Introducción a la Microbiología

Antecedentes El conocimiento humano sobre los efectos producidos por los microorganismos ha estado presente incluso desde antes de tener conciencia de su existencia; debido a procesos de fermentación provocados por levaduras se puede hacer pan, bebidas alcohólicas y productos derivados de la leche. En la antigüedad la causa de las enfermedades era atribuida a castigos divinos, fuerzas sobrenaturales o factores físicos.

La palabra malaria significa “mal aire”, se creía que era el aire viciado de los pantanos el que provocaba esta enfermedad. Durante este periodo previo al descubrimiento de los microorganismos, los naturalistas solo podían especular sobre el origen de las enfermedades.

Son considerados microbios todos los seres vivos microscópicos consistentes en una sola célula, es decir unicelulares, así como aquellos que forman agregados celulares en los cuales todas las células son equivalentes. Los microorganismos pueden ser eucariotas (las células poseen núcleo), tales como los hongos y los protistas, o procariotas (células carentes de núcleo), como las bacterias y los virus.

Aunque los conocimientos microbiológicos de que se dispone en la actualidad son muy amplios, todavía es mucho lo que queda por conocer y constantemente se efectúan nuevos descubrimientos en este campo. Tanto es así que, según las estimaciones más habituales, sólo un 1% de los microbios existentes en la biosfera han sido estudiados hasta el momento. Por lo tanto, a pesar de que han pasado más de 300 años desde el descubrimiento de los microorganismos, la ciencia de la microbiología se halla todavía en su infancia en comparación con otras disciplinas biológicas tales como la zoología, la botánica o incluso la entomología.

Microbiología La Microbiología, el estudio de los organismos microscópicos, deriva de 3 palabras griegas: mikros (pequeño), bios (vida) y logos (ciencia) que conjuntamente significan el estudio de la vida microscópica. Es el estudio de los microorganismos y sus actividades. Esto concierne a su forma, estructura, fisiología, reproducción, metabolismo e identificación.

MICROBIOLOGÍA La Microbiología se puede definir, como la ciencia que trata de los seres vivos muy pequeños, concretamente de aquellos cuyo tamaño se encuentra por debajo del poder resolutivo del ojo humano. El objetivo de la Microbiología es comprender las actividades perjudiciales y beneficiosas de los microorganismos y mediante esta comprensión, diseñar la manera de aumentar los beneficios y reducir o eliminar los daños.

Microbiología como Ciencia La Microbiología como ciencia no se desarrolló hasta la última parte del siglo XIX. Este largo retraso se debe a que, además del microscopio, fue necesario idear otras técnicas básicas para el estudio de los microorganismos

Durante el siglo XIX la investigación en torno a dos preguntas inquietantes favoreció el desarrollo de estas técnicas y estableció las bases de la ciencia microbiológica: (1) ¿Existe la generación espontánea? (2) ¿Cuál es la causa de las enfermedades contagiosas? A fines de dicho siglo ambas preguntas fueron contestadas y la Microbiología se estableció firmemente como una ciencia independiente en desarrollo.

Importancia de la Microbiología La Microbiología es una ciencia biológica extraordinariamente relevante para la humanidad, dado que los microorganismos están presentes en todos los hábitats y ecosistemas de la Tierra y sus actividades presentan una gran incidencia en numerosos ámbitos de interés: Los microorganismos han sido los primeros en aparecer en la evolución, y constituyen seguramente la mayor parte de la biomasa de nuestro planeta. Se calcula que sólo hemos descrito menos del 10% de los microorganismos existentes, por lo que los biólogos tienen una gran tarea por delante para estudiar esta parte de la biodiversidad.

Las actividades microbianas sustentan los ciclos biogeoquímicos de la Tierra: los ciclos del carbono, del nitrógeno, del azufre o del fósforo dependen de modo fundamental de los microorganismos. Las actividades metabólicas microbianas son excepcionalmente variadas, siendo algunas de ellas exclusivas del mundo procariótico.

