Tema 1: Principios bsicos de microbiologa mdica SALINT2007 Taxonoma microbiana Tipos de microorganismos Relaciones evolutivas entre microorganismos Estructura de los microorganismos Metabolismo microbiano Gentica microbiana Dianas de accin de los antibiticos Concepto de flora normal Conceptos de patogenicidad y de virulencia Vas de transmisin de los patgenos Patgenos oportunistas SALINT2007 Tipos de microorganismos Celulares Procariontes Eucariontes Virus Bacterias Arqueas Hongos filamentosos Levaduras Rizopodos Hongos Gram-positivas Gram-negativas Protozoos Micro-metazoos ADN ARN Ciliados Flagelados Acelulares Priones SALINT2007 Tcnicas de clasificacin de bacterias hemolisis positivas negativas Tincin de Gram Forma Caractersticas macroscpicas Pruebas bioqumicas Serotipificacin Antibiograma Fagotipificacin cidos miclicos Lpidos celulares totales Protenas celulares totales Anlisis de isoenzimas Tcnicas bsicas Biotipificacin Clasificacin analtica Tcnicas moleculares Secuenciacin de genomas completos DIAGNSTICO EPIDEMIOLOGA Identificacin de genes por PCR Sondas de ADN Secuencia de rRNA Perfiles plasmdicos Ribotipificacin Anlisis de RFLP SALINT2007 Tcnicas de clasificacin de bacterias hemolisis positivas negativas Tincin de Gram Forma Caractersticas macroscpicas Pruebas bioqumicas Serotipificacin Antibiograma Fagotipificacin cidos miclicos Lpidos celulares totales Protenas celulares totales Anlisis de isoenzimas Tcnicas bsicas Biotipificacin Clasificacin analtica Tcnicas moleculares Secuenciacin de genomas completos DIAGNSTICO EPIDEMIOLOGA Identificacin de genes por PCR Sondas de ADN Secuencia de rRNA Perfiles plasmdicos Ribotipificacin Anlisis de RFLP SALINT2007 Relaciones evolutivas entre microorganismos SALINT2007 Identificacin Clasificacin Nomenclatura Historia evolutiva de los microorganismos Clasificacin filogentica Clasificacin que refleja la historia evolutiva de los microorganismos Taxonoma y filogenia RNA 16S Genomas Grupos de genes basada en comparacin de secuencias de Universal tree of life rbol filogentico universal SALINT2007 Universal tree of life rbol filogentico universal Filogenia basada en la comparacin de secuencias representativas del ARN 16S de organismos seleccionados en los tres reinos Universal tree of life rbol filogentico universal Filogenia basada en la comparacin de secuencias representativas del ARN 16S de organismos seleccionados en los tres reinos El Reino Archaebacteria pas a denominarse Archaeacon posterioridad a la publicacin de este trabajo Woese, C. 1987.Bacterial evolution. Microbiological Reviews51: 221-271 SALINT2007 rbol filogentico universal Microorganismos Prescott Procariontes Eucariontes Patgenas SALINT2007 Procariontes Eucariontes Patgenas SALINT2007 rbol filogentico universal Biologa de los Microorganismos de Brock SALINT2007 SALINT2007 Las bacterias representan la mayor parte (90%) de los procariontes conocidos. Actualmente se clasifican en 25 grupos taxonmicos o phylasobre la base de la secuencia del 16s-RNA Gram negativas Gram negativas Gram positivas Las bacterias representan la mayor parte (90%) de los procariontes conocidos. Actualmente se clasifican en 25 grupos taxonmicos o phylasobre la base de la secuencia del 16s-RNA Gram negativas Gram negativas Gram positivas Proteobacterias Alpha Caulobacterales -ej. Caulobacter Parvularculales Rhizobiales -ej. Rhizobium Rhodobacterales Rhodospirillales -ej. Acetobacter Rickettsiales -ej. Rickettsia Sphingomonadales ej. Sphingomonas Beta Burkholderiales -ej. Bordetella Hydrogenophilales Methylophilales Neisseriales -ej. Neisseria Nitrosomonadales ej. Nitrosomonas Rhodocyclales Procabacteriales Gamma Bdellovibrionales Delta Desulfobacterales Desulfovibrionales Desulfurellales Desulfarcales Desulfuromonadales Myxococcales -Myxobacteria Syntrophobacterales Alpha Caulobacterales -ej. Caulobacter Parvularculales Rhizobiales -ej. Rhizobium Rhodobacterales Rhodospirillales -ej. Acetobacter Rickettsiales -ej. Rickettsia Sphingomonadales ej. Sphingomonas Beta Burkholderiales -ej. Bordetella Hydrogenophilales Methylophilales Neisseriales -ej. Neisseria Nitrosomonadales ej. Nitrosomonas Rhodocyclales Procabacteriales Gamma Bdellovibrionales Delta Desulfobacterales Desulfovibrionales Desulfurellales Desulfarcales Desulfuromonadales Myxococcales -Myxobacteria Syntrophobacterales Clase Bacteroidetes Bacteroidales Bacteroides Bacteroidetes Clase Flavobacteria Clase Sphingobacteria Bacillales Lactobacillales Bacillus ClostridumBajo contenido en G+C Firmicutes Mollicutes Mycobacterium Alto contenido en G+C Actinobacteria Streptomyces Bacterias Gram-p osi t ivas con baj o contenido en G+C Firmicutes Mycoplasma Phytoplasma