Bacterias: Definición, Características, Estructuras y Tipos de Bacterias Patógenas

bacterias en la piel

Como tal, la estructura bacteriana se ha desarrollado de manera tal que le permite a la célula desarrollar su actividad de manera eficiente.

Las bacterias son tan pequeñas que su presencia fue reconocida por primera vez en 1677, cuando el naturalista holandés Antonie van Leeuwenhoek vio organismos microscópicos en una variedad de sustancias.

Estos organismos los vio con la ayuda de microscopios primitivos (más similares en diseño a las modernas lupas que los microscopios modernos), algunos de los cuales fueron capaces de más de 200 aumentos.

Ahora las bacterias generalmente se examinan bajo microscopios de luz capaces de aumentar más de 1000 veces; sin embargo, los detalles de su estructura interna se pueden observar solo con la ayuda de microscopios electrónicos de transmisión mucho más potentes.

A menos que se utilicen microscopios de contraste de fase especiales, las bacterias deben ser teñidas con un tinte de color para que se destaquen de su fondo.

Las bacterias son unicelulares, lo que significa que consisten en una sola célula.

Todo lo que la bacteria necesita para sobrevivir y reproducirse, a excepción de los alimentos, está contenido dentro de esta única célula.

Características de las bacterias

Respiración

Las bacterias según tengan necesidad de oxigeno para llevar a cabo el proceso respiratorio se clasifican en anaeróbica, no demandan oxigeno y aeróbicas si lo demandan.

Nutrición

En cuanto a la nutrición, las bacterias, se clasifican en:

  • Autotróficas: sintetizan su propio alimento.
  • Heterotróficas: no pueden sintetizar su propio alimento y dependen de la materia orgánica para su síntesis.
  • Simbióticas: el alimento lo obtienen de una relación simbiótica con otros organismos.
  • Parasitaria: el alimento lo obtienen de una relación parasita con otros organismos y causan daño al huésped.

Reproducción

Las bacterias se reproducen primordialmente por medio de división celular y por fisión binaria.

Algún tipo de bacterias también suelen reproducirse por medio de la gemación.

Forma y disposición

Las bacterias individuales pueden asumir tres formas y se clasifican por forma en tres grupos básicos: cocos, bacilos y espiroquetas.

Las bacterias individuales pueden asumir una de las tres formas básicas: esférica (coccus ), barra o vara (bacilo ), o curvo ( vibrio ,spirillum oespiroqueta ).

Se observa una variación considerable en las formas reales de las bacterias, y las células se pueden estirar o comprimir en una dimensión.

Las bacterias que no se separan entre sí después de la división celular forman grupos característicos que son útiles para su identificación.

Por ejemplo, algunos cocos se encuentran principalmente en pares, incluyendo Streptococcus pneumoniae, un neumococo que causa neumonía lobar bacteriana y Neisseria gonorrhoeae, un gonococo que causa la enfermedad de transmisión sexual gonorrea.

La mayoría de los estreptococos se asemejan a una cadena larga de perlas, mientras que los estafilococos forman grupos aleatorios (el nombre «estafilococos» se deriva de la palabra griega estafilo, que significa «racimo de uvas»).

Además, algunas bacterias coccicas se presentan como paquetes cuadrados o cúbicos.

Los bacilos en forma de bastoncillos generalmente se presentan solos, pero algunas cepas forman cadenas largas, como barras de corinebacterias, habitantes normales de la boca que frecuentemente se unen entre sí en ángulos aleatorios.

Algunos bacilos tienen extremos puntiagudos, mientras que otros tienen extremos cuadrados, y algunas varillas se doblan en forma de coma.

Estas barras dobladas a menudo se llaman vibrios e incluyen Vibrio cholerae, que causa el cólera.

Otras formas de bacterias incluyen la espirilla, que se dobla y vuelve a doblarse, y las espiroquetas, que forman una hélice similar a un sacacorchos, en la que el cuerpo celular se envuelve alrededor de una fibra central llamada filamento axial.

Algunas bacterias son de forma variable y se dice que son pleomórficas (muchas formas).

La forma de una bacteria está determinada por su pared celular rígida.

La apariencia microscópica de una bacteria es uno de los criterios más importantes utilizados en su identificación.

Además de sus formas características, la disposición de las bacterias es importante. Por ejemplo, ciertos cocos se presentan en parejas (diplococos), algunos en cadenas (estreptococos) y otros en grupos similares a grapas (estafilococos).

Estas disposiciones están determinadas por la orientación y el grado de unión de la bacteria en el momento de la división celular.

La disposición de varillas y espiroquetas es médicamente menos importante.

Tamaño

Las bacterias varían en tamaño desde aproximadamente 0,2 a 5 μm.

