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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD DEL ZULIA FACULTAD DE MEDICINA ESCUELA DE MEDICINA UnC BACTERIOLOGÍA Y VIROLOGÍA

TEMA 1: EL MUNDO MICROBIANO Y TU Lcda. Liliana Gómez Gamboa (Mg.Sc.) Profesor Agregado de la Cátedra de Microbiología, UnC Bacteriología y Virología. Escuela de Medicina. LUZ. MARACAIBO, MARZO DE 2015

Competencias: Situaciones, problemas o necesidades a resolver: • Fortalecer la promoción de la salud, el autocuidado y la participación de la comunidad en la resolución de los problemas de salud. • Fortalecer e incentivar la investigación en el proceso educativo y en la práctica médica.

CE1. Diagnostica las situaciones o problemas que afectan la salud del individuo, la familia o la comunidad, en el contexto de la APS. CE2. Aborda integralmente la situación o problema de salud individual, familiar o grupal con el fin de limitar el daño o restaurar la salud, en el contexto de la APS.

 Los microorganismos y aplicaciones en diferentes campos.

sus

 Clasificación, nomenclatura e identificación de los microorganismos.  Bioseguridad en Microbiología.

Bacterias Hongos Protozoos Microalgas/Cianobacterias Virus

MICROORGANISMOS

Seres vivos diminutos que individualmente suelen ser demasiado pequeños para ser observados a simple vista. • Biomasa con alto nivel de proteínas para • •

alimentación humana y animal. Obtención de metabolitos de interés: ácidos grados para producción de biocombustibles, fitopigmentos (clorofila, carotenoides) Cianobacterias  bioindicadores y bioremediación

 Tendencia a asociar estos microorganismos sólo con infecciones, enfermedades o inconvenientes frecuentes (deterioro de los alimentos).

 La mayoría realizan contribuciones fundamentales al bienestar de los habitantes del mundo porque ayudan a mantener el equilibrio de los organismos vivos y las sustancias químicas en nuestro ambiente.

BREVE HISTORIA DE LA MICROGIOLOGÍA La ciencia de la microbiología tiene una antigüedad de sólo 200 años. El descubrimiento reciente del ADN de M. tuberculosis en momias egipcias de 3000 años nos recuerda que los microorganismos han estado presentes durante mucho más tiempo. Los ancestros bacterianos fueron las primeras células vivas que aparecieron en la Tierra.

ÉPOCA DE LAS ESPECULACIONES

1. Hipócrates. 2. Galeno 3. Aristóteles y Marcus T. Varro. 4. Roger Bacon 5. Girolamo Francastorium 8. Anthony Van Leeuwenhoek 9. John Needham 6. Zacarias Janssen 10. Francesco Redi 7. Galileo 11. Charles Linnaeus 12. Spallanzani 13. Edward Jenner

ÉPOCA DE ORO 1. Louis Pasteur 2. Joseph Lister (asepsia y antisepsia) 3. Robert Koch 4. Julius Richard Petri 5. Hans Gram

6. Chamberland (filtro) 7. Beijerinck (virus) 8. Ricketts 9. Paul Ehrlich (tinciones, inmunidad, quimioterapia) 10. John Tyndall (teoría de la biogénesis, padre de la microbiología junto a Pasteur)

ÉPOCA CONTEMPORÁNEA 1. Twort y D´Herelle (Bacteriófago) 2. Albert Calmette (forma atenuada de

Mycobacterium)

3. Alexander Fleming (lisozima y penicilina) 4. Salk y Sabin (vacuna poliomielitis)

5. Roberto Gallo (identificación del VIH) 6. Watson y Crick (modelo ADN) 7. Gerard Domagk (sulfonamidas) 8. Avery MacLeod (ADN-genes y cromosomas)

Louis Pasteur (1822-1895) • Químico y biólogo francés. Padre de la Microbiología. Logró explicar la acción general de los microorganismos. • 1855-1860 Hace diversas investigaciones sobre las fermentaciones (láctica, alcohólica, butírica). • 1859-1862 Hace estudios para lograr argumentos en contra de la teoría de la generación espontánea. • 1877-1881 Desarrolla una vacuna contra el carbunco. • 1880 Hace investigaciones sobre el cólera aviar y descubre la inmunización con cultivos atenuados • 1884 Vacuna contra la rabia.

Vacunación  1880  Pasteur descubrió el modo en que actúan las vacunas. Joven físico inglés Edward Jenner  4 de mayo de 1976 emprendió un experimento para proteger a las personas de la viruela (Vacuna antivariólica).

FARMACOTERAPIA MODERNA: SUEÑOS DE UNA “BALA MÁGICA” Los primeros fármacos sintéticos Un accidente afortunado: los antibióticos.

