Características Generales e Importancia de las Bacterias, Protozoarios, Virus y Priones

    1. Bacterias
    2. Protozoarios
    3. Virus
    4. Priones
    5. Bibliografía
    6. Anexos

    CAPÍTULO I

    BACTERIAS

    1.1.- Generalidades

    Desde Aristóteles, los biólogos han dividido el mundo de los seres vivos en dos reinos: Vegetal y Animal. La palabra "vegetal" sugiere árboles arbustos, flores hierbas. Por "animal" se piensa en gatos perros, leones aves ranas y peces. Pero ante la presencia de algunos organismos más pequeños como el moho, hongos y musgos donde no se sabía si eran vegetales o pues evidentemente estaban separados de estos 2 grupos ya definidos, debido a esto el biólogo alemán Ernest Haeckel sugirió hace un siglo la conveniencia de constituir un tercer reino el de Protista, que comprendiera a los organismos unicelulares que en muchos aspectos son intermedios entre vegetales y .

    Otros biólogos han sugerido establecer un cuarto reino, el Mónera, para abarcar las bacterias y algas verdes azules, que tienen muchas características comunes, como la ausencia de membrana celular. Las bacterias y algas verdeazules se denominan Procariontes para indicar que estas que estas células no poseen membrana nuclear, sino un solo cromosoma "desnudo". Los procariontes carecen de organelos subcelulares ligados a membranas, como las mitocondrias o los cloroplastos. Todos lo protistas, plantas y , son Eucariontes, caracterizados por verdaderos núcleos unidos por una membrana nuclear.

    En 1969 R.H Whitaker distinguió los Hongos como un reinó separado de las formas del reino vegetal. Así propuso la división en cinco reinos: Móneras, Protistas, Hongos, Vegetales y , con sus correspondientes subdivisiones. (Cuadro 1)

    (cuadro 1) Clasificación en cinco reinos

    Mónera

    Protista

    Reinos

    Fungí (Hongos)

    Plantas

    Animales

    Ancestro comunes

    Relaciones

    Estructuras similares

    Clasificación

    Química sanguínea

    propuesta por

    Cercana

    R.H.Whitaker

    Nomenclatura

    Binominal (genero/ especie)

    Reino

    Phylum (filo)

    Grupos o categorías

    Clase

    Orden

    Familia

    Género

    Especie





     

    (De Robertis.1994:6) simplifica un cuadro tan complejo al examinar las formas de vivientes a nivel celular y propone una clasificación de los organismos vivientes y células (cuadro .2)

    (cuadro 2) Clasificación de los organismos vivos y células

    Reino

    Móneras

    Protistas

    Hongos

    vegetales

    Animales

    Bacterias

    Protozoarios

    Mohos

    Algas verdes

    Metazoarios

    Algas azules

    Crisófitas

    Hongos verdaderos

    Algas rojas

    Algas pardas

    Briofitas

    Traqueófitas

    Clasificación celular

    Procariontes

    Eucariontes

     

    Es posible identificar a las células en dos tipos reconocibles: procarióticas y eucarióticas. En la tabla puede verse que únicamente las móneras son células procarióticas mientras que todas los demás reinos están formados por organismos compuestos por células eucarióticas. La principal diferencia entre ambos es que las procariótica no tienen envoltura nuclear.

    El cromosoma procariótico ocupa un espacio dentro de la célula denominado núcleoide, y se halla en contacto directo con el resto del citoplasma. Las células eucarióticas poseen un núcleo verdadero con una complicada envoltura nuclear, a través de la cual tiene lugar los intercambios núcleo citoplasmáticos. (Ville 1996:135) establece la comparación entre la organización estructural en procariontes y eucariontes.

    características de procariontes y eucariontes

    Procariontes

    Eucariontes

    Grupos de organismos

    Bacterias y cianobacterias

    protistas, hongos, plantas y

    Dimensiones celulares

    Hasta 15 micras

    Entre 10 y 100 micras

    Organización celular

    Unicelulares

    Pluricelulares

    Organelos celulares

    Sin organelos separados por membranas

    Cloroplastos y mitocondrias

    Organización genética

    ADN circular no aislado del citoplasma

    ADN en cromosomas aislados del citoplasma

    Reproducción

    Bipartición

    Mitosis o meiosis

     

    1.2.- Definición

    Las bacterias son la forma de vida más antigua de la Tierra, sobreviven y prosperan en los ambientes más rigurosos, en manantiales, en pozos de ácido, en grietas de la tierra, sin luz, sin aire y a temperaturas de mas de 250º C Estos juegan un papel fundamental en la naturaleza y en el hombre: la presencia de una flora bacteriana normal es indispensable, aunque gérmenes son patógenos. Análogamente tienen un papel importante en la industria y permiten desarrollar importantes progresos en la investigación, concretamente en fisiología celular y en genética. El examen microscópico de las bacterias no permite identificarlas, ya que existen pocos tipos morfológicos, cocos (esféricos), bacilos (bastón), espirilos (espiras) y es necesario por lo tanto recurrir a técnicas que se detallarán más adelante. El estudio mediante la microscopia óptica y electrónica de las bacterias revela la estructura de éstas.

    1.3.-Morfología, tamaño y observación de las bacterias

    Las bacterias son las células unicelulares vivas más pequeñas de 0,2 a 2 µm de diámetro y de 1 a 10 µm de longitud de vital importancia y útiles para la humanidad. Solamente el 1% de ellas producen enfermedades, las cuales son cada vez más difíciles de combatir por el abuso indiscriminado de antibióticos.

    La mayoría de ellas se caracterizan por tener La ausencia de membrana celular es una característica común a todos ellos y los diferencia de los organismos eucariótas, no están clasificados entre los ni entre las plantas, sino que pertenecen al reino Moneras. Es el reino más primitivo, agrupa a organismos procariótas que carecen de un núcleo rodeado por membranas y de organelas. Incluye a todas las bacterias (técnicamente las eubacterias) y las cianobacterias (llamadas anteriormente algas verde azuladas) que son las formas más abundantes de este reino.

