SUPERGERMENES

INSTITUTO TECNOLGICO DECELAYA

SUPERGERMENESDANAE JUAREZ LOPEZMICROBIOLOGIA I

04/02/2014

SUPERGERMENES II.IBACTERIAS

Losgrmenes,propagadores inmediatos de enfermedades como la pestebubnica, y el tifos, causantes de lamayorade las muertes en la poblacin,desde tiempos remotos, han sido y sern hasta ahora uno de los problemas ms grandes con los que la sociedad tendr que lidiar.

Pero no todos son malos, las bacterias, armas de doble filo capaces de enfermar gravemente, o curar y prevenir enfermedades,gracias a las vacunas aplicadas, invento que gracias a los pioneros de lamicrobiologa, como Louis Pasteur, Robert Koch, AlexanderFlemingy muchos otros precursores ms, han sido y sern, loshroesdel da.

Pequeas, ovaladas, redondas o alargadas, las bacterias habitan en casi todos lo lugares ms inimaginables del mundo, con alrededor de mediomilmetrode largo, las bacterias comen y reciclan casi de todo, hierro, polvo, y productos qumicos. Juegan un papelimportanteen laproduccinde combustibles fsiles y minerales, y suutilidadcompensamilesde veces ms el sufrimiento que acarrean, de hecho ,menos de una bacteria de cada mil, es patgena, lamayorade estas nos protegen, incluso de tan slo besar estamos relativamente prevenidos.

Pero no slo nuestras bocas tienen bacterias,cercade cien bacterias habitan en la pielfacial, los objetos que tocamos da con da,estncubiertos de bacterias,inclusola comida que consumimos, por muyhiginicamenteque est, contiene una pequea cantidad debacterias no patgenas, que entran ennuestroorganismo. Tenemos muchas ms bacterias que clulas humanas, slo en el intestino habitan cien millones de ellas, cuya funcin principal es ayudar a prevenir enfermedadesgstricasy cuida la flora intestinal,de microbios dainos entre muchas otras cosas ms.

Las bacterias hanexistidodesdepocasinmemoriales, se crearon con la tierra. Fue en ese caldo primigenio, de donde surgieron las molculas y despus las bacterias que se alimentaban de los gases de laatmosfera terrestre.

En el grupo de bacterias encontramos a las cianobacterias, algasVerdi azulesque se remontan de hace 3500 mda., y fueron estas cianobacterias, las que poco a poco hicieron habitable y oxigenada la atmosferaterrestre.

Las bacteriasms pequeas comenzaron a vivir enotras ms pequeass, y a suvezdieron lugar a la evolucin: Lasmitocondrias,que son quienes proveen energa a nuestras clulas.Otrasfuncionesbacterianas crearon un ncleo dentro de las clulas para guardar el ADN.

SUPERGERMENES II.

II.IBACTEERIAS EXTREMOFILAS

Desde siempre, loscientficosse han cuestionado cmo que es que las bacterias han podido llegar a la tierra. Interesantemente se hanencontradobacterias en trozos de meteoritos provenientes delespacio. La nueva pregunta ahora es Cmo las bacterias han sobrevivido a tan altas temperaturas, (alrededorde 1500 C), para atravesar la estratosfera?

El Dr. John Robert es un agente de la NASA que se encarga de realizar experimentos con bacterias provenientes de otros planetas.

Estudia y analiza las bacteriasobtenidasa partir de robots enviados a marte, analiza su estructura y composicin, y trata de establecer e origen de etas, asi como obtener nuevas especies de las mismas.

Por otro lado el Dr. Frederick, de nueva Zelanda,tambinestudia estos singulares microorganismos, en especial las bacteriasextremo filas, aquellas que habitan en el lago rosa de Abedul, uno de los lagos ms salados del mundo, donde cualquier forma de vida no podrasobrevivir,excepto claro, de algunasbacterias, capaces de sobrevivir a tanhostilambiente, adaptarse y continuar su vida muchos aos.

