filamentosos con los que pueden moverse (ver más abajo: Clasificación por flagelos).

También hay algunas bacterias sin pared celular. Algunos ejemplos son los micoplasmas (bacterias parásitas que, sin embargo, pueden reproducirse) y las especies de termoplasmas (bacterias amantes del calor con una membrana plasmática estable que viven, por ejemplo, en suelos volcánicos).

Cápsulas

La mayoría de las bacterias se rodean además por fuera de una cápsula (ver más abajo: clasificación según la encapsulación). Se trata de una capa protectora muy densa y relativamente definida de azúcares o componentes básicos de proteínas (aminoácidos).

Membrana celular y citoplasma.

Dentro de la pared celular de una célula bacteriana, se encuentra adherida una membrana celular, como se encuentra con una estructura similar en las células animales (incluidas las humanas). Algunas bacterias también tienen una membrana celular externa. Rodea la pared celular.

En el interior de la célula, es decir, en el citoplasma, se encuentra el material genético de la célula bacteriana, el llamado genoma bacteriano, junto con otras estructuras celulares (como los llamados ribosomas para la síntesis de proteínas). A veces las bacterias contienen material genético adicional en forma de plásmidos.

genoma bacteriano

El genoma bacteriano contiene toda la información genética de la célula bacteriana necesaria para la vida (información sobre estructura, metabolismo, reproducción). Se compone de ADN bicatenario (abreviatura de ácido desoxirribonucleico), es decir, una cadena bicatenaria de determinados azúcares y otros componentes básicos. El material genético de las células animales también está formado por ADN. Sin embargo, existen diferencias significativas entre las células animales y bacterianas:

• Células animales: el genoma del ADN se encuentra separado del resto del citoplasma en su propio compartimento rodeado de membrana: el núcleo. Además, está organizado linealmente, es decir, se presenta en forma de cromosomas individuales (hilos de ADN casi individuales).

Plásmidos

Además del cromosoma bacteriano, el citoplasma de algunas bacterias contiene otros pequeños anillos de ADN bicatenario, simples o múltiples, conocidos como plásmidos. Contienen información genética que una célula bacteriana no necesita en condiciones de vida normales, pero que puede darle una ventaja de supervivencia en condiciones difíciles.

Éste puede ser, por ejemplo, el modelo de una toxina que mata otras bacterias. La capacidad de una célula bacteriana para ser resistente a un antibiótico particular también puede almacenarse en plásmidos.

Los antibióticos son medicamentos que son específicamente eficaces contra las bacterias. Por tanto, forman parte del tratamiento estándar de una infección bacteriana.

Los plásmidos se replican independientemente del cromosoma bacteriano y se distribuyen más o menos aleatoriamente a las dos células hijas cuando una bacteria se multiplica por división celular.

La conjugación tarda unos minutos, pero sólo es posible entre ciertos tipos de bacterias.

Bacterias versus virus

La diferencia más importante es que las bacterias tienen un metabolismo y pueden reproducirse de forma independiente; esto no ocurre con los virus. Lea más sobre la comparación entre virus y bacterias en el artículo Virus.

¿Qué bacterias hay?

Actualmente se conocen unas 5,000 especies de bacterias. En realidad, sin embargo, probablemente haya muchas más: los expertos sospechan que hay cientos de miles de tipos diferentes de bacterias en el mundo.

Los gérmenes se pueden clasificar según varios criterios; los más comunes son:

Clasificación por coloración

Las bacterias se pueden clasificar según el color que adquieren al entrar en contacto con determinados agentes colorantes. El método de tinción más común para identificar bacterias se llama tinción de Gram. Según esto se distingue entre:

• Bacterias Gram positivas: Se vuelven azules después de la adición de una determinada sustancia química. Los ejemplos incluyen los patógenos de la difteria y el ántrax, los neumococos (que causan neumonía, meningitis, sinusitis y otitis media, por ejemplo) y los estreptococos (posibles desencadenantes de neumonía y amigdalitis, entre otros).
• Bacterias Gram negativas: adquieren un color rojo cuando se tiñen con Gram. Algunos ejemplos son los patógenos de la tos ferina, la fiebre tifoidea, el cólera y la peste.

La diferente estructura de la pared también tiene consecuencias prácticas para la medicina, concretamente en el tratamiento de infecciones bacterianas: algunos antibióticos sólo son eficaces contra las bacterias Gram positivas, otros sólo contra las Gram negativas.