    (Liébana 2002; 17) la forma de las bacterias depende de la pared celular, que les proporciona elasticidad y a la vez rigidez. Las formas pueden variar debido a distintas circunstancias exógenas, como la antigüedad del cultivo, factores nutricionales.

    1.4.- Clasificación De Las Bacterias

    Las bacterias de importancia médica se pueden agrupar para su estudio en amplias categorías atendiendo a:

    1.4.1.-Su morfología:

    Según su forma y disposición celular las bacterias pueden ser:

    • Esféricas (cocos): Aislados o en grupo (gonococo), cadenas largas (Estreptococos), acúmulos irregulares en forma de racimo (estafilococos).
    • Alargadas (bacilos): Pueden presentase como cadenas largas o como bastones aislado

    1.4.2.- Formas espirales o helicoidales: Estos se presentan en dos formas:

    • Los espirilos: Que tienen pocas espinas que a veces se parece a una coma Ej. El Cólera
    • Las espiroquetas: con muchas vueltas a modo de sacacorchos Ej. La sífilis.

    (Vlle 1996:147) Otra característica que apreciamos cuando observamos al microscopio las bacterias es su forma de agruparse, así los diplococos son cocos agrupados en parejas, la formación en cadenas es típica de los estreptococos y las agrupaciones en racimos de los estafilococos.

    1.4.3.- Tinción de Gram:

    Para poder diferenciar a las bacterias se basa en sus características de tinción es decir en la capacidad de reacción de las bacterias frente a un método de coloración, como es la coloración de Gram. Con esta técnica de tinción, desarrollado en 1884 por Christian Gram, la mayor parte de las bacterias se pueden clasificar en:

    • Bacterias Gram positivas
    • Bacterias Gram negativas.

    Esta clasificación es útil porque la diferencia en la coloración refleja importantes diferencias en la estructura de la pared celular.

    1.4.4.- Tolerancia al oxígeno.

    Las bacterias en su evolución han desarrollado distintas respuestas al oxígeno, y de forma muy general las podemos clasificar por su tolerancia al oxígeno en:

    • Bacterias aerobias: cuando crecen en presencia de aire y
    • Bacterias anaerobias cuando no pueden vivir en presencia de oxígeno.

    1.5.- Organización bacteriana

    La organización bacteriana representa las principales estructuras de las bacterias aunque no todas ellas se encuentran en cada grupo bacteriano. Según la importancia que tengan para la supervivencia de la célula, estas estructuras se dividen en:

    1.5.1.- Elementos obligados

    1.5.1.1.-Pared celular

    La pared que poseen la mayoría de las bacterias explica la constancia de su forma. En efecto, es rígida, dúctil y elástica. Su originalidad reside en la naturaleza química del compuesto macromolecular que le confiere su rigidez. Este compuesto, un mucopéptido, está formado por cadenas de acetilglucosamina y de ácido murámico sobre las que se fijan tetrapéptidos de composición variable. Las cadenas están unidas por puentes peptídicos. Además, existen constituyentes propios de las diferentes especies de la superficie.

    1.5.1.2.- Membrana citoplasmática:

    La membrana citoplasmática, situada debajo de la pared, tiene permeabilidad selectiva frente a las sustancias que entran y salen de la bacteria. Es soporte de numerosas enzimas, en particular las respiratorias. Por último, tiene un papel fundamental en la división del núcleo bacteriano. Los mesosomas, repliegues de la membrana, tienen una gran importancia en esta etapa de la vida bacteriana.

    1.5.1.3.- Citoplasma:

    Es un elemento obligado de las bacterias. Comprende todo lo que hay dentro de la membrana citoplasmática a excepción de las regiones en la que se encuentran el ADN cromosómico. El citoplasma contiene inclusiones de reserva (Liébana 2002:39) las inclusiones de reserva constituyen almacenamiento de nutrientes; las hay de dos tipos:

    - Orgánicas, como las de glucógeno y almidón (reserva de hidratos de carbono) y las de reserva de lípidos.

    - Inorgánicas, como los polifosfato, polímeros lineales de ortofosfatos, que son reserva de fósforo. Se le conoce como granulaciones metacromáticas, ya que se tiñen de rojo con colorantes azules.

    Los ribosomas son elementos granulosos que se hallan contenidos en el citoplasma bacteriano; esencialmente compuestos por ácido ribonucleico, desempeñan un papel principal en la síntesis proteica.

    1.5.1.4.- Genoma bacteriano

    1.5.2.- Elementos facultativos

    1.5.2.1.- Glicocálix:

    Se suele denominar así a todo polímero situado fuera de la pared celular comprende dos estructuras: La capsula y la capa mucosa (capa mucilaginosa, limo) ayuda a configurar la denominada biopelícula bacteriana, constituidas por diversos tipos de microorganismos que crecen juntos formando microcolonias embebidas en un material adherente.

    1.5.2.2.- Flagelos fimbrias o Pili:

    Los cilios, o flagelos, no existen más que en ciertas especies. Filamentosos y de longitud variable, constituyen los órganos de locomoción. Según las especies, pueden estar implantados en uno o en los dos polos de la bacteria o en todo su entorno. Constituyen el soporte de los antígenos "H". En algunos bacilos gramnegativos se encuentran pili, que son apéndices más pequeños que los cilios y que tienen un papel fundamental en genética bacteriana.

    1.5.2.3.- Esporas:

    Elemento esférico u ovalado por el que un numero pequeño de bacterias adquieren resistencia al ambienten circunstancias que le son desfavorables.

    ( Liébana:2002) Así gracias a esta estructura pueden sobre vivir incluso durante años hasta que las condiciones le sean favorables

    1.6.- Características de los principales grupos bacterianos

    La identificación de las bacterias es tanto más precisa cuanto mayor es el número de criterios utilizados. Esta identificación se realiza a base de modelos, agrupados en familias y especies en la clasificación bacteriológica. Las bacterias se reúnen en 11 órdenes, los más representativos son:

    1.6.1.- Las clamídias: Son bacterias de crecimiento intracelular obligado, de tamaño tan pequeño, que en un principio hizo fueran confundidas con los virus. Su diámetro es de 250 a 500 nm, y a diferencia de los virus poseen ADN y ribosomas que les permiten sintetizar sus propias proteínas. Las especies de clamiditas que producen patología en el ser humano son Chlamydia psittaci, Chlamydia trachomatis y Chlamydia pneumoniae y su asociación es con enfermedades de transmisión sexual, infecciones respiratorias y enfermedad ocular.