Las bacterias más pequeñas (Mycoplasma) son aproximadamente del mismo tamaño que los virus más grandes (poxvirus) y son los organismos más pequeños capaces de existir fuera de un huésped.

Las barras de bacterias más largas son del tamaño de algunas levaduras y glóbulos rojos humanos (7 μm).

Las bacterias son las entidades vivientes más pequeñas.

Una bacteria de tamaño promedio, como la forma de barra Escherichia coli, un habitante normal del tracto intestinal de humanos y animales, tiene alrededor de 2 micrómetros (μm) de una millonésima de metro de longitud y 0,5 μm de diámetro, y las células esféricas de Staphylococcus aureus tiene hasta 1 μm de diámetro.

Algunos tipos de bacterias son aún más pequeños, como Mycoplasma pneumoniae, que es una de las bacterias más pequeñas, que varía de aproximadamente 0,1 a 0,25 μm de ancho y aproximadamente de 1 a 1,5 μm de longitud, la forma de varilla Bordetella pertussis.

La cual es el agente causante de la tos ferina, que varía de 0,2 a 0,5 μm de diámetro y de 0,5 a 1 μm de longitud; y la forma de sacacorchosTreponema pallidum, que es el agente causante de la sífilis , con un promedio de solo 0.1 a 0.2 μm de diámetro pero de 6 a 15 μm de longitud.

Algunas bacterias son relativamente grandes, como Azotobacter, que tiene diámetros de 2 a 5 μm o más y Achromatium, que tiene un ancho mínimo de 5 μm y una longitud máxima de 100 μm, dependiendo de la especie.

Las bacterias gigantes pueden ser visibles a simple vista, como Thiomargarita namibiensis, que mide un promedio de 750 μm de diámetro, y el Epulopiscium fishelsoni en forma de bastón, que varía de 30 a más de 600 μm de longitud.

La tinción de Gram

Una de las reacciones de tinción más útiles para las bacterias se llama Tinción de Gram, este procedimiento de tinción, desarrollado en 1884 por el médico danés Christian Gram, es el procedimiento más importante en microbiología.

Las bacterias en suspensión se fijan a un portaobjetos de vidrio mediante calentamiento breve y luego se exponen a dos tintes que se combinan para formar un gran complejo de tinte azul dentro de cada célula.

Cuando el dispositivo se enjuaga con el disolvente orgánico, como acetona o etanol, se extrae el complejo de colorante azul de las bacterias gramnegativas ricas en lípidos y paredes delgadas en un grado mayor que el de las bacterias grampositivas de pared gruesa, pobres en lípidos.

Los organismos gramnegativos aparecen incoloros, las bacterias gram positivas permanecen azules.

La tinción de Gram reacciona a las diferencias en la estructura de la superficie de las células bacterianas, diferencias que son evidentes cuando las células se observan bajo un microscopio electrónico.

Sin embargo, no todas las bacterias se pueden ver en la tinción de Gram.

La tinción de Gram es útil de dos maneras:

  1. En la identificación de muchas bacterias.
  2. Al influir en la elección del antibiótico porque, en general, las bacterias grampositivas son más susceptibles a la penicilina G que las bacterias gramnegativas.

Características morfológicas de las bacterias

Pared celular

La pared celular es el componente más externo común a todas las bacterias, excepto las especies de Mycoplasma, que están limitadas por una membrana celular, no una pared celular.

Algunas bacterias tienen características superficiales externas a la pared celular, como una cápsula, los flagelos y el pili.

La pared celular se localiza externa a la membrana citoplásmica y está compuesta de peptidoglicano.

El peptidoglicano proporciona soporte estructural y mantiene la forma característica de la célula.

Membrana plasmática

Justo dentro de la capa de peptidoglucano de la pared celular se encuentra la membrana citoplásmica, que está compuesta por una bicapa de fosfolípidos similar en apariencia microscópica a la de las células eucariotas.

Son químicamente similares, pero las membranas eucariotas contienen esteroles, mientras que los procariotas generalmente no lo hacen.

Los únicos procariotas que tienen esteroles en sus membranas son miembros del género Mycoplasma.

La membrana tiene cuatro funciones importantes:

  • Transporte activo de moléculas en la célula.
  • Generación de energía por fosforilación oxidativa.
  • Síntesis de precursores de la pared celular.
  • Secreción de enzimas y toxinas.

Citoplasma

El citoplasma tiene dos áreas distintas cuando se ve en el microscopio electrónico:

  • Una matriz amorfa que contiene ribosomas, gránulos de nutrientes, metabolitos y plásmidos.
  • Una región nucleoide interna compuesta de ADN.