Clostridios Clostridium C. botulinum C. tetani C. perfringens Mollicutes Bacilos Lactobacilla les Enterococcus Lactobacillus Lactococcus Streptococcus Pediococcus Oenococcus Bacillales B. cereus B. anthracis B. thuringiensis Bacillus Staphylococcus Staph. aureus Bacterias Gram-p osi t ivas con baj o contenido en G+C Firmicutes Mycoplasma Phytoplasma Clostridios Clostridium C. botulinum C. tetani C. perfringens Mollicutes Bacilos Lactobacilla les Enterococcus Lactobacillus Lactococcus Streptococcus Pediococcus Oenococcus Bacillales B. cereus B. anthracis B. thuringiensis Bacillus Staphylococcus Staph. aureus Actinobacteria Bacterias Gram-positivas con alto contenido en G+C Mycobacterium Streptomyces Corynebacterium Frankia Propionibacterium Estructura interna de una clula eucariota Membrana citoplsmica Ribosomas Ncleo Nucleolo Membrana nuclear Citoplasma Mitocondria 1.-Ncleo con varios cromosomas 2.-Organismos diploides 3.-Citoplasma con orgnulos celulares (mitocondrias, retculo endoplsmico, Golgi, vacuolas, etc). 4.-Ribosomas eucariticos 80S Los microorganismos eucariticos ms relevantes en clnica incluyen ciertos animales de pequeo tamao productores de enfermedades parasitarias, protozoos y hongos unicelulares o pluricelulares. SALINT2007 Morfologa de bacterias (G+Cuerpos de Mesosoma Ncleo Ribosoma Inclusin Cpsula MembranaProtenas Pared Celular Espacio Plasmtica Superficiales Periplsmico No existe la separacin entre ncleo y citoplasma Flagelo Haploides SALINT2007 Capa externa de Lipopolisacridos Protenas (LPS) Capa Externa de Gram Negativa Espacio Periplsmico 8 nm Ncleo Polisacrido Protena Lpido A Porina Lipopolisacrido (LPS) Lipoprotena Fosfolpido Peptidoglicano Membrana Citoplasmtica O-Polisacrido SALINT2007 Biologa de los Microorganismos de Brock Membrana interna Membrana interna Membrana externa Protenas de la membrana interna Fosfolpidos de la membrana interna cidos lipoteicoicos Protenas periplsmicas Peptidoglicano cidos teicoicos Protenas de la membrana interna Fosfolpidos de la membrana interna Protenas periplsmicas Peptidoglicano Fosfolpidos de la membrana externa Lipopolisacrico Lipoprotena de Braun Espacio periplsmico Porinas SALINT2007ESTRUCTURA DEL PEPTIDOGLICAN Las cadenas glucosdicasestn orientadas de forma paralela y estn unidasentre s mediante puentes peptdicos formados por cadenas de aminocidos que estn unidos al restode cido N-acetilmurmico. Puente peptdico N-acetilmurmico N-acetilglucosamina SALINT2007 ESTRUCTURA DEL PEPTIDOGLICANO En las cadenas peptdicasse alternan aminocidos con configuracin L y conconfiguracin D. L-alanina D-glutmico L-lisina D-alanina SALINT2007 Subunidades del Peptidoglicano D-lctico L-alanina D-glutmico meso-diaminopimlico D-alanina Punto de unin al puente peptdico formado por pentaglicina (en ciertas G+) o al resto D del meso-diaminopimlico en G-Formacin de un enlace D-D SALINT2007 Sntesis del peptidoglicano Exterior Interior Punto de crecimiento de la pared celular Membrana citoplasmtica Pentapptido Peptidoglicano -lactmicos Bactoprenol Penicillin-binding protein SALINT2007 Biologa de los Microorganismos de Brock Tinciones TINCIN SIMPLE Permite observar la forma, tamao y agrupamiento de las bacterias usando un nico colorante (normalmente bsico). Escherichia coli Bacillus coagulans SALINT2007 Tinciones TINCIN DIFERENCIAL: Tincin de Gram Es un sistema de dos tinciones simples sucesivas, separadas por una fase de decoloracin selectiva. Permite diferenciar las bacterias que retienen el primer color (Gram-positivas) de lasque no lo retienen (Gram-negativas). Esta diferencia encomportamiento refleja diferencias estructurales y fisiolgicasentre ambos grupos de bacterias. Staphylococcus aureus Neisseria meningitidis SALINT2007 Tinciones TINCIN DIFERENCIAL: Tincin de Gram Bacillus cereus Klebsiella pneumoniae SALINT2007 Bacillus cereus Klebsiella pneumoniae SALINT2007 Tinciones TINCIN DIFERENCIAL: Tincin de Gram Tincin de Gram de una muestra de lquido cerebroespinal infectado con B. anthracis SALINT2007 Tincin de Gram de una muestra de lquido cerebroespinal infectado con B. anthracis SALINT2007 Tinciones TINCIN DIFERENCIAL Tincin de esporas Bacillus cereus Clostridium botulinum SALINT2007 Bacillus cereus Clostridium botulinum SALINT2007 Tinciones TINCIN DIFERENCIALTincin de Ziehl-Neelsen (cidoalcohol resistencia) Es un tipo especial de tincin que permite la identificacin de microorganismos de los grupos Mycobacteriumy Nocardiade gran relevancia clnica Mycobacterium leprae Mycobacterium tuberculosis SALINT2007 Tinciones TINCIN DIFERENCIAL Tincin de cpsulas Se trata de una tincin negativa usando tinta china que permite determinar la presencia de