HISTORIA DE LA MICROGIOLOGÍA EN VENEZUELA 1. José Gregorio Hernández 2. Luis Daniel Beaperthuy (Fiebre amarilla) 3. Bernardino Mosquera (Fiebre tifoidea, Brucelosis, rayos x) 4. Rafael Rangel (Necator americanus, padre de la Parasitología y Bioanálisis) 5. Enrique Meier Flegel 6. Santos Aníbal Dominici 7. Jesús Rafael Risquez 8. Juan Manuel Iturbe 9. Félix Pifano 10. José Francisco Torrealba 11. Enrique Tejera 12. Arnoldo Gabaldón 13. Jacinto Convit (Lepra)

Clasificación, nomenclatura e identificación de los microorganismos

Taxonomía • Ciencia de la clasificación biológica (griego taxis, estructuración u orden; y nomos, ley o nemein, distribuir, gobernar)  Disposición ordenada. • Compuesta por tres ramas independientes; pero inter-relacionadas:

Clasificación

Nomenclatura

Identificación

Estructuración de los organismos en grupos o taxones en función de semejanzas mutuas o del parentesco evolutivo (grados de similitud que hay entre ellos)

CLASIFICACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS Carl Woese (1978)  sistema de clasificación basado en la organización celular de los organismos.

BACTERIAS Pared celular con peptidoglucano

ARCHAEA Pared celular sin peptidoglucano

EUCARYA Protistas (mohos mucosos, protozoos y algas)

Hongos (levaduras, mohos y setas)

Vegetales (Musgos, helechos, coníferas y plantas)

Animales (Esponjas, parásitos, insectos y vertebrados)

Clasificación Fenotípica

Clasificación Analítica

Clasificación Genotípica

Clasificación Fenotípica Morfología microscópica

Patrones de antibiograma

Morfología macroscópica

Fagotipo

Biotipo Serotipo

Clasificación Analítica Análisis de los ácidos grasos de la pared celular Análisis de los lípidos celulares totales Análisis de las proteínas celulares totales Electroforesis enzimática tipo multifocus locus

Clasificación Genotípica Relación guanina citosina Análisis de la secuencia del ácido nucleíco Análisis de plásmidos Ribotipificación Fragmentos de ADN cromosómico

NOMENCLATURA (DENOMINACIÓN) DE LOS ORGANISMOS Asignación de nombres a grupos taxonómicos de conformidad con normas publicadas.  Carlos Linneo (1735)  nomenclatura científica  asigna dos nombres a cada organismo (Sistema de Nomenclatura Binomial). 

Los nombres científicos describen un organismo, honran a un investigador o identifican el hábitat de una especie.

Sistema Binomial • Nombre latinizado, en letra cursiva, consta de dos partes: La primera, se consigna en mayúscula, es el nombre del género. A menudo se acorta el nombre abreviando el nombre del género con una letra. La segunda, en minúscula, es el epíteto de especie (Nombre específico de especie). Ejemplo: Escherichia coli (E. coli)

 

Parte práctica de la taxonomía. Consiste en determinar que un aislamiento en particular pertenece a un taxón reconocido

Rangos Taxonómicos más frecuentemente empleados

Especie • Colección de cepas que comparten numerosas propiedades estables y que difieren en forma significativa de otros grupos de cepas • Se caracterizan por diferencias fenotípicas y genotípicas

Cepa 



Población de organismos que descienden de un organismo único o de un aislamiento en cultivo puro (axénico) Las cepas dentro de una especie pueden diferenciarse ligeramente unas de otras: Biovariedades: diferencias bioquímicas y fisiológicas Morfovariedades: formas diferentes Serovariedades: propiedades antigénicas diferentes

Género • Grupo bien definido de una o más especies que está claramente separado de otro. • Grupo de especies relacionadas

Importancia de la Taxonomía • Organizar conocimiento sobre los organismos • Hacer predicciones y formular hipótesis para nuevas investigaciones • Ubica a los microorganismos en grupos útiles y significativos • Permite a los científicos, trabajar y comunicarse de forma eficiente • Esencial para la identificación exacta de los organismos



BACTERIOLOGÍA 



El estudio de las bacterias comenzó con la primera observación de Van Leeuwenhoek de los raspados de dientes. Desde entonces se siguen descubriendo regularmente nuevas bacterias patógenas. En 1828 se introdujo el término "bacteria", de manos de Christian Gottfried Ehrenberg.

Microorganismos procariotas, es decir, microorganismos unicelulares sencillos, sin membrana nuclear, mitocondrias, aparato de Golgi ni retículo endoplásmico que se reproducen por división asexual.

