Características y Clasificación de las Bacterias: Una Mirada a su Biología y Resistencia

Estructura Bacteriana

• Cápsula: Unión firme a bacterias, patogenicidad, inhibe fagocitosis, adherencia.
• Capa mucoide: Unión débil a la bacteria, no tiene organización definida, forma biopelículas, protege del complemento, anticuerpos y antimicrobianos.
• Pared Celular: La morfología de las bacterias depende de la pared celular. Proporciona estructura y viabilidad, es el sitio de acción de antibióticos, tiene función de adherencia y reconocimiento de virus, responsable de síntomas en animales, sitios de reconocimiento inmunológico y variación antigénica.
• Gram (+): Peptidoglicano, ácido lipoteicoico, membrana citoplasmática, ácido teicoico, proteínas asociadas (M).
• Gram (-): Peptidoglicano, periplasma, membrana externa (LPS, porinas, lipoproteínas).
• Peptidoglicano: Polisacáridos entrelazados a través de puentes peptídicos.

Clasificación según Requerimientos de Oxígeno

• Anaerobias estrictas: Carecen de SOD, catalasa y peroxidasa. Presiones > 0,5%.
• Anaerobias moderadas: Presiones 2-8%, expuestas a O2 por 60-90 min sin morir.
• Anaerobias aerotolerantes: Poseen un nivel de enzimas detoxificantes.
• Microaerofílicas: Sobreviven a presiones < a la Patmos <21%, son capnofílicas (requieren CO2).
• Anaerobias facultativas: Crecen en presencia o ausencia de oxígeno.
• Aerobias estrictas: Sólo crecen con O2.

Clasificación según Temperatura de Crecimiento

• Psicrófilos: Temperatura óptima baja (<1 a 15°C).
• Mesófilos: Temperatura óptima a rango medio (25-42°C).
• Termófilos: Temperatura óptima alta (50-70°C).
• Hipertermófilos: Temperatura óptima muy alta (80 - >100°C).

Clasificación según Tolerancia a la Salinidad

• No halófilos: No toleran concentraciones de sal.
• Halotolerantes: Toleran concentraciones moderadas de sal.
• Halófilos leves: 1-6% NaCl.
• Halófilos moderados: 6-15% NaCl.
• Halófilos extremos: 15-30% NaCl.

Factores que afectan el crecimiento bacteriano: Temperatura, pH, salinidad, oxígeno.

Clasificación de Medios de Cultivo

• Estado: Sólido, líquido y semisólido.
• Presentación: En tubo o en placa.
• Contenido de nutrientes:
  • Medios definidos: Componentes orgánicos e inorgánicos requeridos para el crecimiento de determinados microorganismos.
  • Medios complejos (indefinidos): No poseen formulación precisa, preparados en base a infusiones de digeridos proteicos.
• Utilidad:
  • Corrientes (básicos): Solo elementos nutritivos esenciales. Ejemplos: Caldo Luria y agar corriente.
  • Especiales:
    • Mejorados o enriquecidos: Adición de sustancias de alto valor nutritivo, permiten el desarrollo de bacterias más exigentes. Ejemplos: Agar sangre y agar chocolate.
    • Selectivos: Sustancias inhibidoras para determinadas bacterias. Ejemplos: Agar SS, agar MacConkey, agar Thayer Martin.
    • Diferenciales: Establecen si una bacteria desarrolla una determinada función metabólica. Ejemplos: Citrato de Simmons, TSI, MIO, LIA, caldo úrea.

Replicación y Mutaciones

La replicación es bidireccional desde el origen de la replicación, formando estructuras theta.