cpsulas polisacardicas. Cryptococcus neoformans SALINT2007 Tinciones TINCIN DIFERENCIAL Tincin de flagelos Permite teir flagelos usando un mordiente para incrementar su grosor y hacerlos visibles al microscopio ptico. Vibrio cholerae Proteus sp. SALINT2007 Esquema general de metabolismo MICGRAL2007 MICGRAL2007 Conceptos de respiracin fermentacin C6H12O6 + [NAD+] 6CO2 + [NADH + H+] [NADH + H+] + 6O2 [NAD+] + 6 H2O El contenido de NAD+ de la clula es limitado y puede agotarse La respiracin y la fermentacin son procesos que recuperan el contenido celular de NAD+ En la RESPIRACIN, el [NADH2] se oxida usando un aceptor de electrones EXTERNO En la FERMENTACIN, el [NADH2] se oxida usando un aceptor de electrones INTERNO MICGRAL2007 Exterior de la clula Interior de la clula Cadena transportadora de e-Membrana celular Transportador de e-oxidado Transportador de e-reducido Glucosa Metabolismo de la glucosa SALINT2007 ADP + Pi Exterior de la clula Interior de la clula Cadena transportadora de e-Membrana celular Transportador de e-oxidado Transportador de e-reducido Glucosa Metabolismo de la glucosa SALINT2007 ADP + Pi MICGRAL2007 Metabolitos primarios y secundarios METABOLITOS PRIMARIOS: -Se producen en el curso de las reacciones metablicas anablicas o catablicas que tiene lugar durante las fases de crecimiento y que contribuyen a la produccin de biomasa o energa por las clulas. -Se producen principalmente en la trofofase o fase de crecimiento. METABOLITOS SECUNDARIOS: -Se producen por rutas anablicas especializadas cuando no hay crecimiento. -Significado evolutivo controvertido por ser imprescindibles. Pueden ser una estrategia para mantener en funcionamiento los sistemas metablicis cuando no hay crecimiento. -Son indicativos de diferenciacin y se producen durante la idiofase de los cultivos. MICGRAL2007 -La ms comn -Funciona en condiciones aerobias y en anaerobias. -La ruta produce: 2 piruvato (C3) 2ATP 2NADH + 2H+ Ruta de Embden-Meyerhoff MICGRAL2007 -La ms comn -Funciona en condiciones aerobias y en anaerobias. -La ruta produce: 2 piruvato (C3) 2ATP 2NADH + 2H+ Ruta de Embden-Meyerhoff MICGRAL2007 Ruta de Entner-Doudoroff MICGRAL2007 Ruta de Entner-Doudoroff MICGRAL2007 Ruta de las Pentosas fosfato -Presente en muchas bacterias y en la mayora de los eucariontes. -Puede ser simultnea a la ruta EM. -Funciona en condiciones aerobias y anaerobias. -Importancia en catabolismo y en anabolismo. 3 Glucosa-6-fosfato (C6) 6NADP+ + 3 H2O 2 fructosa-6-fosfato (C6) gliceraldehdo-3-fosfato (C3) 3CO2 + 6NADPH + 6H+ MICGRAL2007 Ruta de las Pentosas fosfato -Presente en muchas bacterias y en la mayora de los eucariontes. -Puede ser simultnea a la ruta EM. -Funciona en condiciones aerobias y anaerobias. -Importancia en catabolismo y en anabolismo. 3 Glucosa-6-fosfato (C6) 6NADP+ + 3 H2O 2 fructosa-6-fosfato (C6) gliceraldehdo-3-fosfato (C3) 3CO2 + 6NADPH + 6H+ MICGRAL2007 RutRutRuta de la Fosfocetolasa de Warburg-Dickens (WD) MICGRAL2007 Fermentacin heterolctica adelaspentosas Fosfocetolasa Es la ruta que siguen ciertas bacteria lcticas (especialmente Lactobacillusy Leuconostoc) Se puede considerar una variante de la ruta de la PF puesto que se forma un azcar C5 y, por consiguiente, tiene lugar una descarboxilacin. Sin embargo, en la ruta WD la enzima fosfocetolasa rompe el azcar C5 y de lugar a dos ramas que coinciden a la formacin de lactato y etanol en un proceso de fermentacin heterolctica. Kenneth Todar University of Wisconsin-Madison Department of Bacteriology Ciclo de Krebs Nucletidos reducidos Nucletidos oxidados MICGRAL2007 Ciclo de Krebs Nucletidos reducidos Nucletidos oxidados MICGRAL2007 Principios generales de metabolismo, respiracin y fermentacin Diversidad de fermentaciones: alcohlica, homolctica, heterolctica, cido-mixta, butanodilica, Propinica acetona-butanol. MICGRAL2007 Fermentacin cido mixta Hidrogenoliasa frmica Produce cido actico, etanol, H2, CO2 y proporciones diferentes de cido lctico o propinico (frmico) segn las especies. La llevan a cabo las enterobacterias. En esta ruta de fermentacin se produce ATP adems de la reoxidacin del NADH+H+. MICGRAL2007 Fermentacin butanodilica Variante de la fermentacion cido mixta. Presente en algunas enterobacterias como , Serratiay Erwinia. En esta ruta se produce acetona que se detecta mediante la reaccin de Voges-KlebsiellaProskauer Voges-Proskauer MICGRAL2007 Poliqutidos Terpenos Rutas de sntesis de las familias de metabolitos secundarios MICGRAL2007 Poliqutidos Terpenos Rutas de sntesis de las familias de metabolitos secundarios MICGRAL2007 Dogma Central de la Biologa Molecular Entre clulas de la misma generacin Entre clulas de diferente generacin Dentro