    1.6.2.-Las rickettsias:

    son pequeñas bacterias pleomórficas que se comportan como parásitos intracelulares obligados, se mantienen en la naturaleza mediante un ciclo que incluye mamíferos como reservorios e insectos como vectores y tienen una distribución geográfica irregular, causando enfermedad cuando se producen las adecuadas circunstancias de proximidad a los reservorios o de pobreza y hacinamiento. En España, las enfermedades relacionadas con este grupo de microorganismos son la fiebre Q y la fiebre botonosa mediterránea producidas por Coxiella burnett y Rickettsia conorii respectivamente. La rickettsias pueden afectar a todo tipo de pacientes, por tanto, no son patógenos oportunistas, y, salvo Coxiella burnetti, todas ellas producen vasculitis y lesiones en la piel, pudiendo ser descartadas cuando éstas no existen.

    1.6.3.- Los micoplasmas:

    Son los microorganismos más pequeños capaces de una existencia independiente, representando la forma de vida libre más pequeña. A diferencia del resto de las bacterias, carecen de pared celular y su membrana es rica en esteroles. Mycoplasma pneumoniae, Mycoplasma hominis y Ureaplasma urealyticum son los patógenos más frecuentes en el hombre, y han de ser considerados fundamentalmente en síndromes respiratorios y en patología de transmisión sexual.

    1.6.4.- .Las espiroquetas:

    Son microorganismos pertenecientes a la familia Treponemataceae, bacterias helicoidales cuyos géneros más significativos son Leptospira, Treponema y Borrelia. Pueden afectar a sujetos previamente sanos, y sólo en determinados contextos debemos pensar en ellas.

    1.6.5.-Las bacterias clásicas o eubacterias:

    Constituyen una de las causas más importantes de infección. Debe pensarse en enfermedad bacteriana prácticamente en casi todo tipo de infección, pero muy especialmente ante cuadros agudos y de rápida evolución. Las infecciones bacterianas pueden ser atribuibles fundamentalmente a bacterias grampositivas y a bacterias gramnegativas.

    1.6.6.- Bacterias altas:

    Este grupo de bacterias formado por los géneros Nocardia, Mycobacterium y Actynomices tienen como propiedad más característica su ácido-alcohol resistencia y la tendencia a producir cuadros clínicos de instauración lenta e insidiosa caracterizados por la producción de lesiones granulomatosas con tendencia a la cavitación y a la fistulización. La nocardiosis y la tuberculosis pueden afectar tanto a pacientes sanos como a inmunodeprimidos, y tienen una preferencia por la participación respiratoria

    1.7.- La división celular bacteriana.

    La síntesis de la pared, el crecimiento bacteriano y la duplicación del ADN regulan la división celular. La bacteria da lugar a dos células hijas. La división empieza en el centro de la bacteria por una invaginación de la membrana citoplasmática que da origen a la formación de un septo o tabique transversal. La separación de las dos células va acompañada de la segregación en cada una de ellas de uno de los dos genomas que proviene de la duplicación del ADN materno.

    1.8.- Nutrición y crecimiento bacterianos

    Para que las bacterias vivan y se desarrollen deben encontrar los compuestos necesarios para llevar a cabo la síntesis de sus componentes celulares .Estos elementos son:

    a).- Nutrientes: Se clasifica en:

    • Nutrientes Básicos: Son todos aquellos que, encontrándose en el entorno de las bacterias, son capaces de penetrar en ellas y ser aprovechados para formar su estructura. La entrada se lleva a cabo por diversos mecanismos: en forma de compuestos elementales, pequeñas moléculas o previa escisión de complejos moleculares. Se dividen en dos:
      1. Macronutrientes: Son todos los que se encuentran formando parte de los hidratos de carbono, lípidos, y proteínas; tal es el caso del hidrogeno, Oxigeno, Carbono, Nitrógeno, Azufre y Fósforo
      2. Micronutrientes: Aunque la bacteria lo necesite en pequeñas cantidades, son tan indispensables para la nutrición como los macronutrientes. Entre estos elementos están: Cobalto, Vitamina B12, Zinc, Molibdeno, Cobre El manganeso.
    • Metabolitos escenciales: Son productos formados en los procesos catabólicos bacterianos que tienen gran importancia para la síntesis de estructuras complejas. La glucosa es un elemento básico tras su metabolismo de la glucólisis se da origen a dos de los más importantes productos metabólicos intermedios el piruvato y la acetil CoA,
    • Factores de crecimiento: son compuestos que, sin representar una fuente de energía ni de carbono para las bacterias, son necesarios para su crecimiento y que no siempre son capaces de sintetizarlos (Ej. Vitaminas B12 o B6)
    • Factores estimulantes: Son sustancias que sin ser indispensables para las bacterias, pueden acelerar su multiplicación.

    b).- Poder de síntesis: Las bacterias llamadas autótrofas además de utilizar como fuente de carbono el CO2, están dotadas de un poder de síntesis extraordinario ya que son capaces de sintetizar compuestos orgánicos a partir de otros muy simples como CO2,agua, minerales etc..

    Las bacterias heterótrofas que utilizan como fuente de carbono compuestos orgánicos carecen del poder de síntesis y necesitan el aporte de cantidades suficientes de sustancias orgánicas.

    c).- Fuentes energéticas:

    d).- Condiciones fisicoquímicas:

    1.9.- Importancia de las bacterias

    Existen bacterias en todos los sitios. Hemos visto el interés de su estudio para la comprensión de la fisiológica celular, de la síntesis de proteínas y de la genética. Aunque las bacterias patógenas parecen ser las más preocupantes, su importancia en la naturaleza es ciertamente menor. El papel de las bacterias no patógenas es fundamental. Intervienen en el ciclo del nitrógeno y del carbono, así como en los metabolismos del azufre, del fósforo y del hierro. Las bacterias de los suelos y del las aguas son indispensables para el equilibrio biológico.

