Importancia de las bacterias

Las bacterias son causantes de múltiples enfermedades que han afectado a la humanidad desde períodos muy antiguos y en la actualidad existen muchas bacterias causantes de enfermedades emergentes y reemergentes.

facultad de medicina · salud pública
viernes, 29 de julio de 2022
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Las bacterias son un grupo heterogéneo de microorganismos que tiene una amplia diversidad de nichos ecológicos que van desde el hielo de los glaciares hasta el interior de los volcanes. Estos microorganismos se relacionan directamente con los seres humanos, así que el conocimiento de la importancia de las bacterias es esencial para disciplinas como la bacteriología y la terapéutica antibiótica.

¿Cuál es la importancia de las bacterias?

Se considera que las bacterias emergieron hace aproximadamente unos cuatro billones de años en el mundo. Estas constituyen la forma de vida más abundante sobre el planeta, si se tiene en cuenta la biomasa y el número de especies. La bacteriología es una de las ramas de la microbiología y se encarga del estudio de estos microorganismos. Estos son causantes de múltiples enfermedades que han afectado a la humanidad desde períodos muy antiguos. Vale recordar el caso de la peste bubónica, el cólera, la difteria, la tuberculosis, la sífilis y el tétano por solo mencionar algunas. También es muy necesario aclarar, que además de las epidemias antiguas, en la actualidad existen muchas bacterias causantes de enfermedades reemergentes, sobre todo aquellas especies que debido a la resistencia antibiótica que se ha desarrollado frente a los tratamientos clínicos actuales, se ha vuelto muy difícil su manejo y erradicación.

No obstante, existen aspectos positivos de gran importancia atribuidos a esta clase de microorganismos. Ellos son componentes importantes de la microbiota normal de distintas regiones anatómicas del organismo humano, como piel, mucosas y tracto gastrointestinal en el que están contenidos aproximadamente un billón de microorganismos por mililitro de contenido fecal y alberga entre 500 y 1000 diferentes especies bacterianas, las cuales son extremadamente importantes para la fijación de componentes esenciales para la nutrición como vitaminas, degradación de ácido grasos, síntesis de micronutrientes y degradación de carcinógenos y toxinas. Por otro lado, tienen un carácter defensivo en esta y en muchas otras regiones anatómicas impidiendo la colonización de bacterias patógenas.

Además, debido a su gran capacidad metabólica tienen grandes aplicaciones en la agricultura (mediante la fijación del nitrógeno y el dióxido de carbono reducción del hierro, azufre y en la metanogénesis), en la industria bio-farmacéutica en la producción de antibióticos, vacunas y en la industria alimentaria donde se producen y comercializan enzimas microbianas que se emplean en la elaboración de jarabes edulcorantes, detergentes y ablandadores de carnes.

Estructura de las bacterias

Las bacterias están constituidas por células del tipo procariotas. Para su mejor estudio se describe su estructura dividiéndola en organelos internos y organelos externos. Los organelos externos son aquellos que se encuentran por fuera de la pared celular y organelos internos el resto. Dentro de los organelos internos se encuentran el nucleoide, constituido por ácido nucleico que contienen la información genética necesaria para las bacterias y que no se encuentra delimitado por una envoltura nuclear, está constituido por una doble hebra de ADN circular. Tiene dominios que se doblan y tuercen para ser almacenados en la célula como estructuras empaquetadas o superenrolladas, miden aproximadamente un micrómetro y contienen entre 1 y 6 millones de pares de bases. El citoplasma, constituido por una suspensión coloidal en el que se encuentran embebidos todos los organelos citoplasmáticos. Ribosomas, en los que se realiza la síntesis de proteínas, y diferentes gránulos que contienen sustancias de reservas como gránulos de volutina y gránulos de glucagón.