de una clula Clula parental Replicacin Divisin celular Protena Metabolismo y crecimiento celular Traduccin Transcripcin Recombinacin Clula recombinante Clulas hijas MICGRAL2007 Transformacin Factor de virulencia Cpsula Str. pneumoniae Ratn vivo virulento, muerto Str. pneumoniae Ratn vivo avirulento, vivo 1928: Griffith describe la transformacin de cepas avirulentas de Str. pneumoniae Str. pneumoniae encapsulado (virulento) y vivo Ratn muerto 1944: Avery, McLeod y MacCarthy demuestran que el principio transformate es ADN MICGRAL2007 Transformacin bacteriana Bacteria competente Competente natural Competente inducida Streptococcuspneumonia Escherichia coli DNA externo Otra bacteria Otra organismo Bacteria transformada recombinacin Restriccin = destruccin Transformacin permanente MICGRAL2007 Eliminacin del ADN externo Transformacin bacteriana PlsmidoBacteria competente Bacteria transformada Multiplicacin del plsmido con la bacteria Fragmento de ADN con un origen de replicacin autnomo Codifica genes responsables de funciones prescindibles Proporciona algunas funciones nuevas a la clula en condiciones especiales La transformacin es un sistema de baja eficiencia Una buena eficiencia es 109 ufc/g de DNA Tamao del plsmido: aprox. 3 -10 kpb Peso molecular del plsmido: 660 x 3 x 103 = 1980 x 103 2 x 106 por tanto, entre 2 y 6 x 106. 1 g de DNA plasmdico equivale a entre 2 y 5 x 10-13 moles de plsmido y a ms de 1011 molculas Por tanto, slo 1 de cada 100 molculas del plsmido transforma realmente una clula MICGRAL2007 Conjugacin bacteriana Figure 7-2. Demonstration by Lederberg and Tatum of genetic recombination between bacterial cells. Cells of type A or type B cannot grow on an unsupplemented (minimal) medium (MM), because A and B each carry mutations that cause the inability to synthesize constituents needed for cell growth. When A and B are mixed for a few hours and then plated, however, a few colonies appear on the agar plate. These colonies derive from single cells in which an exchange of genetic material has occurred; they are therefore capable of synthesizing all the required constituents of metabolism Proceso descubierto por Lederberg y Tatum en 1946 usando E. coliK-12 Conjugacin bacteriana Figure 7-3. Experiment demonstrating that physical contact between bacterial cells is needed for genetic recombination to take place. A suspension of a bacterial strain unable to synthesize certain nutrients is placed in one arm of a U-tube. A strain genetically unable to synthesize different required metabolites is placed in the other arm. Liquid may be transferred between the arms by the application of pressure or suction, but bacterial cells cannot pass through the center filter. After several hours of incubation, the cells are plated, but no colonies grow on the minimal medium Proceso descubierto por Lederberg y Tatum en 1946 usando E. coliK-12 Conjugacin bacteriana Pelo F F E. coliportadora del plsmido F E. coliF+ E. colisin plsmido F E. coliF-F F Plsmido de fertilidad Clulas de E. colien proceso de conjugacin Proceso descubierto por Lederberg y Tatum en 1946 usando E. coliK-12 FE. coliF+ F E. coliF+ F FE.coliF+ E.coliF+ En la conjugacin se transmite el plsmido F de la cepa donadora (F+) a la receptora (F-) a travs del pelo F. En este proceso, la clula receptora (F-) se convierte en una nueva donadora (F+) SALINT2007 Pelo F E. coliF+ Pelo F E. coliF+ Clulas de E. colien proceso de conjugacin Conjugacin bacteriana: clulas Hfr E. coliportadora E. coliportadora del plsmido del plsmido F F integrado en el cronmosoma F F E. coliHfr E. coliF-F F F F En las clulas Hfr, el plsmido F est integrado en el cromosoma de la bacteria donadora. Durante la conjugacin, la bacteria donadora pasa a la receptora su cromosoma En la clula receptora se puede producir recombinacin entre el ADN entrante y el propio de la bacteria La clula receptora se convierte en Hfr si se consigue transmitir todo el cromosoma de la donadora MICGRAL2007 Conjugacin bacteriana: clulas Hfr Figure 7-7. Interrupted-mating conjugation experiments with E. coli.F- cells that are strrare crossed with Hfr cells that are strs. The F- cells have a number of mutations (indicated by the genetic markers azi, ton, lac,and gal) that prevent them from carrying out specific metabolic steps. However, the Hfr cells are capable of carrying out all these steps. At different times after the cells are mixed, samples are withdrawn, disrupted in a blender to break conjugation between cells, and plated on media containing streptomycin. The antibiotic kills the Hfr cells but allows the F- cells to grow and to be tested for their ability to carry out the four metabolic