    Por último, las bacterias pueden ser utilizadas en las industrias alimenticias y químicas: intervienen en la síntesis de vitaminas y de antibióticos.

    Las bacterias tienen, por lo tanto, un papel fundamental en los fenómenos de la vida, y todas las áreas de la biología han podido ser mejor comprendidas gracias a su estudio.

     

    CAPÍTULO II

    2.-PROTOZOARIOS

    2.1.- Generalidades.

    2.2.- Definición

    Son organismos unicelulares eucariótas con uno o varios núcleos y de tamaño variable (entre 2y 1.000 nm). Los núcleos tienen gran variedad de formas.

    Los protozoarios pueden tener más de un núcleo y estos a su vez, pueden ser todos similares y con la misma función o ser de diferente forma y función, constituyendo el macro núcleo y el micronúcleo.

    El citoplasma esta envuelto por una membrana citoplasmática trilaminar y algunos protozoarios tienen mas de una membrana formando parte de su película.

    Muchos protozoarios poseen un glucocalíz o cubierta superficial de proteínas que tiene importancia en la respuesta inmunitaria y en los mecanismos de evasión de las mismas

    2.3.- Clasificación

    1. Compactos o condensados: se caracteriza por tener una distribución homogénea de cromatina.
    2. Vesiculares: Caracterizados por tener una distribución irregular de la cromatina.

    2.4.- Estructuras

    Estructuras que participan en múltiples procesos metabólicos de generación de energía, crecimiento y multiplicación. Como estructuras existen diferentes organelas

    • Mitocondrias: Ausentes en algunos anaerobios como las tricomonas
    • Aparato de Golgi
    • Lisosomas
    • Retículo endoplasmatico liso y rugoso
    • Microsomas (peroxisomas e hidrogenosomas)
    • Microtúbulos subpeliculares
    • Gránulos de secreción y almacenamiento
    • Vacuolas digestivas

    Estas organelas de amplia distribución en las diferentes especies, se añaden otras que son características den ciertos grupos taxonómicos, por ejemplo el cinetoplasto en algunos flagelados, el complejo apical en los esporozoarios o la estructura infraciliar de los ciliados.

    2.5.- Ciclo vital

    Se puede desarrollar en varios estadios:

    • Una fase de reproducción asexual (esquizogonia o merogonia) con formación de esquizontes y merozoítos.
    • Una fase sexual (gamagonia) originando gametos y un cigoto.
    • Una fase de división múltiple del cigoto (esporogonia) que da lugar a los esporozoítos.

    La forma de vida activa de los protozoos bajo el cual se mueven, alimentan y reproducen (y en el caso de los parásitos que ejercen su acción patógena) se denomina trofozoíto. Éste es metabolicamente activo pero incapaz de vivir durante un tiempo prolongado fuera del hospedador.

    Cuando las condiciones se vuelven adversas en alguna s especies (Entamoeba, Giardia, Balantidium, etc.) se transforman en fases de resistencia o quistes con un actividad metabólica reducida pero capaces de sobrevivir en el medio y ser las formas de transmisión (infectantes).

    2.6.- Nutrición

    Desde el punto de vista de su nutrición los protozoarios de interés médico son:

    Heterótrofos: que pueden adoptar un tipo denominado holozoico o saprozoico.

    El Holozoico se alimenta por ingestión de microorganismos enteros o partículas alimentarías mediante un proceso de fagocitosis, en el cual intervienen seudópodos, o diferentes aberturas como los citosomas y los microporos.

    Cuando se trata de de la ingestión de líquidos el proceso se llama pinocitosis. La fagocitosis y la pinocitosis son formas de nutrición por endocitosis. Los materiales no digeridos pueden eliminarse a través de un citopigio celular o ser eliminados por difusión o exocitosis.

    El Saprozoico en su nutrición las sustancias nutritivas penetran por difusión simple o transporte activo a través de la membrana cito plasmática

    2.7.- Reproducción

    La reproducción de los protozoarios puede ser sexual o asexual:

    Reproducción sexual: adopta diferentes tipos, como la división binaria simple. La división múltiple (merogonia o esquizogonia), la gemación, la endodiogenia y la endo poligenia La reproducción sexual se inicia con la formación de gametos haploides (gamagonia o gametogénesis) que dará lugar por fusión una célula huevo diploide o cigoto.

    2.8.- Clasificación

    Los protozoos son considerados como los representantes actuales del grupo de seres vivos que dieron origen a los y plantas y se clasifican en un reino propio denominado Protozoo, que se divide en varios grupos o phyla, los de interés medico son:

    • phylum Sarcomastigophora: (Poseen flagelos, seudópodos o ambos) que comprenden a las amebas y los flagelados.
    • También comprende dos subphylas:

    a). subphylum Sarcodina: Que abarca varios géneros de amebas como la entamoeba, Iodamoeba, Naegleria y Acanthamoeba.

    Las amebas: las amebas son de interés medico presentan fases de trofozoíto y quiste (forma de resistencia y transmisión), con fisión binaria movilidad por emisión de seudópodos respiración anaerobia y facultativa y una asimilación de los nutrientes por pinocitosis o fagocitosis.

    b).- subphylum Mastigophora: Que engloba a los protozoos flagelados de géneros como Tricomonas ( orden Trichomonadida), Giardia( orden Diplomonadaida), Chilomastix (orden Retortamonadida), Tripanosoma y Leishmania ( orden Kinetoplastida)

    • phylum Apicomplexa: (con un complejo apical) comprende a los esporozoarios y a los piroplasmas. Son parásitos intracelulares que asimilan los nutrientes por difusión y poseen una organela característica en uno de sus extremos celulares denominada complejo apical, interviene en el proceso de penetración en la célula hospedadora. Estos parásitos tienen ciclos reproductivos complejos con diferentes formas, y dentro de dos fases alternativas de reproducción una asexual y otra sexual. En este grupo existen importantes parásitos humanos como los plasmodios del paludismo (especies de Plasmodium), Toxoplasma gondii, el productor de la toxoplasmosis, las especies de Cryptosporidium e Isopora belli agente importantes de cuadros diarreicos en niños y personas inmunodeprimidas.
    • phylum Ciliophora: comprende los ciliados
    • phylum Microspora: Se caracteriza por tener un tubo con el que inyecta el parásito en la célula hospedadora.