Aspectos beneficiosos: Todas las culturas desarrollaron de modo empírico multitud de bebibas y alimentos derivados de fermentaciones microbianas: vino, cerveza, pan, verduras fermentadas, etc. Producción de multitud de productos industriales: alcoholes, ácidos orgánicos, antibióticos, enzimas, polímeros, etc. La ingeniería genética empezó con los microorganismos, que siguen desempeñando un papel fundamental en la nueva generación de medicamentos recombinantes y de terapias novedosas

Aspectos perjudiciales: Las enfermedades microbianas han sido causa de grandes males a nuestra especie. Basta recordar que la peste (muerte negra) causó a mediados del siglo XIV la muerte de la tercera parte de la población europea, y ya en la primera mitad del siglo XV llegó a afectar a más del 75%. Es una infección bacteriana grave y potencialmente mortal, que produce altas temperaturas y muerte por septicemia. La peste es causada por la bacteria Yersinia pestis. Los roedores, como las ratas, portan la enfermedad y ésta se propaga por medio de sus pulgas. Desde la época del descubrimiento de América, las exploraciones han conllevado el intenso trasiego de agentes patógenos de un lugar a otro. La desaparición de buena parte de la población indígena se debió en buena parte a no tener defensas frente a la viruela europea, pero a su vez los descubridores importaron la sífilis a Europa.

No hace falta resaltar el papel que ha tenido la microbiología médica, desde la época de Pasteur y Koch, en la lucha contra las enfermedades infecciosas (antisepsia, desinfección, esterilización, quimioterapia). Y aunque ahora tengamos nuevos retos (SIDA, fiebres hemorrágicas, etc.), no cabe duda de que la Microbiología está contribuyendo a no perder esta permanente batalla contra los gérmenes patógenos. Aparte de todas estas actividades de los microorganismos sobre los humanos, hay que tener en cuenta que existen gérmenes que afectan a animales, plantas, instalaciones industriales, que afectan a alimentos, etc.

Ramas de estudio: Entre las ramas que estudia la microbiología tenemos: Bacteriología Micología Virologia Protozoología Inmunología

Bacteriología Estudia las bacterias, microorganismos procariotas unicelulares de estructura relativamente simple. Ejemplos: Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, etc.

Micología Estudia los hongos, microorganismos eucariotas quimioheterotrofos (Degradadores de materia orgánica), pueden ser unicelulares o multicelulares. Ejemplos: Aspergillus fumigatus, Histoplasma capsulatum, Candida albicans, etc.

Virología Estudia los virus, agentes submicroscópicos filtrables, parásitos unicelulares obligados, que poseen un sólo tipo de ácido nucleico rodeado de una cubierta proteica. Ejemplos: Virus de la rabia, virus de la poliomielitis, virus del sarampión.

Protozoología Estudia los protozoarios, microorganismos unicelulares eucariotas. Ejemplos: Giardia lamblia, Entamoeba histolytica, Trypanosoma cruzi, etc.

Inmunología Estudia los mecanismos de defensa del huésped contra las enfermedades.

Especialidades de la Microbiología Microbiología médica : Es la rama de la Microbiología que se encarga de estudiar los microorganismos causantes de enfermedades (patógenos), también se encarga de la prevención y control de las enfermedades infecciosas. Se ocupa de las enfermedades humanas y animales.

Especialidades de la Microbiología Microbiología de la salud pública : Se ocupa de identificar y controlar la extensión de enfermedades contagiosas.

Especialidades de la Microbiología Microbiología de los alimentos : Estudia tanto los efectos dañinos como los efectos beneficiosos de los microorganismos sobre los alimentos. El papel beneficioso incluye el uso de microorganismos en la preparación de alimentos tales como quesos, salchichas, yogur, encurtidos, etc. Por otra parte, los microorganismos son responsables de algunas de las más serias intoxicaciones alimentarias y causan también la descomposición de una gran variedad de alimentos.

Especialidades de la Microbiología Microbiología del Agua: Es muy importante que el agua para consumo humano y para otros usos esté pura y libre de bacterias patógenas. La Microbiología del Agua se ocupa de obtener aguas de óptima calidad y utiliza mi- croorganismos con el fin de regenerar las aguas de desecho y hacerlas útiles.