Además, se pueden encontrar pequeños elementos extra-cromosales circulares constituidos por ácido nucleicos, denominados plásmidos. Por debajo de la pared celular se encuentra la membrana citoplasmática, la capa más interna, compuesta por proteínas y fosfolípidos (bicapa lipídica). Dentro de las principales funciones se encuentran la permeabilidad selectiva, el transporte de solutos, y, en los organismos aeróbicos, la fosforilación oxidativa. Además, aquí ocurre la liberación de enzimas hidrolíticas y el reciclamiento de receptores.

Bacterias grampositivas y gramnegativas

Dentro de las estructuras fundamentales de una bacteria está la pared celular. Esta le brinda forma a la bacteria, le confiere propiedades antigénicas, interfiere en su propia biosíntesis y le brinda protección. La composición química de la pared es variable, y en base a esta composición las células se colorean de manera diferente cuando se aplican tinciones diferenciales. La tinción de Gram permite clasificar a las bacterias en Gram positivas y Gram negativas, atendiendo precisamente a las diferencias entre la pared bacteriana de estos microorganismos.

En las bacterias grampositivas, esta estructura contiene varias capas de peptidoglucano (formado por los azúcares N-acetilglucosamina más N-acetilmurámico y un tetrapéptido) que retienen el cristal violeta utilizado en la tinción de Gram. Otros componentes de la pared incluyen redes de ácido teicoico y ácido lipoteicoico. Las bacterias gramnegativas cuentan con dos membranas (una externa y una interna) así como una capa delgada de peptidoglucano entre ambas, en el llamado espacio periplasmático.

Dentro de las estructuras externas se encuentras los pilis o fimbrias, que intervienen en la conjugación y adhesión de las bacterias a la superficie. La cápsula, que puede estar presente en algunas especies bacterianas y que los protege de la fagocitosis. Las esporas, que se producen cuando existen condiciones ambientales desfavorables. Y, finalmente, los flagelos, constituidos por proteínas del tipo tubulinas que le confieren movilidad a la célula, y que pueden disponerse en diferentes números y posiciones (flagelación peritrichea, monotrichea, lofotrichea).

Antimicrobianos

El conocimiento de la estructura y las funciones de cada uno de los elementos de la célula permiten el diseño de un grupo amplio de antimicrobianos. De manera general, se clasifican de acuerdo al sitio de acción de los mismos, en antimicrobianos que actúan a nivel de la pared, los que actúan a nivel de la síntesis de proteínas, a nivel de la síntesis de ácidos nucleicos, y a nivel de la membrana celular.

A nivel de la pared celular actúan los β-lactámicos, que incluyen penicilinas, cefalosporinas, monobactámicos y carbapenémicos. El mecanismo de acción de estas sustancias se debe a que se unen a los sitios diana de la pared celular, que en estos casos son las proteínas fijadoras de penicilinas (Pbps) o β-lactámicos. El fármaco se une a través de enlaces covalentes a un sitio activo de serina que interactúa con grupo carbonilo del anillo β-lactámico. Esta unión muchas veces tiene implicaciones directas sobre la configuración estructural de los microorganismos. En el caso de las bacterias Gram negativas, en dependencia del tipo de proteína diana de unión el microorganismo puede adquirir forma esférica, puede resultar en una elongación del mismo o puede conducir a la muerte rápida por lisis, cuando existe una alta afinidad de unión.

Bacteriología y terapéutica antibiótica

Las bacterias son causantes de múltiples enfermedades que han afectado a la humanidad desde períodos muy antiguos y en la actualidad existen muchas bacterias causantes de enfermedades emergentes y reemergentes. Al reconocer la importancia de las bacterias, la bacteriología ha desarrollado tratamientos antibióticos y antimicrobianos. El estudio, la aplicación y la creación de estos fármacos es fundamental. Por ello, desde TECH Universidad Tecnológica te ofrecemos nuestro Máster en Avances en Antibioticoterapia y Resistencia Antibiótica, que te actualizará con las últimas novedades científicas y técnicas para combatir la resistencia a los antimicrobianos (ATM), una situación que constituye una amenaza para la salud pública mundial.

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