Noxas Biológicas: Introducción a la microbiología y el sistema inmune

Educación para la salud

Prof: Walter Cattaneo Noxas Biológicas: Introducción a la microbiología

En la actualidad, el uso del microscopio y el desarrollo de diferentes técnicas de laboratorio permiten reconocer la presencia de microorganismos y determinar cuáles causan muchas de las enfermedades infecciosas que padecen las personas.

A los organismos que causan enfermedades se los denomina patógenos. Existen especies patógenas en el grupo de las bacterias, de los hongos y de los protozoos. También los virus provocan enfermedades. Dado que solo reúnen algunas de las características propias de los seres vivos, los científicos aún discuten en qué lugar del sistema de clasificación del mundo viviente corresponde ubicar a los virus.

A lo largo de la historia, la necesidad de encontrar modos de luchar contra las epidemias que frecuentemente asolaban a las poblaciones impulsó a los científicos a tratar de descubrir sus causas. En algunos casos, los investigadores y los médicos lograban desarrollar técnicas que permitían, mediante la prevención o la curación, reducir el número de enfermos, aunque no llegaban a explicar los orígenes de la enfermedad.

Como ejemplo de esto puede mencionarse el trabajo del médico inglés Edward Jenner (1749-1823). En esa época, una de las enfermedades que más muertes provocaba en la población humana era la viruela. Este mal se extendía rápidamente y desencadenaba una epidemia.

Sin embargo, aquellas personas que habían padecido la enfermedad y lograban sobrevivir no volvían a contraerla. En algunos países, se comenzaron a realizar prácticas basadas en esta observación:

• Se provocaba el contagio a partir de individuos que presentaban formas más leves de la enfermedad.
• Se inoculaba a personas sanas el material extraído de las pústulas (heridas con pus) de enfermos de viruela.

Se lograba así, en muchos casos, evitar que las personas inoculadas contrajeran el mal.

Se afirmaba también que aquellas personas que estaban en contacto con el ganado bovino contraían una forma benigna de viruela que afectaba al ganado y, de esta manera, quedaban inmunizadas contra la viruela humana.

En el año 1796, Jenner decidió reunir esta información y poner a prueba el método de la inoculación. Extrajo líquido de las pústulas de una enferma de viruela bovina e inoculó a un joven. El muchacho contrajo la enfermedad en su forma benigna. Al cabo de 2 meses, Jenner inoculó nuevamente al mismo joven, pero con líquido extraído de pústulas de viruela humana. En esta ocasión, no volvió a enfermar. Esta técnica se llamó vacunación, derivada de la palabra latina vacca que significa "vaca", y vaccinia, término que se usaba para designar la viruela bovina.

La técnica de vacunación se extendió por toda Europa y sus efectos en la reducción del número de víctimas de viruela fueron notables. Esta enfermedad fue la primera en la historia de la humanidad que pudo controlarse total y rápidamente. Sin embargo, aún se ignoraba cuál era el agente causante de esta y otras enfermedades contagiosas.

El surgimiento de la bacteriología

Las investigaciones acerca de la existencia de microorganismos realizadas por el químico francés Louis Pasteur (1822-1895) permitieron explicar la eficiencia de las técnicas antes utilizadas, mejorarlas y descubrir nuevas formas de prevenir y tratar las enfermedades infecciosas.

En el año 1865, la industria de la seda le encargó a Pasteur que investigara la enfermedad que atacaba a los gusanos de seda. Realizando observaciones microscópicas de los gusanos y de las hojas de las moreras (que son su alimento), descubrió la presencia de un pequeño parásito.

Recomendó entonces destruir a todos los gusanos y moreras, y recomenzar la cría con individuos sanos. Este procedimiento resolvió el problema.

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Pasteur proponía que, si una enfermedad podía ser producida por organismos invisibles para el ojo humano, estos organismos podían dispersarse a través de los alimentos, los estornudos, la tos o el contacto entre las personas. Surgió así la explicación del contagio, que respaldó a los pocos médicos que, hasta ese momento, insistían en cuidar la higiene en los centros hospitalarios.

El éxito de la teoría de los gérmenes de Pasteur despertó el interés por las bacterias en otros científicos. Un botánico alemán, llamado Ferdinand Julius Cohn (1828-1898), se dedicó a estudiar y clasificar las bacterias. Debido a este trabajo, se lo considera fundador de la bacteriología. Los trabajos conjuntos de Pasteur, Cohn y Robert Koch (1843-1910) acerca de una enfermedad del ganado llamada carbunco permitieron reconocer y aislar la bacteria que la causaba, lo que hizo posible encontrar una vacuna.

Uno de los logros de Koch fue el desarrollo de un modo de cultivar bacterias sobre un medio sólido (actualmente, el agar-agar). La ventaja del medio sólido sobre el líquido es que posibilita el crecimiento aislado de las distintas variedades de bacterias. Trabajando con cultivos puros, Koch logró identificar, en el año 1882, la bacteria causante de la tuberculosis.

El surgimiento de la virología

A pesar de dedicar parte de su esfuerzo a investigar cuál era el agente causante de la rabia, Pasteur no logró determinarlo. Él pensaba que se trataba de un microorganismo demasiado pequeño, imposible de ser detectado usando las técnicas de que disponía.