Ribosoma

Los ribosomas bacterianos son el sitio de síntesis de proteínas como en las células eucariotas, pero difieren de los ribosomas eucariotas en tamaño y composición química.

Los ribosomas bacterianos tienen un tamaño de 70S, con las subunidades 50S y 30S, mientras que los ribosomas eucarióticos tienen un tamaño de 80S, con las subunidades 60S y 40S.

Las diferencias en los ARN y las proteínas ribosomales constituyen la base de la acción selectiva de varios antibióticos que inhiben la síntesis proteica bacteriana, pero no la humana.

Gránulos

El citoplasma contiene varios tipos diferentes de gránulos que sirven como áreas de almacenamiento de nutrientes y manchan de manera característica con ciertos tintes.

Por ejemplo, volutin es una reserva de alta energía almacenada en forma de metafosfato polimerizado.

Aparece como un gránulo «metacromático» ya que se tiñe de rojo con tinte de azul de metileno en lugar de azul, como era de esperar.

Los gránulos metacromáticos son un rasgo característico de Corynebacterium diphtheriae, la causa de la difteria.

Nucleoide

El nucleoide es el área del citoplasma en el que se encuentra el ADN.

El ADN de los procariotas es una molécula circular única que tiene un peso molecular de aproximadamente 2×10 9 y contiene aproximadamente 2000 genes.

Por el contrario, el ADN humano tiene aproximadamente 100.000 genes.

Debido a que el nucleoide no contiene membrana nuclear, nucléolo, huso mitótico ni histonas, hay poco parecido con el núcleo eucariótico.

Una diferencia importante entre el ADN bacteriano y el ADN eucariótico es que el ADN bacteriano no tiene intrones, mientras que el ADN eucariótico sí lo tiene.

Plásmido

Los plásmidos son moléculas de ADN circular extracromosómicas, de doble cadena, que son capaces de replicarse independientemente del cromosoma bacteriano.

Aunque los plásmidos son generalmente extracromosómicos, se pueden integrar en el cromosoma bacteriano.

Los plásmidos aparecen tanto en bacterias gram-positivas como gram-negativas, y pueden existir varios tipos diferentes de plásmidos en una célula:

  • Los plásmidos transmisibles pueden transferirse de célula a célula mediante. Son grandes, ya que contienen alrededor de una docena de genes responsables de la síntesis del pilus sexual y de las enzimas necesarias para la transferencia. Por lo general, están presentes en unas pocas (1 a 3) copias por célula.
  • Los plásmidos no transmisibles son pequeños, puesto que no contienen los genes de transferencia; con frecuencia están presentes en muchas (10 a 60) copias por célula.

Los plásmidos llevan los genes para las siguientes funciones y estructuras de importancia médica:

  • Resistencia a los antibióticos, que está mediada por una variedad de enzimas.
  • Resistencia a metales pesados, como el mercurio, el componente activo de algunos antisépticos y plata, que está mediada por una enzima reductasa.
  • Resistencia a la luz ultravioleta, que está mediada por las enzimas de reparación del ADN.
  • Pili (fimbrias), que median en la adherencia de las bacterias a las células epiteliales.
  • Exotoxinas, incluidas varias enterotoxinas.

Estructuras de la pared celular

En el exterior de la pared de la célula, existen varias extensiones para ayudar a las bacterias a realizar acciones como moverse y unirse a otros objetos.

Los flagelos, filamentos de proteínas, se encuentran en el exterior del organismo y mueven las bacterias a través de su entorno.

Las bacterias pueden tener uno o muchos flagelos dependiendo de la especie.

Otra característica de la superficie de las bacterias son los filamentos de proteína que son utilizados por la bacteria para unirse a otras estructuras.

Existen en toda la superficie de la bacteria y son mucho más pequeños que los flagelos.

Un tercer componente es una extensión de proteína similar a un hilo llamado pilus, que también se encuentra en el exterior de la célula.

El pili ayuda en la conjugación bacteriana y el apego.

Bacterias patógenas

Las bacterias, se encuentran presentes en el aire, el agua y el suelo, los elementos básicos de la vida estrechamente asociados con todos los organismos vivos.

Predominando tanto en el ambiente interno como externo, las bacterias constituyen microbios beneficiosos y patógenos.

El intestino de los humanos tiene una microflora abundante que juega un papel vital que beneficia a los humanos y son ejemplos de bacterias beneficiosas.

Las bacterias patógenas humanas entran al cuerpo a través de varias rutas y causan enfermedades.

La capacidad de las bacterias para ingresar al cuerpo humano y su potencial para generar toxinas (exotoxinas y endotoxinas) son los dos factores básicos que determinan la patogenicidad de las bacterias.

Hay algunas enfermedades bacterianas mortales creadas historia de epidemias.