Especialidades de la Microbiología Microbiología agrícola : Se ocupa del impacto de los M.O en la agricultura. Los microorganismos juegan un papel muy importante en la agricultura, tanto desde el punto de vista beneficioso como perjudicial. La Microbiología Agrícola estudia ambos aspectos, entre otros: el papel de los microorganismos en la formación y fertilización de los suelos, el control de los insectos dañinos para las plantas mediante el uso de microorganismos, y los efectos dañinos de los microorganismos sobre las plantas.

Especialidades de la Microbiología Microbiología Veterinaria Enfermedades infecciosas de varios tipos son responsables de la muerte de muchas mascotas y de animales de granjas. La Microbiología Veterinaria se encarga de la prevención y control de esas enfermedades.

Especialidades de la Microbiología Microbiología Bélica (Guerra Biológica)   Consiste en el uso intencional de microorganismos vivientes o sus productos tóxicos, para causar daño e incluso la muerte al hombre, animales y/o plantas. El 10 de Abril de 1972 la Organización de las Naciones Unidas firmó un convenio sobre la prohibición del desarrollo, producción y alma- cenamiento de armas biológicas.

Fases en el estudio de la Microbiología Periodo especulativo (desde la antigüedad hasta primeros microscopios) La humanidad conoce las actividades microbianas sin saber nada de los microorganismos: Enfermedades infecciosas Primeros microscopistas (1675 - mediados del s. XIX) Cultivo de microorganismos (hasta finales del siglo XIX) Hasta nuestros días: multitud de enfoques en el estudio microbiano. Ciencias “emancipadas” (Virología, Inmunología)

Desarrollo Histórico En la historia evolutiva de la microbiología han intervenido varios científicos. La microbiología inició cuando el hombre empezó a pulir el vidrio y a combinarlo con el objeto de lograr amplificaciones de organismos muy pequeños (inicio con la aparición del microscopio).

En el siglo XIII Roger Bacon, postuló que las enfermedades eran causadas por seres invisibles.   En 1658 un monje llamado Kircher, hizo referencia de gusanos invisibles que intervenían en la descomposición de cuerpos orgánicos, en la carne y en la leche. Fue el primero en determinar que las bacterias y otros miembros producían enfermedades. En 1655 descubrió la célula en un pedazo de corcho.

De 1632 a1723 el holandés Antonio Van Leeuwenhock fue el primero en hacer descripciones y dibujos precisos de bacterias y protozoarios que fueron observados por el microscopio. Su descubrimiento no fue apreciado.

Louis Pasteur. Descubrió la participación de los microorganismos en la fermentación para la elaboración de vinos y cervezas. Demostró mediante experimentos que las bacterias son la causa de algunas enfermedades. Junto con Robert Koch comprobaron que el carbunco en los animales era producido por una bacteria. En 1880 aisló el germen causante del cólera aviar (gallinas), desarrollando la bacteria en cultivo puro. Trabajóo con la vacuna contra la hidrofobia o rabia, aislando el germen en cultivo puro.

Robert Koch. Aisló las bacterias que causan el carbunco (enfermedad infecciosa) en ovejas, vacas y cabras, descubriendo los bacilos (bacteria en forma de barra) en las puntas angulosas en la sangre. Fue la primera vez que se comprobó que una bacteria causaba enfermedad en los animales. Con Louis Pasteur y Robert Koch se abrió una nueva era de conocimiento para la microbiología, a ellos asistieron varios científicos para ser asociados, para distribuir esos conocimientos en toda América y Europa.

Joseph Lister en 1878 obtuvo por primera vez cultivos de bacterias. Edwin Klebs y Frederick Leoffler descubrieron el bacilo de la difteria.

En 1901 el microbiólogo holandés Beinjerink descubrió que el nitrógeno producido por las bacterias en el suelo producía fertilidad en el suelo. El Danés Anes Emil Cristian Hansen, realizó estudios para uso industrial de las fermentaciones mediante el cultivo de bacterias en la producción de vinagre (ácido acético).

En 1915 Smith y Bunquet descubrieron que los insectos son portadores de enfermedades virosas de planta infectadas a plantas sanas. En el año de 1900 la microbiología causó gran importancia por que se le incluyó como una rama de la biología.