En la última década del siglo XIX, comenzaron las investigaciones que permitieron descubrir la existencia de los virus. En el año 1892, el botánico ruso DmitriIvanovski (1864-1920) demostró que el jugo extraído de plantas de tabaco que padecían una enfermedad.'conocida como "mosaico de tabaco" podía infectar a otras aún después de atravesar filtros con poros que normalmente retenían a las bacterias.

En el año 1895, un botánico holandés llamado MartinusBeijerinck nombró "virus filtrable" al agente causante de esta enfermedad. La palabra virus significa "veneno". Este descubrimiento marcó el inicio de la virología.

Actualmente, se conoce un gran número de virus causantes de enfermedades infecciosas y su modo de acción.

¿Los virus son seres vivos?

Los virus (del latín virus = veneno), tan conocidos como agentes causantes de numerosas enfermedades, provocan discusiones entre los especialistas dedicados a la clasificación de los seres vivos. La gran mayoría los consideran como un eslabón entre el mundo inorgánico y el orgánico. Efectivamente, los virus cristalizan cuando están fuera de una célula viva, teniendo un aspecto similar a una salo el azúcar. Sin embargo, cuando se introducen en una célula se reproducen, por lo que cumplen con una de las funciones de los seres vivos.

Los virus son muy pequeños (entre 0,005 a 0,2 micrómetros), por lo que para observarlos se precisa un microscopio electrónico. Tienen formas diversas, que dependen de las capas proteicas que los rodean. Los virus están formados por una cubierta proteica llamada cápside, que encierra una molécula de material hereditario, ADN o ARN. No poseen membrana, ni ribosornas, ni mitocondrias, ni citoplasma. No metabolizan, no se mueven, ni reaccionan frente a estímulos del ambiente. Son parásitos obligados específicos de células procariotas o eucariotas. La especificidad de los virus se

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debe a la estructura de las proteínas que forman la cápside, la que encaja perfectamente en las proteínas de la célula que lo va a hospedar.

Después de que el virus invade la célula hospedadora, su material genético toma el mando de la maquinaria celular y "obliga" a la célula a formar nuevas cápsides virales y nuevo material genético. Ambas partes luego se ensamblan y los virus "hijos" salen de la célula para infectar a otras.

Algunas de las enfermedades humanas producidas por virus, o vírosis, son: el resfrío común, la viruela, la varicela, el sarampión, la poliomielitis, la rabia, el herpes, la mononucleosis, el SIDA, etcétera. Como los virus utilizan la maquinaria de la célula hospedadora para replicarse, las enfermedades virales son difíciles de tratar, ya que los tratamientos antivirales pueden destruir a las células del organismo infectado. Los antibióticos, tan efectivos contra las infecciones bacterianas, son inútiles frente a los virus. Sin embargo, la elaboración y administración de vacunas para prevenir la invasión de algunos de estos virus ha sido una forma efectiva para combatirlos. También se producen y administran algunos medicamentos antivirales que resultan útiles para la curación de algunas de estas enfermedades una vez producida la infección. Existe un amplio campo de investigación dedicado a la producción y prueba de nuevas vacunas y medicamentos que permitan controlar algunas de las enfermedades virales que producen grandes estragos en la humanidad como, por ejemplo, el SIDA.

Existen dos tipos de partículas más pequeñas y sencillas que los virus, agentes causantes de varias enfermedades: viroides y priones.

A principio de los años setenta se descubrieron algunas enfermedades de las plantas producidas por partículas diez veces más pequeñas que los virus, formadas solo por filamentos de ARN sin cubierta proteica. A estos se los denominó víroides. Otro tipo de partículas, los príones, están constituidos por proteínas y son los responsables de enfermedades neurodegenerativas, como la llamada enfermedad de la vaca loca.

Los científicos discuten el origen de virus, viroides y priones y emiten distintas hipótesis al respecto. La de mayor consenso postula que células parasitarias simples perdieron las características que les permitían vivir como células independientes, por lo que se transformaron en parásitos obligados.

Tipos de virus

Rotavirus Papillomavirus Herpes Adenovirus Hepatitis B HIV Influenza Coronavirus Ebola Virus

Los virus: parásitos intracelulares

Cuando los virus se encuentran fuera de la célula a la que parasitan (células hospedadoras), son partículas que no llevan a cabo ninguna actividad y se los denomina viriones. Pero cuando ingresan en una célula, se multiplican utilizando los materiales celulares para formar más partículas del virus, y alteran, así, el normal funcionamiento de la célula parasitada. Una vez que el virus ingresa en la célula hospedadora, utiliza la maquinaria de esa célula para realizar muchas copias de sí mismo. Luego estas abandonan la célula para infectar a otras células.

Existen virus capaces de infectar células animales, células vegetales y bacterias. Estos últimos se llaman bacteriófagos o, simplemente, fagos.

Hoy se conocen cientos de virus distintos, cada uno de ellos con capacidad para infectar un tipo particular de célula. Esto significa que cada virus para sita sólo una variedad específica de células y no puede infectar a otras. Por ejemplo, el bacteriófago T 4 es un virus que infecta la bacteria llamada Escherichiacoliel virus de la hepatitis B sólo infecta a las células del hígado.