El Dr. Louis Randien del laboratorioPrecaria, en Islandia, estudia otro tipo de bacteriasextremofilas, las bacterias de lago azul, capaces de soportar elevadas temperaturas sinningnproblema. Una membrana protege a las bacterias del calor y una especie de anticongelante, impiden que secongelenenfro.

Los manantiales constituyen una fuente importante de bacterias, donde estas son capaces de reproducirse y vivir sinningnproblema, incluso a pH muy cidos,alrededorde 1 o2.Lo que ms aprecian los bioqumicos, son las enzimas resistentes al calor que poseenlosbacterias; cuanto ms alta es la temperatura, ms alta es la reaccin, por lo tanto las bacteriastermfilas, tienen un gran potencialmdicoy comercial.

SUPERGERMENES III

III.I LAS BACTERIAS Y SUS USOS.Resulta fcil comprender como es que las bacterias fueron la fuente de la vida en la tierra. Las bacterias son comofbricas, una sola bacteria puede producir entre 500 y 1000 molculas distintas. El investigador marino, el Dr. JeanGusele,dice al respecto: Hay mil veces ms deprobabilidadesdehallarmolculas innovadoras en el mar, que en la tierra.Enel laboratorio del Dr Jean, se ha demostrado queexistenbacteriascapaces de producir molculas que ayudan a las enfermedades cardiovasculares, a la regeneracin de huesos y tejidos y algunos descubrimientos esperanzadores en el tratamiento del cncer. Las bacterias hmedascomo algunosinvestigadoreslas llaman, no solo son muy importantes para prevenir enfermedades, si no que nosayudana tener un sistema inmunolgicomsresistente a enfermedades de todo tipo y a crear una especie de barrera contra estas.

Es un hecho cada vez ms evidente, las bacterias buenas, ayudan a defendernos contra las bacterias malas, mientras nos hacen ms resistentes a estas. Ta vezdeberamosconsiderar no baarnos tan seguido.

Elcuerpohumano alberga miles de bacteriasbenficasen casi todos lados: en las axilas, laslgrimas, la piel, y el lavado excesivo de estasreas, implica una reduccin considerable de bacteriasbenficas, abriendo la puerta alStafilococus dorado, un patgeno para la salud.

Son algunospasescomo China, India y Estados unidos, los que han aprovechado lascaractersticasde las bacterias, para usobenfico. Tal es el caso de la India, donde los habitantesutilizanproductos a base de excremento de vaca para es aseo personal.Hecesfecales incorporadas al jabn e incluso a las medicinas, para aliviar algunas enfermedades en la poblacin.Otro ejemplo notorio, es China, en donde casi el 70% de la poblacin utiliza biocombustiblea partirde bacterias encontradas enhecesfecales humanas, que adiferencia del biodiesel u otros combustibles, so un recurso renovable continuamente.

SUPERGERMENES IV.IV. I LAS BACTERIAS Y SUS FINES PRACTICOS

En losltimos20 aos, China ha instalado millones de transformadores debiogspara pobladores privados, lo cual resulta rentable, porqueuna planta debiogspuede cubrir la mitad de las necesidadesbioenergticasde una familia.

Elbiogspodra ser el combustible del futuro en China. Ahora las bacterias se utilizan en una gran variedad de productos.Gracias a las bacterias, es posible reconstruir y arreglar cierto tipo de estructuras, como es el caso del campanario de Notredame, en donde se han aplicado caldos debacteriascon unsperos, queayudarana reconstruir y reparar partes del campanario oxidadas yrodas.Extraeroro de las minas deSudfricaes un trabajo duro ypeligrosopero las cosas han mejorado para los mineros cuando elfiobasilo, que disuelve la beta, y ayuda a extraerpartculasde oro, hasta delyacimientoms pobre.

Otra bacteria milagrosa, la bacteriaRizhobium, absorbeelnitrgenode la atmosfera y lo fija en lasracesde las plantas, para que puedan crecer sanas y fuertes.