VIROLOGÍA

El descubridor de los virus fue Martinus Beijenrinck. Los virus son las partículas infecciosas de menor tamaño (20-300 nm) y no pueden visualizarse mediante el microscopio óptico. Se han descrito más de 25 familias víricas que contienen más de 1.550 especies de virus, muchas de las cuales se asocian a enfermedad en el ser humano. Estos microorganismos son verdaderos parásitos cuya replicación exige la existencia de unas células anfitrionas.

Los Virus Las verdaderas características distintivas de los virus son su organización estructural simple y su mecanismo de replicación.

Contienen un único tipo de ácido nucleico (ADN o ARN)

Contienen una cubierta proteica (a veces incluida en una envoltura de lípidos, proteínas e hidratos de carbono) que rodea el ácido nucleico.

Se multiplican dentro de las células vivas mediante el uso de la maquinaria de síntesis de la célula

Inducen la síntesis de estructuras especializadas capaces de transferir el ácido nucleico viral a otras células

ORÍGENES EVOLUTIVOS DE LOS VIRUS

Los virus pueden derivarse de componentes de ácidos nucleicos de ADN o ARN de células hospedadoras que adquieren la capacidad de replicarse en forma autónoma y evolucionar en forma independiente. Son similares a genes que han adquirido la capacidad de existir en forma independiente de la célula.

Los virus pueden ser formas degeneradas de parásitos intracelulares.

Bioseguridad en Microbiología Clínica

La Seguridad Biológica se fundamenta en tres elementos: TÉCNICAS DE LABORATORIO. Seguimiento estricto de las prácticas y técnicas estándar microbiológicas. EQUIPO DE SEGURIDAD (BARRERAS PRIMARIAS)

Técnicas de laboratorio

Equipo de seguridad

Diseño de la instalación (o barreras secundarias)

DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE LA INSTALACIÓN (BARRERAS SECUNDARIAS). La magnitud de las barreras secundarias dependerá del tipo de agente infeccioso que se manipule en el laboratorio. • Separación de las zonas donde tiene acceso el público • Disponibilidad de sistemas de descontaminación (autoclaves) • Filtrado del aire de salida al exterior • Flujo de aire direccional, etc.

Métodos que hacen seguro el manejo de materiales infecciosos en el laboratorio.

Propósito  reducir al mínimo la exposición del personal de los laboratorios, otras personas y el entorno a agentes potencialmente peligrosos.

Niveles de contención o de seguridad biológica  4 Combinación de los tres elementos de seguridad biológica y dirigida al tipo de operaciones que se realizan, las vías de transmisión de los agentes infecciosos y la función o actividad del laboratorio.

CLASIFICACIÓN DE LOS AGENTES BIOLÓGICOS EN FUNCIÓN DEL RIESGO DE INFECCIÓN

Agente biológico del grupo 1. Aquél que resulta poco probable que cause una enfermedad en el hombre.

Agente biológico del grupo 4. Aquél que causando una enfermedad grave en el hombre supone un serio peligro para los trabajadores, con muchas probabilidades de que se propague a la colectividad y sin que exista generalmente frente a él profilaxis o tratamiento eficaz.

Agente biológico del grupo 2. Aquél que puede causar una enfermedad en el hombre y puede suponer un peligro para los trabajadores, siendo poco probable que se propague a la colectividad y existiendo generalmente profilaxis o tratamiento eficaz.

Agente biológico del grupo 3. Aquél que puede causar una enfermedad grave en el hombre y presenta un serio peligro para los trabajadores, con riesgo de que se propague a la colectividad y existiendo frente a él generalmente profilaxis o tratamiento eficaz.

Es el nivel de seguridad requerido para los agentes biológicos del grupo 1, es decir, los que no producen enfermedad en el ser humano sano y de susceptibilidad conocida y estable a los antimicrobianos. Es el utilizado habitualmente en los laboratorios de prácticas de universidades o centros docentes donde se emplean cepas no patógenas (E. coli K12, Saccharomyces cerevisiae, etc.). Ejemplos típicos son todos los microorganismos que se utilizan en la industria de la alimentación para la elaboración de quesos, cerveza, embutidos, etc.

Es el obligado para agentes del grupo 2 que perteneciendo a la propia flora habitual del hombre, son capaces de originar patología infecciosa humana de gravedad moderada o limitada.

Deben ser manipulados por personal especializado (técnicos de laboratorio, especialistas en Microbiología) y son los que con más frecuencia se estudian en el Laboratorio de Microbiología Clínica: Staphylococcus, Salmonella, etc.