El cólera y la peste son los mejores ejemplos de enfermedades epidémicas bacterianas.

Las enfermedades mortales asociadas con las bacterias patógenas condujeron al desarrollo de varios antibióticos y vacunas.

Con ese conocimiento de las bacterias patógenas, veamos algunas de las enfermedades bacterianas comunes causadas por diferentes bacterias patógenas, la naturaleza de las bacterias, los tipos de enfermedades, la ruta de entrada y los métodos de tratamiento disponibles y las mejores medidas preventivas.

Bacillus anthracis

Esta es una bacteria formadora de endosporas Gram positiva, en forma de varilla.

Se transfiere de animales como ovejas y cabras a los humanos al entrar en contacto con dichos animales o ingresa al cuerpo humano en una inhalación de aire contaminado con esporas de Bacillus o al penetrar en contacto físico con el organismo.

Se sabe que Bacillus anthracis causa múltiples enfermedades como ántrax cutáneo, ántrax pulmonar y ántrax gastrointestinal.

El tratamiento está garantizado con medicamentos como penicilina, doxiciclina y ciprofloxacina.

Incluso la vacuna contra el ántrax está disponible para protegerse de la enfermedad.

También hay alguna evidencia de usar esta espora mortal como bio arma.

Vibrio cholerae

El Vibrio cholerae es un agente causante de bacterias en forma de coma, gram negativas para la enfermedad epidémica del cólera.

La principal fuente de esta bacteria es la comida y el agua contaminadas, y consigue una entrada directa en el cuerpo de la persona que consume los alimentos o el agua contaminados.

Provoca la pérdida de líquidos del cuerpo al inducir diarrea acuosa y vómitos.

La mejor forma de controlar la enfermedad del cólera junto con algunos antibióticos como la eritromicina, la tetraciclina y el cloranfenicol, es la sustitución de líquidos a través de la rehidratación oral o intravenosa.

La vacunación contra el cólera con Dukoral es el mejor método preventivo.

Escherichia coli

Esta bacteria es gram negativa, con forma de barra y se considera como el organismo indicador al verificar la contaminación del agua.

Se sabe que el agua contaminada con materia fecal tiene E. coli y beber agua contaminada causa diarrea severa.

La rehidratación con electrolitos y tomar antibióticos ayuda a controlar la afección una vez que se adquiere.

El lavado adecuado de las manos con desinfectantes después de usar salas de lavado y beber agua purificada es la forma higiénica básica de desarrollar protección contra las infecciones.

Se sabe que una cepa más de E coli llamada E coli enteropatógena se transfiere de la madre al feto y causa diarrea en el recién nacido.

Clostridium botulinum

Las bacterias formadoras de esporas grampositivas, en forma de bastoncillos, que ingresan al cuerpo humano a través de alimentos contaminados como vegetales y carne, y se sabe que producen una toxina que es vulnerable a los nervios que causan parálisis.

Es posible tratar al paciente con antitoxina derivada de suero de caballo contra suero.

Garantizar los métodos estándar de conservación de alimentos es una forma de prevenir la infección.

Chlamydia trachomatis

Esta bacteria Gram negativa se transmite sexualmente y se sabe que causa enfermedades como uretritis, inflamación pélvica, embarazo ectópico, conjuntivitis de recién nacidos, etc.

Los antibióticos como la eritromicina, la doxiciclina y la azitromicina se recetan a pacientes infectados.

El sexo seguro y protector es la forma sugerida de prevenir la infección.

Salmonella typhi

El agente causante de la fiebre tifoidea es un bacilo gramnegativo transferido a los seres humanos a través de alimentos y agua contaminados o mediante la interacción entre humanos.

Los antibióticos y la vacunación están disponibles y la higiene estándar mantiene a las bacterias alejadas.

Streptococcus pneumonia

Son bacterias con forma esférica Gram positivas causan neumonía y meningitis en la persona infectada.

Se transfiere entre los humanos a través de gotas respiratorias.

Los niños infectados con esta bacteria desarrollan sinusitis.

La penicilina G y la vancomicina son los antibióticos disponibles.

Yersinia pestis

Las bacterias gramnegativas, en forma de bastoncillos, se transfieren a los humanos de los animales a través de las moscas o al consumir carne de animales infectados o a través de las gotas respiratorias.

La peste es la enfermedad causada por esta bacteria y aunque hay antibióticos disponibles, desarrollar una barrera entre los humanos (roedores y moscas humanas) y tomar la vacuna es la mejor manera de prevenir la infección.

Seguir las medidas preventivas estándar es la mejor manera de proteger a la raza humana de estas infecciones bacterianas que depender de los antibióticos después de adquirir la infección ya que algunas de estas bacterias patógenas se identificaron con resistencia a los antibióticos.