steps. (a) A plot of the frequency of recombinants for each metabolic marker as a function of time after mating. Transfer of the donor allele for each metabolic step depends on how long conjugation is allowed to continue. (b) A schematic view of the transfer of markers over time. (Part a after E. L. Wollman, F. Jacob, and W. Hayes, Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology21, 1956, 141.) Conjugacin bacteriana: clulas Hfr Figure 7-9. Circularity of the E. colichromosome. (a) Through the use of different Hfr strains (H, 1, 2, 3, 312) that have the fertility factor inserted into the chromosome at different points and in different directions, interrupted-mating experiments indicate that the chromosome is circular. The mobilization point (origin) is shown for each strain. (b) The linear order of transfer of markers for each Hfr strain; arrowheads indicate the origin and direction of transfer. Bacterifago Bacterifago Virus bacterianos: ciclos lticos y lisognicosReceptor especfico Infeccin Ciclo lisognico. El virus se integra en el cromosoma bacteriano y se multiplica con la bacteria como un gen ms Ciclo ltico. El virus se multiplica en la bacteria y termina causando su lisis, lo que produce la liberacin de ms viriones En condiciones de estrs, los virus lisognicos pueden pasar a ciclo ltico MICGRAL2007 Transduccin generalizada El ADN bacteriano se fragmenta y el virus se multiplica Se sintetizan las protenas de la cpsula del virus bacteriofago Algunos viriones liberados en la lisis llevan ADN bacteriano El virin portador de ADN bacteriano lo introduce en otra bacteria en cuyo cromosoma puede integrarse por recombinacin Infeccin con el fago En algunas cpsulas vricas se empaqueta por error ADN bacteriano MICGRAL2007 Transduccin especializada El virus se integra (ciclo lisognico) en una posicin dada del cromosoma bacteriano Al producirse una nueva infeccin lisognica, el virus introduce un fragmento del ADN de la bacteria infectada en primer lugar Infeccin con el fago Al activarse el ciclo ltico, en algunos casos, el virus se escinde llevando un fragmento del ADN bacteriano Los viriones liberados en la lisis llevan ADN bacteriano MICGRAL2007 Sistemas de modificacin-restriccin Las enzimas de modificacin (metilacin) reconocen secuencias especficas y las metilan GAATTC CTTAAG Las enzimas de restriccin reconocen secuencias especficas no metiladas y las cortan -TCGTGAATTCATGT-TCGTGAATTCATGT--AGCACTTAAGTACA--TCGTG AATTCATGT--AGCACTTAA GTACA--AGCACTTAAGTACA-EcoRIMetilasa EcoRI es inactiva sobre el ADN modificado modificacin No restriccin No modificacin Restriccin MICGRAL2007 Opern Inducible P Plac O lacZ lacY lacA R R P P represor RNApol Opern de la lactosa DO550Los genes de catabolismo de lactosa no se expresan cuando este azcar no est disponible en el medio -galen el que se encuentran las clulas. t MICGRAL2007 Opern Inducible P Plac O lacZ LacY lacA represor R P RNApol P R lactosa P -gal permeasa transacetilasa DO550 -gal INDUCCIN Opern de la lactosa Los genes de catabolismo de lactosa se expresan cuando este azcar est disponible en el medio en el que se encuentran las clulas. t MICGRAL2007 Opern Represible P PO EDC BA Expresin gnica Sntesis endgena de trp R P P represor P RNApol Opern del triptfano DO550Los genes de anabolismo del triptfano se expresan cuando no hay ninguna fuente externa de este trpBaminocido que puedan utilizar las clulas t MICGRAL2007 EP P O represor R t DO550 trpB D C B A triptfano R P RNApol R P Represin Bloqueo de la sntesis endgena de trp Opern Represible Opern del triptfano Los genes de anabolismo del triptfano no se expresan cuando hay una fuente externa de este aminocido que puedan utilizar las clulas EP P O represor R t DO550 trpB D C B A triptfano R P RNApol R P Represin Bloqueo de la sntesis endgena de trp Opern Represible Opern del triptfano Los genes de anabolismo del triptfano no se expresan cuando hay una fuente externa de este aminocido que puedan utilizar las clulas antiviral resistencia antimicrobiano interaccin especfica interaccionando inespecfica antisptico no suelen ser demasiado txicos pueden aplicarse sobre tejidos vivos.espectro de accin Bacteriostticos Bactericidas presin selectiva antibitico antibacteriano antifngico Bactericidas antiparasitario antibiograma cualitativo cuantitativo D.O. Bacteriolticos t concentracin mnima inhibitoria (CMI) MICCLIN2006 CLASIFICACIN DE ANTIBITICOS Y QUIMIOTERPICOS Procariontes Eucariontes Ambos grupos Antivirales POR SU DIANA DE ACCIN POR SU ESPECTRO DE ACCIN Sntesis de peptidoglicano Sntesis y accin del cido flico Membrana celular Ribosomas DNA RNA MICCLIN2006 CLASIFICACIN DE ANTIBITICOS Y QUIMIOTERPICOS Procariontes