Introducción a la Microbiología

La microbiología empezó cuando el hombre aprendió a pulir piezas de vidrio y a combinarlas para lograr amplificaciones lo bastante grandes para poder ver los microbios. En el siglo XIII Roger Bacon postulo que la enfermedad era causada por criaturas vivas invisibles. Esta sugerencia la hicieron nuevamente Fracastoro de Verona (1483- 1553) y von Pleciz en 1762, pero ninguno de ellos dio prueba alguna. En 1658, un monje llamado Kircher hizo referencia a gusanos invisibles a primera vista en los cuerpos en descomposición, en la carne, en la leche, y en los exudados diarreicos. Si bien su descripción no era precisa, Kircher fue el primero en reconocer la significación de las bacterias y otros microbios en la enfermedad.

Antoine van Leeuwenhoek, que vivió en Delft, Holanda, de 1632 a 1723, fue el primero en comunicar sus observaciones con descripciones y dibujos precisos. Leeuwenhoek tuvo los medios y la oportunidad de proseguir su pasatiempo favorito de tallar lentes y hacer un microscopio. Durante su vida hizo mas de 250 microscopios que consistían en lentes de tallado casero montadas en latón y plata, aumentando, los más poderosos de los, unas 200 o 300 veces. Este microscopio tenia poca semejanza con el microscopio de luz compuesto de hoy, capaz de aumentar de 1 000 a 3 000 veces.

El microscopio de Galileo, de 1610, y el de Hooke, de 16665, tenían jamás semejanza con el instrumento moderno, pero las lentes de los microscopios de Leeuwenhoek estaban mejor hechas. Leeuwenhoek registro cuidadosamente sus observaciones en una serie de cartas a la British Royal Society. En una de las primeras, fechada el 7 de septiembre de 1674, dirigida a Henry Oldenburg, secretario de la Royal Society describía animunculos diminutos que reconoció como protozoos de vida libre.

El descubrimiento de los microbios espoleo el interés en el origen de las cosas vivas y despertó una fiebre de argumentos y especulaciones. Por lo tocante a las formas superiores de vida, la explicación griega de la diosa Gea era capaz de crear personas a partir de piedras y de otros objetos inanimados había sido descartada. Pero aun Aristóteles pensó que los animales podrían originarse espontáneamente del suelo y su influencia se dejo sentir fuertemente en el siglo XVII. Unos 40 años A.C. Virgilio dio instrucciones para la propagación artificial de las abejas. Francesco Redi (1626- 1697)demostró con un experimento que los microbios son diminutas criaturas que no necesitan antecesores.

Antecedentes de la microbiología

La microbiología surgió como ciencia tras el descubrimiento, gracias al perfeccionamiento del microscopio, de los microorganismos. El naturalista holandés Antoni van Leeuwenhoek fue el primero en describir, en 1683, estos organismos (a los que bautizó como “animálculos”), que observó con la ayuda de un microscopio construido por él mismo.

La microbiología comprende un conjunto de disciplinas relacionadas, entre las que destacan la bacteriología, la virología y la parasitología. Esudia, no sólo la morfología de los microorganismos, sino también su modo de vida, su metabolismo, su estructura molecular, sus propiedades patogénicas y sus características antigénicas (aquellas que pueden provocar una respuesta del sistema inmunológico).

 Fue a partir de la segunda mitad del siglo XIX cuando los conocimientos de la microbiología avanzaron de forma notable, gracias, por una parte a Louis Pasteur (considerado el padre de la microbiología moderna) y, por otra, a Robert Koch (descubridor del agente responsable de la tuberculosis o bacilo de Koch). Este desarrollo se vio particularmente estimulado por las implicaciones de la microbiología en el estudio de muchas enfermedades. De este modo, los trabajos de estos dos investigadores y de sus discípulos permitieron descubrir numerosos microorganismos patógenos, proporcionando las bases para el control diversas enfermedades.

Por lo tocante a las formas superiores de vida, la explicación griega de la diosa Gea era capaz de crear personas a partir de piedras y de otros objetos inanimados había sido descartada. Pero aun Aristóteles pensó que los animales podrían originarse espontáneamente del suelo y su influencia se dejo sentir fuertemente en el siglo XVII. Unos 40 años A.C. Virgilio dio instrucciones para la propagación artificial de las abejas. Francesco Ridi (1626- 1697)demostró con un experimento que los microbios son diminutas criaturas que no necesitan antecesores.

Desarrollo histórico demicrobiología

Descubrimiento de la función de los microorganismos como causantes de enfermedades (Koch y la bacteria del carbunco) Ya en 1546 Girolano Fracastoro había sugerido que las enfermedades podían deberse a organismos tan pequeños que no podían verse y que eran transmitidos de una persona a otra. Sin embargo, el descubrimiento de que las bacterias pueden actuar como agentes específicos de las enfermedades infecciosas en los animales fue realizado a través del estudio del carbunco, infección grave de los animales domésticos que es transmisible al hombre. La demostración concluyente de la causa bacteriana o etiología del carbunco la proporcionó en 1876 Robert Koch, un médico rural alemán. Kosch empezó a estudiar el mundo microbiano después de que su mujer le regalara por su 28 cumpleaños un microscopio. Seis años después Koch anunció al mundo que había encontrado la bacteria del carbunco (Bacillus anthracis). Posteriormente él y sus colaboradores descubrieron las bacterias que causan la tuberculosis y el cólera.