Otro buen ejemplo del uso de bacteria, es una bolsa biodegradable, hecha con bacterias, capaz de biodegradarse en poco tiempo, y que reducir significativamente la contaminacin ambiental en poco tiempo.

ALEXANDER FLEMING, HOWARD FLOREY, ERNEST CHAIN Y LA PENICILINA.

La penicilina fue el antibitico que revolucion el tratamiento de las infecciones bacterianas como la neumona, sfilis, tuberculosis y gangrena, y dio origen a la industria farmacutica. Su descubrimiento de debe a Alexander Fleming, bacterilogo del Hospital St. Mary de Londres, quien estaba interesado en el desarrollo de mtodos de profilaxis y asepsia. En 1920, descubri la lisozima, enzima presente en las secreciones corporales y que posea efectos antibacterianos, aunque no muy potentes.Continuando su bsqueda, un da observ una vieja placa de Petri que haba quedado en el estante. En la placa haba cultivado estafilococos (bacterias), los que inicialmente haban cubierto toda la placa de cultivo. Pero al cabo de un tiempo la placa se haba contaminado con hongos. Sorprendentemente, alrededor del hongo se observaba un enorme halo sin bacterias.Era evidente que el hongo (Penicillum notatum)produca algo capaz de matar a las bacterias y Fleming llam a este principio activo penicilina notatum. El 1929 public sus experimentos en el British Journal of Experimental Pathology, aunque no despert el inters de la comunidad cientfica.En 1938 fueron los ingleses Howard Walter Florey y Ernst Boris Chain quienes retomaron las investigaciones de Fleming, aislaron la penicilina y realizaron los experimentos claves en ratones. Los ensayos clnicos se iniciaron en 1941 y en 1943 c omenz la produccincomercial en Estados Unidos.Fleming comparti en 1945 el Premio Nobel de Fisiologa y Medicina con Florey y Chain por sus contribuciones al desarrollo de la penicilina.

Fabricacin industrial de la penicilina

El hongo utilizado industrialmente para la produccin de penicilina esPenicillum chrysogenumy es especialmente activo contra estafilococos, estreptococos, neumococos y la mayora de las bacterias Gram positivas. A la penicilina producida comercialmente se la llama penicilina G (bencil-penicilina), aunque el mismo hongo produce varios tipos ms. Estos compuestos son cidos fuertes inestables y por eso se los comercializa como sales de sodio, calcio, aluminio, etc.El primer sistema de produccin de penicilina fue el conocido como mtodo de superficie, donde el hongo creca en la superficie de una capa de medio de cultivo, en bandejas. Pero despus de 1944, el desarrollo del mtodo de fermentacin sumergida permiti disminuir los requerimientos de espacio y, consecuentemente, los costos de produccin. Los fermentadores para la produccin de penicilina alcanzan los 20.000 a 115.000 litros de capacidad. El inculo constituye casi el 10% del cultivo total y se prepara a partir de un cultivo (starter) del hongo preparado de esporas liofilizadas.El medio de cultivo para la fermentacin se compone bsicamente de un caldo de maz, con el agregado de lactosa y compuestos inorgnicos.Despus de ajustar el pH (4,5-5,0), el medio de cultivo se pasa al fermentador equipado con un agitador vertical y con un sistema de inyeccin de aire estril y serpentinas para mantener la temperatura entre 23 y 25 C. El hongo se introduce estrilmente y se inicia la fermentacin, durante la cual el aire estril permite el crecimiento del hongo y la agitacin facilita su distribucin en el fermentador.

Despus de unas 50 a 90 horas la tasa de crecimiento del hongo disminuye, el fermentador se enfra a 5 C para prevenir la desestabilizacin del antibitico y el micelio (hongo) se separa por filtracin. La penicilina se extrae posteriormente empleando solventes (acetato de amilo y cloroformo), se concentra y se trata con bicarbonato de sodio para formar la sal sdicaSUPERGERMENES2014