Eucariontes Ambos grupos Antivirales POR SU DIANA DE ACCIN POR SU ESPECTRO DE ACCIN Sntesis de peptidoglicano Sntesis y accin del cido flico Membrana celular Ribosomas DNA RNA MICCLIN2006 CLASIFICACIN DE ANTIBITICOS Y QUIMIOTERPICOS Sntesis y accin del cido flico sulfamidas trimetoprim Slo activos frente a bacterias en crecimiento Penicilinas Penicilina Amoxicilina Ampicilina Cefalosporinas Cefalotina Cefuroxima Cefotaxima primera generacin segunda generacin estafilococos tercera generacin Gram-negativos cuarta generacin Pseudomonas PBP Vancomicina Teicoplanina Sntesis de peptidoglicano -lactmicos Precursor pentapptido Carbapenems Imipenem Meropenem MICCLIN2006 CLASIFICACIN DE ANTIBITICOS Y QUIMIOTERPICOS CLASIFICACIN DE ANTIBITICOS Y QUIMIOTERPICOS Membrana celular Nisina Cromosoma bacteriano Quinolonas Sntesis de protenas antibiticos ribosomales Rifampicina Sntesis de RNA cido nalidxico Norfloxacina Ciprofloxacina Oxfloxacina Tipo I Tipo II Tipo III Procariontes Eucariontes Ambos Aminoglicsidos cloranfenicol Macrlidos Tetraciclinas Gentamicina Tobramicina Amikamicina Eritromicina Claritromicina Azitromicina Mutacin en PBP Mutacin en PBP MECANISMOS DE RESISTENCIA A ANTIBITICOS modificacin de la diana sistemas de bombeo modificacin del antibitico -lactamasa CAT va de entrada del antibitico TRATAMIENTO DE LAS INFECCIONES VRICAS. citomegalovirus. ribavirina muchos virus de ADN y de ARN aerosol para tratar el virus respiratorio sincitial foscarnet tratamiento tpico de herpesvirus inyectable para tratamiento de citomegalovirus ganciclovir Inhibidores de la ADN polimerasa vrica aciclovir profrmaco virus herpes virus herpes y varicela-zster MICCLIN2006 TRATAMIENTO DE LAS INFECCIONES VRICAS. Inhibidores de la Transcriptasa reversa AZT o azidotimidina o zidovudina VIH MICCLIN2006 Inhibidores de la Transcriptasa reversa AZT o azidotimidina o zidovudina VIH MICCLIN2006 TRATAMIENTO DE LAS INFECCIONES VRICAS. Bloqueo canales inicos Amantadina Rimantadina influenza A MICCLIN2006 Bloqueo canales inicos Amantadina Rimantadina influenza A MICCLIN2006 TRATAMIENTO DE LAS INFECCIONES VRICAS. Inhibidores de la proteasa Indinavir, ritonavir y saquinavir HIV MICCLIN2006 Inhibidores de la proteasa Indinavir, ritonavir y saquinavir HIV MICCLIN2006 TRATAMIENTO DE LAS INFECCIONES VRICAS. Inhibidor de la neuraminidasa Oseltamivir Influenza tamiflu MICCLIN2006 Inhibidor de la neuraminidasa Oseltamivir Influenza tamiflu MICCLIN2006 antibiticos polinicos TRATAMIENTO DE ENFERMEDADES CAUSADAS POR HONGOS azoles anfotericina B Imidazoles flucitosinabistriazolesnistatina dermatofitos fungisttico Fungistticos candidiasis anlogos de nuclesidos antibiticos alilamnicos griseofulvina Candida Tpico MICCLIN2006 Concepto de Flora Normal Cuerpo humano est formado por alrededor de 1014 clulas, de las que slo aprox. el 10% son humanas, el resto son microorganismos asociados Conjunto de microorganismos que viven de forma habitual en un cuerpo sano Coevolucin Virus mixomatosis Reovirus humanos Desempean tareas beneficiosas para el ecosistema general del cuerpo. Procesos de digestin de alimentos Sntesis de vitaminas en el intestino Produccin del pH cido de la vagina Proteccin competitiva frente a patgenos Respuesta inmune El desarrollo de algunos elementos del sistema inmune, incluyendo las placas de Peyer, la lmina media y el espacio intraepitelial no se produce en ratones gnotobiticos (libres de grmenes) a no ser que se permita su colonizacin con microorganismos Mechanisms by which the normal flora competes with invading pathogens Numbers of bacteria that colonize different parts of the body Localizacin de la flora normal Manos Microorganismos transentes Microorganismos residentes Estafilococos, Corinebacterias Coliformes Localizacin de la flora normal Manos Microorganismos transentes Microorganismos residentes Estafilococos, Corinebacterias Coliformes Poder patognico y virulencia Patogenicidad Virulencia Capacidad o incapacidad de un microorganismo para producir una enfermedad Grado de patogenicidad Nmero de microorganismos necesarios para desencadenar la enfermedad Caracterstica intrnseca Caracterstica de cepa de una misma especie Caracterstica de especie MICCLIN2007 Interaccin con los microorganismos microbiota normal flora normal flora nativa viven de forma habitual en un cuerpo sano digestin de alimentos sntesis de vitaminas en el intestino Produccin del pH cido de la vagina proteccin competitiva frente a patgenos 1011 microorganismos por gramo colitis post-antibitico producida por C. difficile puede inducir una respuesta inmune en los tejidos Caractersticas Localizacin piel manos cavidad oral tracto gastrointestinal vas