Tipos de Mutaciones

• Mutación de sentido equivocado (Missense): Sustitución de un nucleótido que genera el cambio de un codón codificante por otro distinto al original presente en un gen. Cambia la secuencia primaria de una proteína en un aminoácido y esto puede generar:
  • Mutaciones regulatorias: Modificación de regiones regulatorias o promotoras de un gen.
  • Mutaciones silentes: Puede afectar la función de la proteína o no.
• Mutación por pérdida de sentido (Nonsense): Sustitución de nucleótido que genera la aparición de un codón de detención de la traducción (TAA, TGA o TAG). Como consecuencia, se genera una proteína incompleta que suele ser no funcional.
• Mutación por inserción: Entrada de nucleótidos que genera un cambio o corrimiento en el marco de lectura de un gen (aparición de mutaciones missense o nonsense). Puede generar mutaciones regulatorias y puede haber inserciones en las cuales se gana un gen completo o regiones genómicas completas (ganancia de 1 a cientos de genes).
• Mutación por deleción: Pérdida de nucleótidos que genera un cambio en el marco de la lectura del gen (aparición de mutaciones missense o nonsense). Puede generar mutaciones regulatorias y puede haber deleciones que comprometen genes completos o regiones genómicas completas (pérdida de 1 o cientos de genes).
• Mutación compensatoria (supresión): Mutación secundaria, generada por cualquiera de los mecanismos mencionados, que corrige el defecto (fenotipo) generado por una mutación previa.
  • Supresión intragénica: Cuando está presente en el mismo gen mutado que provocó el defecto.
  • Supresión intergénica o extragénica: Cuando está presente en otro gen distinto al gen mutado que provocó el defecto.
• Mutación silente: Mutación generada por cualquiera de los mecanismos mencionados que no presenta un defecto observable (fenotipo) en el gen que la sufre, su presencia es inadvertida.

Esterilización y Desinfección

• Esterilización: Proceso que deja libre de microorganismos vivos a un objeto o sustancia.
• Desinfección: Elimina, inhibe o remueve microorganismos que puedan causar infección.
• Desinfectante: Agente generalmente químico utilizado para la desinfección, usado en objetos inanimados generalmente.
• Antiséptico: Agente utilizado para la desinfección de un organismo vivo.
• Nota: La desinfección puede dejar microorganismos o esporas.
• Sanitización: Disminuir al mínimo los microorganismos.

Métodos de esterilización: Calor húmedo, calor seco, radiaciones ionizantes y filtración.

Desinfectantes: Alcoholes, sales de metales pesados, fenoles, agentes oxidantes y alquilantes, detergentes.

Antimicrobianos, Quimioterapéuticos y Antibióticos

• Antimicrobiano: Sustancia capaz de actuar sobre microorganismos inhibiendo su crecimiento o destruyéndolos.
• Quimioterapéutico: Sustancia producida de manera sintética que inhibe o destruye microorganismos.
• Antibiótico: Producido por el metabolismo de organismos vivos, con la propiedad de inhibir el crecimiento o destruir microorganismos.

Concentración inhibitoria mínima (CIM): Mínima concentración de antimicrobiano que inhibe el crecimiento bacteriano luego de 18 a 24 horas de incubación.

Concentración bactericida mínima (CBM): Mínima concentración capaz de reducir un 99,9% de la densidad de la población bacteriana.

Antibiogramas: Evaluación de la sensibilidad a un antibiótico.

• Dilución: Resultado cuantitativo, se puede realizar en líquido y sólido.
• Difusión: Analiza gran número de antibióticos al mismo tiempo y en las mismas condiciones, resultado cualitativo (bacteria resistente o sensible).
• In vitro

Clasificación de Antimicrobianos

Por su Actividad

• Bacteriostáticos: Inhiben el crecimiento del microorganismo, efecto reversible, el microorganismo no muere, solo deja de proliferar.
• Bactericidas: Matan al microorganismo sin destruirlos, el número de microorganismos es el mismo, dejan de crecer.
• Bacteriolíticos: Matan al microorganismo por lisis, disminuye el número de microorganismos y dejan de crecer.

Por su Espectro de Acción

• Amplio espectro: Actúan sobre muchas bacterias, hongos y protozoos, interfieren en el crecimiento de ellos. Ejemplos: Tetraciclinas, cloranfenicol.
• Espectro medio: Actúan frente a un número delimitado de microorganismos, la mayoría de los antimicrobianos están aquí. Ejemplos: Macrólidos y aminoglucósidos.
• Espectro reducido: Eficaces frente a un número muy limitado de especies.

Por su Mecanismo de Acción

• Inhiben la biosíntesis de peptidoglicano.
• Afectan la función de la permeabilidad de la membrana.
• Inhiben la síntesis de proteínas en ribosomas.
• Actúan a nivel de material genético (inhibidores de DNA girasa y RNA polimerasa).
• Producen antagonismo metabólico.