Clasificación según forma

Hay tres formas bacterianas básicas:

• Bacterias esféricas: estas bacterias de forma redondeada a ovalada (también llamadas cocos) a menudo se agrupan de forma típica: en grupos de dos, cuatro u ocho, en grupos más grandes (estafilococos) o como cadenas más o menos largas (estreptococos).
• Bacterias en forma de bastón: Las bacterias delgadas o regordetas en forma de bastón pueden estar presentes solas (como las bacterias tifoideas) o en diferentes porciones entre sí (como las bacterias de la difteria). Las bacterias con forma de bastón que necesitan oxígeno para vivir (aeróbicas) y pueden formar esporas (ver más abajo) también se llaman bacilos (como las bacterias del ántrax).
• Bacterias helicoidales: según su apariencia exacta, estas bacterias se dividen en cuatro grupos: espirilla (p. ej., el agente causante de la fiebre por mordedura de rata), borrelia (p. ej., el agente causante de la enfermedad de Lyme), treponema (p. ej., la bacteria de la sífilis), y leptospira (p. ej., el agente causante de la leptospirosis).

Clasificación según patogenicidad.

• Bacterias patógenas facultativas: estas bacterias causan enfermedades solo en determinadas circunstancias, como cuando el sistema inmunológico está debilitado.
• Gérmenes patógenos obligados: en cantidad suficiente siempre causan una enfermedad, por ejemplo la salmonella.

Las bacterias que se encuentran naturalmente en el cuerpo también pueden causar enfermedades, por ejemplo, si se propagan excesivamente como resultado de un sistema inmunológico débil o ingresan a lugares equivocados del cuerpo (por ejemplo, bacterias intestinales que ingresan a la uretra o la vagina como resultado). de higiene sanitaria incorrecta). Por tanto, pertenecen a las bacterias patógenas facultativas.

Clasificación según flagelos

La mayoría de las bacterias llevan flagelos en su superficie exterior, con la ayuda de los cuales son móviles. Los expertos distinguen entre las siguientes formas de flagelación:

• flagelación monotrica: solo un flagelo, por ejemplo, la bacteria del cólera
• Flagelos lofótricos: varios flagelos dispuestos en uno o dos mechones, por ejemplo, especies de Pseudomonas.
• flagelos perítricos: varios flagelos distribuidos por toda la superficie exterior de la célula bacteriana (flagelos alrededor), por ejemplo, Salmonella (agente causante de salmonelosis y fiebre tifoidea)

Clasificación según encapsulación.

Por ejemplo, la bacteria Haemophilus influenzae está encapsulada. Entre otras cosas, puede provocar meningitis, otitis media, bronquitis, neumonía y, como Haemophilus influenzae tipo B (HiB), laringitis.

También entre las formas encapsuladas de bacterias se encuentran los neumococos (Streptococcus pneumoniae). Por lo general causan neumonía, pero a veces otras enfermedades infecciosas bacterianas.

Clasificación según la formación de esporas.

En condiciones de vida desfavorables, algunas bacterias pueden formar formas permanentes con un metabolismo enormemente reducido: las llamadas esporas. A diferencia de las células metabólicamente activas (vegetativas), éstas pueden soportar condiciones ambientales extremadamente desfavorables, como el calor y el frío, y permanecer viables durante años o incluso décadas. Tan pronto como las condiciones mejoran nuevamente, la espora se transforma nuevamente en una célula bacteriana vegetativa.

Las esporas son efectivamente bacterias en estado latente.

A las bacterias formadoras de esporas pertenecen principalmente representantes de los géneros Bacillus y Clostridium, por ejemplo el patógeno del ántrax (Bacillus anthracis) y el patógeno del tétanos (Clostridium tetani) y del botulismo (Clostridium botulinum).

Clasificación según la relación con el oxígeno.

Las bacterias anaeróbicas obligadas (anaerobias) son exactamente lo opuesto a las aerobias obligadas: no pueden crecer ni prosperar en presencia de oxígeno; incluso pequeñas trazas de oxígeno pueden matar estas bacterias en poco tiempo. A diferencia de los aerobios, no pueden eliminar los radicales tóxicos de oxígeno (las bacterias aeróbicas tienen enzimas especiales como la catalasa para este propósito). Las bacterias anaeróbicas obligadas obtienen la energía necesaria mediante fermentación o mediante la llamada respiración anaeróbica.

Las bacterias anaeróbicas facultativas son tolerantes al oxígeno: pueden crecer tanto con oxígeno como sin él. Cuando hay oxígeno presente, obtienen la energía que necesitan a través de la respiración celular “normal” (aeróbica), tal como lo hacen las bacterias aeróbicas y las células animales y humanas. En cambio, en un entorno sin oxígeno, su producción de energía se produce mediante fermentación o respiración anaeróbica.