Debe utilizarse cuando se manipulan agentes biológicos del grupo 3, microorganismos que cursan con patología grave, de difícil y largo tratamiento, que pueden curar con secuelas y ocasionalmente producir la muerte. El mayor y más frecuente peligro que entrañan éstos es la infección adquirida a través de aerosoles y por fluidos biológicos. Por ello, las principales medidas a tomar en este caso son la correcta manipulación y la utilización de cabinas de seguridad.

En los Laboratorios de Microbiología Clínica los ejemplos más típicos de este tipo de microorganismos son M. tuberculosis, Brucella, etc. Sólo pueden ser procesados por personal cualificado y en una zona con la infraestructura apropiada para el Nivel de Contención 3, es decir, con aire acondicionado independiente, sin recirculación de aire, con gradiente de presión, cabinas de bioseguridad, etc.

Nivel requerido cuando se procesa con certeza o se sospecha de un agente especialmente patógeno e infectocontagioso, que produce alta mortalidad y para el que no existe tratamiento y/o es poco fiable. Normalmente son microorganismos de dosis infectiva baja y alta contagiosidad. Este nivel también puede utilizarse para trabajar con animales de experimentación infectados por microorganismos del grupo 4.

Ejemplos de este nivel son los arenavirus como el que produce la fiebre de Lassa y el virus Machupo, virus Ebola, etc. Además, deben incluirse en este nivel de contención los microorganismos propios del grupo 3 que adquieran propiedades patógenas que los eleven al grupo 4. Un ejemplo sería Mycobacterium bovis multirresistente que puede causar fallecimiento por fracaso terapéutico.

Medidas generales

Medidas generales

Higiene

Objetos punzantes y cortantes

Acceso al laboratorio limitado al personal autorizado.  No deben entrar familiares ni amigos.  Cumplimiento de las normas de seguridad por el personal.  Todas las áreas estarán debidamente marcadas con la señal de riesgo biológico y su nivel de contención.

Medidas generales Puertas y ventanas cerradas (adecuada contención biológica).  Todas las superficies de trabajo se limpiarán y desinfectarán diariamente y siempre que se produzca un derrame.

 Los residuos y muestras peligrosas que van a ser incinerados fuera del laboratorio deben ser transportados en contenedores cerrados, resistentes e impermeables siguiendo las normas específicas para cada tipo de residuo.

Medidas generales

Higiene

Objetos punzantes y cortantes

El laboratorio debe permanecer limpio y ordenado y no es aconsejable utilizar los pasillos como almacén. Siempre debe quedar un espacio libre no inferior a 120 cm para poder evacuar el laboratorio en caso de emergencia.  La ropa protectora, fácilmente ajustable y confortable, así como guantes, lentes, etc. debe estar disponible en todo momento. La ropa protectora de las áreas con nivel de contención 3 (cubrebatas) nunca debe ser usada fuera del área de trabajo y si se quita debe de ser desechada automáticamente en una bolsa de material contaminado. Jamás debe volver a ser usada.

 Evitar el contacto de la piel con materiales potencialmente infecciosos (usar guantes). Los guantes siempre serán desechados antes de salir del área de trabajo. Jamás se saldrá de la misma con los guantes puestos, ni con ellos se cogerá el teléfono, etc.

 Tras quitarse los guantes, se realizará un lavado de manos.  Se usarán gafas protectoras y mascarillas faciales si existe riesgo de salpicaduras y/o aerosoles.  Se pondrá extremo cuidado en minimizar el riesgo de autoinoculación y de generación de aerosoles. No deberán usarse lentes de contacto.

Higiene

 El personal con el cabello largo debe llevarlo recogido.  Comer, beber, fumar y aplicarse cosméticos esta prohibido en el área de trabajo del laboratorio, así como el almacenamiento de comida o bebida.  Lavado de manos frecuente durante las actividades rutinarias, tras acabar la jornada laboral y siempre antes de abandonar el laboratorio. Se usará un jabón antiséptico y el secado se realizará con papel.  Las heridas y cortes en las manos, si se han producido en el Laboratorio, serán comunicados al responsable de la Sección correspondiente. Las heridas y cortes deben ser convenientemente vendados y después es imprescindible ponerse guantes.

Medidas generales

Higiene

Objetos punzantes y cortantes

Objetos punzantes y cortantes  El uso de agujas hipodérmicas y jeringas debe ser limitado.

 Nunca se debe volver a poner la capucha a las agujas y éstas no deben ser torcidas ni separadas de la jeringa.  Las agujas y jeringas usadas, así como los bisturíes, deben ser desechados sólo en contenedores especiales diseñados para este propósito.

Medidas generales

Higiene

Objetos punzantes y cortantes