respiratorias odo externo conjuntivas vas genitourinarias microorganismos transentesmicroorganismos residentes Interaccin con los microorganismos microbiota normal flora normal flora nativa viven de forma habitual en un cuerpo sano digestin de alimentos sntesis de vitaminas en el intestino Produccin del pH cido de la vagina proteccin competitiva frente a patgenos 1011 microorganismos por gramo colitis post-antibitico producida por C. difficile puede inducir una respuesta inmune en los tejidos Caractersticas Localizacin piel manos cavidad oral tracto gastrointestinal vas respiratorias odo externo conjuntivas vas genitourinarias microorganismos transentesmicroorganismos residentes Localizacin de la flora normal Piel Manos Cavidad Oral Tracto Gastrointestinal Vas Respiratorias Odo Externo Conjuntivas Vas Genitourinarias Localizacin de la flora normal contacto con un gran nmero de microorganismos no puede crecer sobre ella sequedad baja actividad de agua (aw) sudor Piel Predominantes Resistentes a antispticos StaphylococcusStreptococcus CorynebacteriumBacillus Gram-positivos Gram-negativos Pseudomonas Bacterias entricas Menor proporcin Algunas Levaduras y hongos productores de tia. Localizacin de la flora normal Alta densidad de microorganismos (se llega a niveles de 1010 por gramo en el sarro) Cavidad Oral estreptococos estafilococos bacterias anaerobias estrictas neiserias incluso, Vibrio herpesvirus Biofilms de Str. mutansproductor de caries Microorganismos competidores como S. gordoniidificulta la formacin del biofilm de S. mutansreduciendo su accin como agente productor de caries Higiene dental y produccin de acetaldehido Localizacin de la flora normal Tracto Gastrointestinal lactantes (bacterias lcticas) cambian con la alimentacin adultos (lcticas, anaerobias estrictas y enterobacterias). 99% de la flora intestinal de adulto lo forman bacterias anaerobias estrictas 1% anaerobias facultativas presencia importante de enterovirus, rotavirus, adenovirus y herpesvirus FirmicutesLas poblaciones gastrointestinales Bacteroidetes cambian notablemente con la dieta Y con tratamiento antibitico Colitis post-antibitico Localizacin de la flora normal Tracto Gastrointestinal lactantes (bacterias lcticas) cambian con la alimentacin adultos (lcticas, anaerobias estrictas y enterobacterias). 99% de la flora intestinal de adulto lo forman bacterias anaerobias estrictas 1% anaerobias facultativas presencia importante de enterovirus, rotavirus, adenovirus y herpesvirus FirmicutesLas poblaciones gastrointestinales Bacteroidetes cambian notablemente con la dieta Y con tratamiento antibitico Colitis post-antibitico Scanning electron micrograph of a cross-section of rat colonic mucosa. The bar indicates the thick layer of bacteria between the mucosal surface and the lumen (L) (X 262,) Localizacin de la flora normal Tracto Gastrointestinal lactantes (bacterias lcticas) cambian con la alimentacin adultos (lcticas, anaerobias estrictas y enterobacterias). 99% de la flora intestinal de adulto lo forman bacterias anaerobias estrictas 1% anaerobias facultativas presencia importante de enterovirus, rotavirus, adenovirus y herpesvirus FirmicutesLas poblaciones gastrointestinales Bacteroidetes cambian notablemente con la dieta Y con tratamiento antibitico Colitis post-antibitico alimentos prebiticos y probiticos Probiticos: alimentos que contienen bacterias cuya presencia en el intestino es beneficiosa porque favorecen la digestin dealimentos y eliminan competidores. La ingesta de ciertasbacterias como Lactobacillusy Bifidobacteriumtiene efectos particularmente favorables para la salud. Prebiticos aquellos que estimulan el desarrollo de las poblaciones bacterianas intestinales beneficiosas. Normalmenteestos alimentos contienen azcares complejos que no sondigeridos en la parte superior del intestino y llegan a la regindel colon donde alimentan estos tipos de bacterias. Localizacin de la flora normal Probiticos y Prebiticos Lactobacillus Bifidobacterium azcares complejos Localizacin de la flora normal Probiticos y Prebiticos Lactobacillus Bifidobacterium azcares complejos Localizacin de la flora normal Vas Respiratorias Localizacin de la flora normal Vas Respiratorias tracto respiratorio superior tracto respiratorio inferior Streptococcus StaphylococcusNeisseria HaemophilusBacteroides Fusobacterium. adenovirus herpesvirus no tiene flora asociada Localizacin de la flora normal flora similar a la de la piel Odo Externo cocos Gram-positivospredominan bacilos Gram-positivos menor bacilos Gram-negativosproporcin enterobacterias y pseudomonas Localizacin de la flora normal Conjuntivas Se contaminan al nacer Flora similar a la de la