Las bacterias aerotolerantes pueden prosperar sin problemas en presencia de oxígeno, pero no pueden utilizarlo para producir energía.

Clasificación según requisitos de temperatura.

Dependiendo del rango de temperatura que las bacterias prefieran o toleren, se distinguen tres grupos de bacterias:

• Bacterias psicrófilas: prosperan mejor entre cinco y diez grados centígrados. La temperatura mínima que pueden tolerar es de -5 a -3 grados, según la especie bacteriana, y su temperatura máxima es de 15 a 20 grados, según la especie.
• Bacterias mesófilas: Su temperatura óptima es de 27 a 37 grados. La temperatura puede descender hasta un máximo de 20 a 25 grados. Por otro lado, la temperatura no debe subir más de 42 a 45 grados.
• Bacterias termófilas: Se sienten más cómodas entre 50 y 60 grados. Dependiendo del tipo de bacteria, la temperatura no debe bajar de 40 a 49 grados y no debe subir más de 60 a 100 grados.

Clasificación según taxonomía

Al igual que otros organismos vivos, las bacterias se clasifican según criterios científicos en diferentes niveles jerárquicos como familias, géneros y especies. Algunas especies de bacterias también se pueden dividir en diferentes tipos (cepas bacterianas), dependiendo de factores hereditarios y de la composición química.

¿Cómo se reproducen las bacterias?

Las bacterias se reproducen asexualmente por división celular:

La rapidez con la que las bacterias pueden multiplicarse depende del tipo de bacteria y de las condiciones ambientales. En condiciones óptimas, muchas bacterias pueden duplicar su número en tan sólo veinte minutos.

Cuando hablamos de crecimiento bacteriano, nos referimos al aumento del recuento de células bacterianas. Se determina como el número de células por mililitro.

¿Qué enfermedades son causadas por bacterias?

Hay una variedad de enfermedades causadas por bacterias. Aquí tienes una pequeña selección:

• Fiebre escarlata: esta enfermedad infecciosa bacteriana muy contagiosa es causada por los estreptococos A esféricos grampositivos (Streptococcus pyogenes).
• Otras infecciones estreptocócicas: Los estreptococos A también pueden provocar otitis media, amigdalitis, erisipela, neumonía y fiebre reumática, entre otras. Los estreptococos B (S. agalactiae) son posibles desencadenantes de meningitis e infecciones de heridas, por ejemplo. Otros estreptococos pueden aparecer, por ejemplo, como bacterias de la caries.
• Infecciones neumocócicas: Los neumococos también son estreptococos que suelen presentarse en parejas (diplococos). Más concretamente, son Streptococcus pneumoniae. Esta bacteria es un patógeno típico de la neumonía, pero también puede provocar meningitis, oído medio o sinusitis, entre otras cosas.
• Infecciones meningocócicas: Los meningococos son bacterias de la especie Neisseria meningitis. Las infecciones por estos gérmenes suelen manifestarse en forma de meningitis o “intoxicación de la sangre” bacteriana (sepsis).
• Gonorrea (gonorrea): Esta ETS también es causada por la bacteria Neisseria, esta vez Neisseria gonorrhoeae (también llamada gonococo). Tratada a tiempo, la gonorrea suele curarse sin consecuencias. De lo contrario, existe el riesgo de que se produzcan efectos tardíos permanentes, como la infertilidad.
• Infecciones por clamidia: Existen varios tipos de clamidia (algunas con subgrupos) que pueden provocar diferentes cuadros clínicos, por ejemplo conjuntivitis, infecciones de los órganos urinarios y genitales (como uretritis, cervicitis o prostatitis) y neumonía.
• Tos ferina: la bacteria gramnegativa Bordetella pertussis suele estar detrás de esta “enfermedad infantil”, que también afecta cada vez más a adolescentes y adultos.
• Difteria: Los síntomas como tos perruna, dificultad para tragar y mal aliento dulzón son causados ​​por la toxina de la bacteria grampositiva Corynebacterium diphtheriae, con forma de bastón.
• Tuberculosis: Mycobacterium tuberculosis es la causa más común de esta enfermedad infecciosa grave y de declaración obligatoria.
• Infecciones por E. coli: Escherichia coli es una bacteria gramnegativa de la que existen varias cepas. Algunos de ellos viven de forma natural en los intestinos de personas sanas. Otras cepas de E. coli, sin embargo, pueden provocar infecciones, por ejemplo en el tracto digestivo o urinario (como diarrea y cistitis).
• Salmonelosis (intoxicación por salmonella): este término se refiere a enfermedades infecciosas e intoxicaciones alimentarias causadas por un subgrupo específico de bacterias Salmonella. Incluye fiebre tifoidea y paratifoidea, entre otras.
• Infección por listeria (listeriosis): esta intoxicación alimentaria es causada por bacterias grampositivas de la especie Listeria monocytogenes. Se acompaña de náuseas, vómitos y diarrea. Se puede contraer al comer alimentos contaminados, como productos lácteos, verduras crudas o carne mal calentada.
• Cólera: La bacteria Gram negativa Vibrio cholerae es responsable de la grave enfermedad diarreica, que se presenta principalmente en zonas con malas condiciones higiénicas.