    Los organismos de este phylum también denominados (microsporidios) estaban integrados con en los esporozoos porque forman esporas. Son parásitos intracelulares pequeños que poseen un mecanismo complejo de extrusión celular o túbulo polar que le sirve para inyectar el citoplasma o esporoplasma en las células del hospedador conocidos como Helmintos y Artrópodos.

    CAPÍTULO III

    VIRUS

    3.1.- Generalidades

    La naturaleza diminuta de los virus, con la excepción del relativamente gigantesco "mimivirus", han hecho que su visualización sea difícil. La invención del microscopio electrónico en la década de 1940 hizo que por primera vez fuera posible observarlos

    (De Robertis 1994) Los virus fueron reconocidos en un principio por atravesar los poros de un filtro de porcelana y por los cambios patológicos que producía en las células.

    3.2.- Definición

    Los virus son pequeños paquetes comprendidos entre 20 y 300nm, bien organizados de material genético, y que toman la forma de bastones, filamentos, arpones o esferas. (Liébana 2002; 201) son entidades no celulares cuyos genoma es ADN o ARN. Se multiplican en el interior de células vivas y utilizan la maquinaria enzimática de éstas células para dirigir la génesis de partículas especializadas, los viriones, que contienen en su interior el genoma vírico y que se transfieren específicamente desde una célula a otras.

    Así pues los virus son parásitos intracelulares. Las células infectadas producen miles de partículas víricas, originando, como consecuencia y muy frecuentemente, su destrucción. Otras sobreviven, conduciendo a una producción persistente de virus. Es importante destacar que la mayoría de las infecciones víricas se mantienen subclínicas.

    Por ello la distinción entre infección (multiplicación vírica en un hospedador infectado) y enfermedad (trastorno debido a la multiplicaci8ón vírica y su daño tisular resultante)
    Unas proteínas rodean al paquete, denominado cápsula. Algunos virus poseen una capa agregada de lípidos que encierran a la cápsula. Unas pequeños extensiones en el virus reciben el nombre de antígenos, que ayudan al virus a cazar la célula huésped que será su blanco.
    3.3.- Tamaño

    Hay variación de tamaños; uno de los mayores virus el de la psitacosis (enfermedad transmitida por loros y aves mide unos 275 nm de diámetro y uno de los menores es de la fiebres aftosa con10nm.

    3.4.- Estructura

    El diseño básico, común a todos lo virus, el genoma se halla dentro una cubierta proteica denominada cápside.

    Al conjunto de la cápside y genoma se llama nucleocápside. Algunos virus están rodeados por una envoltura o peplos, o pueden además, presentar otros elementos estructurales. Las funciones de la cubierta son:

    A) Proteger el genoma frente al daño que supone el medio extracelular en la transferencia de una célula a otra

    B) Facilitar el proceso de entrada a la célula

    3.4.1.- Estructura del genoma

    3.4.2.- Estructura del cápside

    3.4.3.- Envoltura o peplos

    3.5.- Clasificación

    Los criterios utilizados para clasificar los virus son muy variados.-

    Entre ellos cabe destacar los siguientes:

    a) Tamaño; b) Peso molecular, numero de genes, carácter mono o bicateriano y polaridad del acido nucleico; c) números de capsómeros y simetría de la cápside; d) Presencia o no de envoltura; e) lugar de de la replicación intracelular (nuclear o citoplasmática); f) enzimas implicados en la trascripción y replicación del genoma y su origen vírico o celular y g) Sensibilidad o resistencia el éter, cloroformo, y otros solventes orgánicos.

    3.6.- Replicación de los virus

    3.6.1.- Vulnerabilidad

    Para que los virus puedan multiplicarse es preciso que antes infecten a las células. La vulnerabilidad de una célula o animal se define como la capacidad de ser infectada por un virus. Las células vulnerables del hospedador situadas en la puerta de entrada, son las primeras en ser infectadas, pero esto no implica necesariamente la enfermedad clínica ya que es preciso que los virus afecten a las células diana, que pueden encontrarse en la puerta de entrada (ej. Infecciones respiratorias o cutáneas.

    En el inicio d esta infección los virus introducen su material genético dentro de las células cuanto a algunas proteínas.

    Los virus codifican proteínas que cumplen tres funciones:

    A) Asegurar la replicación del genoma

    b) Introducir el genoma dentro de la cápside

    c) Alterar la estructura y la función de la célula infectada

    El ciclo replicativo tienen alguna característica comunes. Al comienzo de la infección solo pequeñas cantidades de de virus son detectables (fase eclipse), tras lo cual comienza un fase replicativa exponencial con la acumulación de viriones en la célula o fuera de ella (fase de maduración). Después de unas horas, las células infectadas con virus líticos cesan su actividad metabólica y pierden su integridad estructural, mientras que otros virus permiten que la célula infectada siga sintetizando viriones indefinidamente sin destrucción celular.

    Un ciclo reproductivo puede tener una duración de 6 horas (picornavirus) a 72 horas (Herpes virus) para su realización completa

    3.6.2.- Desarrollo de la s infecciones víricas: La infección de una célula vulnerable no asegura que la replicación de los virus se produzca, lo que permite establecer distintos tipos de infecciones víricas:

    3.6.2.1.- Productivas

    La infección productiva aparece en células permisivas y esta caracterizada por la producción de nuevas partículas víricas.

    3.6.2.2.- Abortivas

    La infección abortiva es aquella que ocurre en una célula no permisiva o bien esta producida por virus defectivos a los cuales les faltan algunos genes indispensables para su multiplicación

    3.6.2.3.- Restrictivas

    La infección restrictiva cuando las células se comporten como permisivas transitoriamente; como consecuencia será que los virus se mantengan latentes hasta que la célula vuelva a ser permisiva o bien que solo algunas células que conserven esta propiedad repliquen los virus

    3.6.2.4.- Latentes

    La persistencia del genoma vírico en las células temporalmente no permisivas sin destrucción de las mismas conduce a una infección latente

    3.6.3.- Inicio de la infección vírica

    3.6.3.1.- Fijación o adsorción

    3.6.3.2.- Penetración

    3.6.3.3.- Descapsidación

    CAPÍTULO IV

    4.-PRIONES

    4.1.- Generalidades.