piel Presencia adicional de Neisseria, Haemophilusy algunos virus. Localizacin de la flora normal Vas Genitourinarias Interno: sin flora asociada Externo: flora diferencial Vagina nicho muy rico en flora normal Streptococcus Lactobacillus Clostridium Bacteroides Levaduras (Candida) Protozoos (Trichomonas) Herpesvirus poblacin muy equilibrada patgenos oportunistas choque txico vaginitis Staphylooccus La poblacin normal vaginal cambia durante el embarazo. Clinical conditions that may be caused by members of the normal flora INTERACCIN PATOGNICA ENTRE HUSPED Y BACTERIA Microorganismos intrnsecamente patgenos ymicroorganismos patgenos oportunistas Infeccin y enfermedad Grados de la infeccin: Colonizacin Infeccin inaparente Enfermedad infecciosa La infeccin subclnica La enfermedad infecciosa y la subclnica siguen una evolucin similar. Infecciones crnicas con portadores asintomticos Interaccin patognica entre husped y bacteria Tipos de microorganismos segn su capacidad de producir infeccin Interaccin patognica entre husped y bacteria Tipos de microorganismos segn su capacidad de producir infeccin intrnsecamente patgenos patgenos oportunistas Capacidad de colonizar de Son capaces de colonizar producir enfermedad en el organismo slo cuando huspedes normales sanos fallan sus defensas Microorganismos de la flora normalStaph. aureus o de la flora ambiental Estreptococos del grupo A Klebsiella, Enterobacter, Serratia, Neisseriagonorrhoeae, Proteus, Pseudomonas, Staph. Salmonella, Shigella, epidermidis,estreptococos del Brucella, Corynebacteriumgrupo D, Bacteroides,herpesvirus,diphteriae, Vibriocholerae. Pneumocystiscarinii, Candida, etc. 1. Son exgenos y se adquieren por contagio 1. En general son endgenos 2. Accin patgena es debida principalmente 2. Accin patgena es debida principalmente a de factores de virulencia a las condiciones deficitarias del husped. 3. Producen cuadros clnicos especficos 3. Producen cuadros clnicos atpicos 4. Diagnstico ms fcil 4. Diagnstico ms difcil SALINT2007 SALINT2007 Interaccin patognica entre husped y bacteria Grados de la infeccin Colonizacin Sin respuesta clnica ni inmune Estafilococos potencialmente patgenos en la cavidad nasal Infeccin inaparente Enfermedad infecciosa Sntomas clnicos Con respuesta clnica e inmune infecciones crnicas Sin muestra una respuesta clnica Con respuesta inmune Infeccin asintomtica o subclnica Portador asintomtico POSTULADOS DE KOCH El microorganismo debe encontrarse en todos los casos de la enfermedad Debe aislarse y obtenerse como cultivo puro a partir de las lesiones Debe reproducir la enfermedad cuando se inocula, a partir de un cultivo puro, en un animal de experimentacin susceptible(modelo animal) Debe aislarse el mismo microorganismo en cultivo puro a partir de las lesiones producidas en el animal. El microorganismo debe inducir una respuesta inmune con la aparicin de anticuerpos especficos en la sangre del hombre oanimal infectado que puedan demostrarse por pruebasserolgicas. PODER PATOGNICO Y VIRULENCIPatogenicidad y virulencia. MICROORGANISMOS INTRNSECAMENTE PATGENOS Producen un cuadro clnico ms o menos especfico de laenfermedad lo que facilita el diagnstico. PATGENOS OPORTUNISTAS O PATGENOS POTENCIALES Producen un cuadro clnico atpico que se aade al estado quepresenta el enfermo lo que dificulta el diagnstico. Patgenos verdaderos o estrictos StaphylococcusaureusStreptococcus del grupo A Corynebacteriumdiphteriae NeisseriagonorrhoeaeSalmonella ShigellaBrucella Vibriocholerae islas de patogenicidad Patgenos oportunistas Muchos microorganismos de la flora normal o de la flora ambiental: Klebsiella Enterobacter Serratia Proteus Pseudomonas Bacteroides Staphylococcusepidermidis Estreptococos del grupo D Herpesvirus PneumocystiscariniiCandida etc PATGENOS INTRACELULARES Y PATGENOS EXTRACELULARES virus son todos patgenos intracelulares extracelulares intracelulares facultativas intracelulares obligadas StaphylococcusClostridium Neisseria Cryptococcus MycobacteriumtuberculosisListeria Brucella Mycobacteriumleprae Clamidias. POSTULADOS DE KOCH 2.-El microorganismo debe poder aislarse en cultivo puro a partir de las lesiones producidas en el animal 3.-El microorganismo debe reproducir la enfermedad cuando se inocula, a partir de un cultivo puro, en un modelo animal 1.-El microorganismo debe encontrarse en todos los casos de la enfermedad 5.-El microorganismo debe inducir una respuesta inmune con la aparicin de anticuerpos especficos en la sangre del hombre o animal infectado que puedan demostrarse por pruebas serolgicas. 4.-El mismo microorganismo debe poder aislarse como cultivo puro a partir de las lesiones en el modelo animal SALINT2007