Bacteriemia y sepsis.

Normalmente, las bacterias no se encuentran en la sangre. Si las hay, se llama bacteriemia. Puede ocurrir, por ejemplo, cuando a alguien le sangran las encías al cepillarse los dientes vigorosamente o se corta con una navaja de bolsillo. Las bacterias también pueden ingresar al torrente sanguíneo durante infecciones bacterianas (como neumonía bacteriana) o durante un procedimiento médico o dental.

La bacteriemia no siempre causa síntomas si el sistema inmunológico elimina rápidamente las bacterias.

Sin embargo, especialmente en personas con un sistema inmunológico debilitado, las bacterias pueden causar una infección (por ejemplo, inflamación de la pared interna del corazón = endocarditis) si permanecen en la sangre durante un tiempo suficientemente largo y en grandes cantidades. La consecuencia puede ser una reacción muy violenta de todo el cuerpo, llamada sepsis (“intoxicación de la sangre”). En el peor de los casos, puede provocar la muerte. Sin embargo, el riesgo de muerte en cada caso varía considerablemente. Depende, entre otras cosas, del tipo de bacteria implicada y de la rapidez con la que se trate al paciente.

Bacterias: transmisión o infección.

Por ejemplo, las personas pueden infectarse con Salmonella a través de una infección por frotis: si las personas con diarrea relacionada con Salmonella no se lavan bien las manos después de ir al baño, pueden transferir los gérmenes a los objetos (como los pomos de las puertas, los cubiertos). Si una persona sana toca estos objetos y luego se toca la boca, la nariz o los ojos, puede infectarse. El contagio directo de persona a persona mediante frotis también es posible cuando las personas infectadas estrechan la mano de una persona sana que tiene las manos contaminadas.

Sin embargo, la salmonella se transmite principalmente a través de alimentos contaminados. Esta vía de infección también existe para algunas otras bacterias como Listeria (agente causante de listeriosis) y representantes del género Campylobacter (agente causante de enfermedades diarreicas contagiosas).

Estas últimas, al igual que la Salmonella y algunas otras bacterias, también pueden transmitirse a través del agua contaminada.

En algunos casos, la infección es posible a través de las relaciones sexuales, como en el caso de la clamidia y el agente causante de la gonorrea (gonococos).

Infección bacteriana: tratamiento

Algunos antibióticos son eficaces contra muchos tipos diferentes de bacterias (antibióticos de amplio espectro o de amplio espectro), mientras que otros se dirigen a grupos específicos de bacterias (antibióticos de espectro reducido o de espectro reducido).

Los grupos de antibióticos más conocidos incluyen penicilinas, cefalosporinas, tetraciclinas y antibióticos macrólidos.

No todas las infecciones bacterianas requieren tratamiento con antibióticos. Como alternativa o además, pueden ser útiles otras medidas que no se dirijan específicamente a las bacterias, pero que al menos alivien los síntomas (p. ej., analgésicos y medicamentos antiinflamatorios).

Vacunación contra bacterias.

Algunas enfermedades infecciosas causadas por bacterias se pueden prevenir con la vacunación. La vacuna administrada estimula el sistema inmunológico para que desarrolle anticuerpos específicos contra la bacteria patógena en cuestión (inmunización activa). Esto arma el sistema inmunológico en caso de que se produzca una infección “real” con estas bacterias más adelante. De este modo, la infección puede ser cortada de raíz en una fase temprana o al menos debilitada.

Ejemplos de vacunas disponibles contra bacterias:

• Vacunación contra la difteria
• Vacunación contra la tos ferina
• Vacunación contra el tétanos (también disponible como inmunización pasiva, en la que se inyectan anticuerpos ya preparados)
• Vacunación contra Haemophilus influenzae tipo b (vacuna HiB)
• Vacunación meningocócica
• Vacunación contra el cólera
• Vacunación contra la fiebre tifoidea

Algunas de estas vacunas están disponibles como preparaciones combinadas de diferentes composiciones. Por ejemplo, la vacuna Td protege contra las bacterias del tétanos y la difteria simultáneamente.