    El término "prión" es usado para describir el agente infeccioso responsable de varias enfermedades neurodegenerativas encontradas en el hombre y los que se caracterizan por tener periodos silentes de incubación y tras este periodo aparecen síntomas nerviosos que llevan rápidamente a la muerte. La palabra en sí deriva de "proteinaceous infectious particle", definición propuesta por Stanley B. Prusiner. En 1982

    Se ha observado esta proteína en las membranas neuronales de los mamíferos sin causar enfermedad alguna, pero se sabe que un cambio conformacional de su estructura terciaria puede provocar la aparición de la enfermedad. Estas proteínas en su forma patógena se multiplican exponencialmente al ponerse en contacto con las proteínas normales, ya que les inducen el cambio conformacional que las vuelve infecciosas.

    Producen lesiones en el sistema nervioso semejante a las distintas enfermedades que se conocen como Encefalopatías Espongiformes Transmisible (EET)

    Estos (EET) se pueden presentar en animales y humanos:

    A.- EET (Animales):

    Scrapie o Prurigo: Es un enfermedad de las ovejas y cabras caracterizado por la descoordinación motriz como: ataxia, temblores y prurito. Los sesos de los animales enfermos o muertos introducidos en la dieta de otros, esta en relación con animales de la misma u otra especie así se producen modernos cuadros clínicos:

    • Encefalopatía del Visón
    • Encefalopatía espongiformefelina
    • Enfermedad crónica caquetizante de alces y siervos
    • Encefalopatía Espongiforme Bovina(BSE): También conocido como el síndrome de la s vacas locas, según lo estudios parece deberse a la ingestión de harinas elaboradas con despojos de ovejas infectados con priones

    La infección por BSE.

    Los priones ingeridos pueden ser absorbidos por los parches de Peyers del intestino; éstos son parte del MALT o tejido linfoide asociado a mucosa. Se cree que MALT presenta microorganismos al sistema inmune, facilitando la respuesta inmunitaria frente a éstos. Los priones serían captados del mismo modo.

    Después de fagocitar la partícula, las células linfoides viajan a otros tejidos linfáticos, como nódulos linfáticos, bazo y las amígdalas; el prión podría replicarse en estos lugares. Muchos de estos lugares están inervados y el prión puede acceder a un nervio, ascender retrógradamente por el axón a la médula espinal y finalmente al cerebro.

    Para que una infección desde tejidos periféricos tenga éxito, deben expresar el gen PRNP, además de neuronas del Sistema Nervioso Central, células del Sistema Linfoide y neuronas periféricas. Los linfocitos B maduros también son necesarios para el desarrollo de la enfermedad partiendo de una ruta periférica.

    Tanto neuronas como células gliales pueden propagar la enfermedad independientemente.

    Astrocitos y otras células gliales presumiblemente, tienen un papel en la patogénesis, dado que retrovirus que infectan la glia, producen degeneración espongiforme del cerebro.

    B.- EET (Humanas)

    • Enf. de Creutzfeldt-Jakob : Enf caracterizada por demencia senil subaguda tiene 3 formas :
      1. Esporádica: Representa el 80 a 85% de los casos, tiene comienzo insidioso, con deterioro mental progresivo (Perdida de memoria, cambios de humor, comportamientos no habituales) Enfermedad que evolución hacia la demencia con confusión y el fallecimiento ocurre entre los 2 y 10 meses.
      2. Familiar: Representa el 10 a 15% de los casos por herencia autonómica dominante, aparece entre los 35 y 55 años.
      3. Iatrogénica: comprobada son raras, están asociadas a la inyección de hormona del crecimiento(extraída de hipófisis humanas infectadas) injertos de dura madre transplantes y en algún caso, de instrumental no bien esterilizado
    • Síndrome de Gertsmann-Sträussler Scheinker:

    Enfermedad hereditaria autosómica dominante que aparece antes que el (CJD) pero con duración más larga hay una intensa afección cerebelosa (ataxia o temblor) y menos deterioro mental.

    • Kuru:

    Enfermedad describe en 1957. En Nueva Guinea-Papúa que solo afectaba a la tribu "fore" afectaba al 10% de la tribu, fundamentalmente a niños y mujeres. La transmisión es por ritos caníbales en la preparación e ingestión de la masa cerebral de los pacientes fallecidos.

    4.2.- Definición

    Se define a los priones como partículas infecciosas que no poseen acido nucleico

    Esta definición vino dada por la hipótesis inicial, que más tarde se confirmaría, de que este agente infeccioso consistía únicamente en una proteína, carente de genoma y ácidos nucleicos.

    La aparición de estos desordenes estructurales en las proteínas, pueden ser transmisibles, heredados, o incluso esporádicos, es decir, sin evidencias de transmisión ni herencia.

    Las enfermedades prión (colectivamente llamadas "encefalopatías espongiformes transmisibles") conocidas hasta ahora son fatales, afectan al sistema nervioso y se cree que también a los músculos. Estas enfermedades pueden incubarse durante años o incluso décadas en humanos, de ahí que inicialmente se las conociera como "virus lentos".

    (Liébana 2002) La proteína del prión del Scrapie (PrPSc) demostró no tener acido nucleico alguno, por que los tratamientos con diferentes tratamientos como Radiaciones Ionizantes, Ultravioletas, Formaldehído no disminuía la capacidad infecciosa, presenta un ADN cromosómico (ADNc de 2430 nucleótidos que lo codifica a través de un ARNm

    Se observo tanto el ADNc como el ARNm se hallaban niveles similares en los cerebros de animales infectados y extrañamente también en los sanos, lo mismo sucede en el hombre sano y en el enfermo con (EET) esto indica que el gen ( PrPnP )esta presente en todas la células y que la patogenia no se debe a un expresión inapropiada del mismo sino a cambios postrascripcionales.

      4.3.- Propiedades del los priones

    Se han realizado multitud de experimentos para demostrar la naturaleza de los priones:

    Propiedades Físicas y Químicas

    Propiedades Biológicas

    • Filtrable con poros 25 nm o 100 nm. 
    • Es invisibles al microscopio óptico y electrónico. 
    • Resistente a:
      Formaldehído
      EDTA
      Proteasas ( Tripsina, pepsina ), aunque reducen la infectividad
      Nucleasas ( ribonucleasas A y III, desoxiribonucleasa I )
      Radiación ultravioleta ( 2540 Å )
      Radiación ionizante
    • Largo periodo de incubación (meses, años, décadas). 
    • No producen respuesta inflamatoria 
    • No antigénicos. 
    • Patología crónica progresiva. 
    • Fatal en todos los casos. 
    • Carecen de cuerpos de inclusión. 
    • Presencia de ácido nucleico no demostrada. 
    • El único componente conocido es la proteína PrP. 
    • Pueden existir en múltiples formas moleculares 
    • Periodo de adaptación a nuevos hospedadores. 
    • Control genético de la susceptibilidad de algunas especies. 
    • Existencia de distintas cepas.

     

    Métodos de inactivación:

    • Autoclave >134 °C,  18 minutos
    • Hipoclorito sódico (20ºC, 1hora) 
    • Hidróxido sódico 2N 
    • Fenol 90%
    • Éter 
    • Acetona 
    • Permanganato potásico 0.002 M 
    • Urea 6 M 
    • 2 – Cloroetanol 
    • Cloroformo


      Los procedimientos rutinarios de desinfección y esterilización son inadecuados para la eliminación de priones causantes del CJD. A saber: alcohol, óxido de etileno, formaldehído, glutaraldehído, peróxido de hidrógeno, yodo, radiación ionizante, fenoles, amonios cuaternarios o esterilización convencional por vapor de agua a 121ºC.

    A pesar de los grandes esfuerzos realizados para encontrar el material genético de este agente infeccioso, solo pequeños fragmentos de menos de 100 nucleótidos han permanecido después de los procesos de purificación (Meyer 1991), sospechándose que pueda ser únicamente material contaminante.

    Tras descartar la presencia de ácidos nucleicos en los priones, también se desestimaron los carbohidratos y lípidos como elementos infecciosos. Prusiner resume que solo los procedimientos que hidrolizan o afectan a proteínas logran modificar la intensidad de la infección.

    Se ha asumido la presencia de un pequeño ligando unido al prión, como componente esencial de la partícula infecciosa, ya que no se ha podido eliminar.

    4.4.- Hipótesis virales.

    A pesar de que no se han encontrado pruebas concluyentes de la existencia de ácidos nucleicos asociados con el prión, algunos investigadores creen que los priones se forman cuando la proteína prión se asocia con un ácido nucleico patógeno extraño.

    a).- Apuestan por la teoría vírica, ya que los viroides han demostrado resistencia a la radiación ultravioleta , al igual que la partícula PrP, que pese a mantener su carácter infeccioso a temperaturas superiores que lo agentes infecciosos convencionales, observó que eran rápidamente inactivados al sobrepasar los 85ºC.

    b).- Se propone que el agente está formado por dos componentes:

    • El PrPSc (apoprión), que puede causar enfermedades transmisibles incluso libre de ácidos nucleicos.
    • Un ácido nucleico (coprión), del cual pueden existir muchas variantes. Es el que determina las propiedades fenotípicas que definen el linaje del agente infeccioso .Ambas partes constituyen lo que él denominó holoprion.  

    c).- Se afirma que existen virus que disponen de un sistema de reparación del material genético que les permite resistir radiaciones similares a las que resiste el PrPSc; así como virus lentos convencionales, que escapan al sistema inmunitario instalándose en el interior de las células. Hace especial hincapié en varias características de los agentes infecciosos, a saber:

    • La existencia de distintas cepas o razas de priones que causan diferentes patrones de enfermedad. Solo pueden aparecer representados en diferentes linajes o razas, aquellos patógenos que poseen ácidos nucleicos.
    • Su multiplicación exponencial.
    • Su tiempo de latencia prolongado.
    • Infección del sistema retículo-endotelial (bazo, glóbulos blancos).

    d).- La evidencia de que la enfermedad CJD procedía de la epidemia de las vacas locas (BSE) constituyó otro argumento a favor, ya que la transmisión por vía oral pone muy difícil la resistencia de un agente puramente proteico a la acidez y las enzimas del aparato digestivo. En cambio, muchos virus sí son capaces de sobrevivir a estas condiciones.

    4.5.- La función del prión.

    Los priones son proteínas observadas comúnmente en la superficie de las neuronas de todos los mamíferos estudiados. La función que cumple esta proteína fue estudiada por un grupo de investigadores japoneses liderados por Suchiro Sakaguchi, de la Universidad de Nagasaki. En donde se tomaron en muestras de ratones y observaron alteraciones en el cerebelo había una grave deficiencia de las neuronas de Purkinje.

    Sin embargo después de varios estudios y experimentos la función de la forma celular del prión es hoy aun desconocida. 

    (Liébana. 2002) Describe que en el hombre se han descrito 4 cepas de priones, que se diferencian por las bandas en análisis de inmunotransferencia, por diferentes características biológicas (Ej. Los periodos de incubación) y diferentes lesiones histopatológicos.

    La cepa 4(Biglucosilada) es la productora de la Encefalopatía bovina y es idéntica a la causante de los cuadros de la variante de Crutzfeldt-Jacob (CJ).

    La célula diana de los priones es la neurona pero la activación de los astrositos es muy precoz, quizás los priones se replican en estas células que desempeñarían un papel muy importante en la patogenia de la enfermedad.

    La entrada de los priones en la transmisión de la enfermedad es la vía oral o , hasta llegar al cerebro los priones en la transmisión parenteral ,hasta llegar al cerebro, los priones se multiplican lentamente casi 2 años, en lugares no bien conocidos( referentes al periodo de incubación). Uno de estos lugares podría ser el sistema inmunitario es especial los órganos linfoides así el prión cepa 4 se acumula en gran cantidad en las amígdalas.

    4.6.- La estructura del prión.

    La proteína PrP está constituida por cuatro regiones de estructura secundaria llamadas H1, H2, H3 y H4, en estas regiones se identifican tres zonas de hélice-  llamadas A, B y C, y dos de hoja-, llamadas S1 y S2.

    Estudios mediante los métodos FTIR y CD han mostrado que la proteína PrPc contiene un 40% de hélice- y muy poca proporción de hoja-, mientras que la PrPSc se compone de un 30% de hélice- y un 45% de hoja-. Esta dualidad hélice- hoja- parece localizarse principalmente en la región 106-126, que en forma de péptido sintético es un neurotóxico potente (Gasset et al. 1992; Forloni et al. 1993).

    4.7.- Diversidad de los priones.

    En la tabla siguiente se enumeran las enfermedades prión conocidas hasta ahora y alguna información nomenclatural referente a ellas:

    Enfermedad

    Huésped natural 

     prión

    Scrapie

    Ovejas y cabras

    Scrapie

    Prionencefalopatía transmisible del visón (TME)

    Visón 

    prión TME

    Chronic wasting disease (CWD)

    Mulos, ciervos y Alces

     prión CWD

    Encefalopatía espongiforme de los bovinos (BSE)

    Vacas

    prión BSE

     Encefalopatía espongiforme de los felinos (FSE)

    Gatos 

    prión FSE 

    Encefalopatía de los ungulados Exóticos (EUE) 

    Nyala y el gran Kudu

     prión EUE

    Kuru

    Humanos

     prión kuru 

    Creutzfeldt-Jakob disease (CJD)

     Humanos

     prión CJD

    Síndrome de Gerstmann-Straussler-Scheinker (GSS) 

    Humanos

     prión GSS 

    Fatal familiar insomnia (FFI)

    Humanos

     prión FFI

    4.8.- Diagnóstico

    Actualmente es posible identificar las disfunciones neurológicas con mucha antelación, por lo que desarrollar un tratamiento para estas enfermedades es un imperativo, según Prusiner.

    Para el diagnóstico de una demencia por priones debe observarse un cuadro clínico, neuropatológico y bioquímico compatible con una demencia rápidamente progresiva. No deben existir alteraciones metabólicas, lesiones estructurales cerebrales, infecciones ni tumores que puedan ser responsables de la encefalopatía y el deterioro mental.

    El diagnóstico definitivo depende del examen directo del tejido cerebral por medio de una biopsia; puede ser confirmado mediante tinción histoquímica con anticuerpos contra la PrPSc en las placas de amiloide, también mediante el enzimoinmunoensayo, comprobando la presencia de anticuerpos contra PrP en Western Blot (Haywood 1997; Castellani 1996). Aunque los anticuerpos no son específicos contra PrPc o PrPSc, el tratamiento con proteinasa K elimina la PrPc.

    La inmunohistoquímica puede detectar PrPc en secciones de tejido embebido en parafina, fijado con formalina y tratando con 90-100% de ácido fórmico de secciones desparafinadas.

     Igualmente, inmunoensayos para PrPSc en muestras cerebrales del ganado, pueden darnos una aproximación de cuanta incidencia de BSE de ganado está entrando en la cadena alimenticia humana.

    Se precisan nuevos marcadores funcionales para diagnosticar de modo específico in vivo estas enfermedades.

    4.9.- Prevención.

    Se tiene que tener en cuenta el manejo del material nervioso procedente de enfermos y fallecidos de EET es peligroso, por lo que ciertas especialidades como los neurocirujanos, anatomopatólogos, neurólogos, forenses, odontólogos pues deberían usar protección de barrera par no contaminarse.

    Debemos considerar una nueva vía de transmisión, la ingestión de contaminados.

    Por haberse demostrado que la nueva variante de la enfermedad de CJD surgida a partir de 1996, ha demostrado que el prión causal es el del mismo tipo que el de BSE, la cepa 4 Biglucosilada.

    4.10.- Tratamiento.

    No existe tratamiento actual para las EET. Sin embargo, se están diseñando nuevos tratamientos

    Por ser resistentes al Ph acido, detergentes de todo tipo, alcoholes, radiaciones ultravioletas, oxido de etileno ebullición nucleasas y muchas proteasas. Por ello se recomienda además de la incineración (cadáveres infectados) el autoclave a 136 OC durante una hora.

    Y en caso de exposición percutánea accidental o contacto con sangre, tejidos o LCR infectados se recomienda lavar la herida con polividona yodada o hipoclorito sódico al 0.5%

    REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

    Claude A. Ville BIOLOGÍA 8ed. Editorial McGRAW-HILL INTERAMERICANA EDITORES, S.A. de C.V 1996, MEXICO, D.F pag.135

    De Robertis y de Robertis BIOLOGÍA CÉLULAR Y MOLECULAR 11 Ed. Editorial "EL ATENEO"1994.Argentina

    J.Liébana Ureña MICROBIOLOGIA ORAL 2da ed. Editorial Mc Graw. Interamericana Madrid 2002

     

    ANEXOS

    Una representación en tres dimensiones del virus del HIV con algunas de sus partes clave indicadas.

     

    Un nueva visión en tres dimensiones del HIV y de las espinas proteínicas en su superficie, que encajan con las células anfitrionas.

     

    El virus de la influenza, según una nueva investigación. Arriba: una vista desde arriba del material genético del virus de la influenza. Abajo: un nuevo virus en varias etapas de brotar desde su célula anfitriona.

     

    Priones

    Árbol filogenético (Krakauer, 1996)

     

    Miniprion creado borrando los residuos 23-89 y 141-176 de la PrP.

     

    Estructura de la PrPc. B) Lugar donde se cree que la proteína X se liga a la PrPc. C) Lugares que se cree relacionados con la transmisión de priones entre las especies y control de unión de la proteína X D) Flexibilidad de la cadena del polipéptido Prp. E) Modelo para la estructura terciaria de la HuPrPSc.

     

    Blanca Jackeline Namuche Zapata

    arianita2111[arroba]hotmail.com

    UNIVERSIDAD

    INCA GARCILASO DE LA VEGA

    Nuevos Tiempos – Nuevas Ideas

    FACULTAD DE ESTOMATOLOGÍA

    BIOLOGÍA

    LIMA – PERÚ

    2007



    Artículo original: Monografías.com

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