Esta serie de experimentos se ajustaban a los criterios necesarios para poder establecer la relación causal entre un organismo específico y una enfermedad específica. Estos criterios se conocen como los postulados de Koch:

1.- El microorganismo debe estar presente en todos los casos de la enfermedad.2.- El microorganismo debe ser aislado del hospedador enfermo y obtenerse en cultivo puro en el laboratorio.3.- La enfermedad específica debe reproducirse cuando un cultivo puro del microorganismo se inocula a un hospedador susceptible sano.4.- El microorganismo debe ser recuperable de nuevo a partir del hospedador inyectado experimentalmente.

Louis Pasteur

Louis Pasteur fue un químico y biólogo francés que fundó la ciencia de la microbiología. Comenzó investigando los procesos de fermentación del vino y la cerveza y descubrió la existencia de las bacterias que interferían en este proceso. Aplicó sus conclusiones al estudio de la causa y el desarrollo de las enfermedades y demostró la teoría de los gérmenes como causantes de las mismas. También desarrolló vacunas que consiguieron salvar miles de vidas. Pasteur observó que en la fabricación de la cerveza y el vino, a veces los dos líquidos resultaban buenos y otras agrios. Decidió estudiar el proceso con el microscopio y descubrió que cuando la fermentación era normal participaban las pequeñas células de la levadura. En cambio, cuando resultaban agrios era porque en el proceso participaban organismos como las bacterias. 

Anton van Leeuwenhoek

En 1668 confirmó y desarrolló el descubrimiento de la red de capilares del italiano Marcello Malpighi, demostrando cómo circulaban los glóbulos rojos por los capilares de la oreja de un conejo y la membrana interdigital de la pata de una rana. En 1674 realizó la primera descripción precisa de los glóbulos rojos de la sangre. Más tarde observó en el agua de un estanque, el agua de lluvia y la saliva humana, lo que él llamaría animálculos, conocidos en la actualidad como protozoos y bacterias. En 1677 describió los espermatozoos de los insectos y los seres humanos.

Robert Koch 

Su primer descubrimiento importante se produjo en la década de 1870, cuando demostró que el carbunco infeccioso, también conocido como ántrax, sólo se desarrollaba en los ratones cuando el material inyectado en su torrente sanguíneo contenía bastones o esporas viables del Bacillus anthracis. El aislamiento del bacilo del carbunco por parte de Koch constituyó un hito histórico, ya que por primera vez pudo demostrarse sin duda cuál era el agente causante de una enfermedad infecciosa. Quedó claro que las enfermedades infecciosas no estaban causadas por sustancias misteriosas, sino por microorganismos específicos, en este caso bacterias. Koch mostró también cómo debe trabajar el investigador con dichos microorganismos, cómo obtenerlos a partir de animales infectados, cómo cultivarlos artificialmente y cómo destruirlos. Koch comunicó sus observaciones al gran patólogo alemán Julius Friedrich Cohnheim y sus colaboradores, uno de los cuales era el bacteriólogo Paul Ehrlich, pionero de la inmunología moderna

El siglo XX: los grandes avances

A finales del siglo XIX y comienzos del XX, diversos microbiólogos como el ruso Serguei Winogradsky, considerado el fundador de la ecología microbiana moderna, emprendieron las investigaciones sobre el metabolismo de las bacterias (estudios iniciados por Pasteur). Winogradsky estableció que las bacterias funcionan según dos modelos: la aerobiosis, que se basa en el consumo de oxígeno; y la anaerobiosis, que permite a las bacterias vivir en un ambiente desprovisto por completo de oxígeno. Winogradsky descubrió las bacterias quimiosintéticas, puso de manifiesto la participación de los microorganismos en el ciclo de la urea y fue uno de los primeros en estudiar las bacterias simbióticas.

El estudio de los virus se desarrolló especialmente en el primer tercio del siglo XX. En efecto, a pesar de que en el año 1905 varios microbiólogos habían demostrado que las enfermedades víricas conocidas se debían a agentes patógenos minúsculos y no a las toxinas, los virus siguieron siendo invisibles; y su naturaleza, desconocida, hasta la década de 1930. En 1935 el bioquímico estadounidense Wendell Stanley logró aislar y cristalizar un virus: el del mosaico del tabaco. En 1938 se observaron por primera vez los virus gracias a la invención del microscopio electrónico. Después, en las décadas de 1960 y 1970 se descubrieron numerosos virus y se determinaron sus características físicas y químicas.

Conceptos básicos a la microbiología

MicroorganismoUn microorganismo, también llamado microbio (del griego μικρο, «micro», diminuto, pequeño y βιος, «bio», vida,ser vivo diminuto), es un ser vivo que solo puede visualizarse con el microscopio. La ciencia que estudia los microorganismos es la microbiología. Son organismos dotados de individualidad que presentan, a diferencia de lasplantas y los animales, una organización biológica elemental. En su mayoría son unicelulares, aunque en algunos casos se trate de organismos cenóticos compuestos por células multinucleadas, o incluso multicelulares.

Antígeno: sustancia extraña a un organismo, normalmente una proteína, que desencadena como reacción defensiva la formación de anticuerpos que reaccionan específicamente con el antígeno. En general, cualquier sustancia que provoca una respuesta inmunitaria.

Biotecnología: toda aplicación tecnológica que utilice sistemas biológicos y organismos vivos o sus derivados para la creación o modificación de productos o procesos en usos específicos.  Enzima: catalizador biológico, normalmente una proteína, que mediatiza y promueve un proceso químico sin ser ella misma alterada o destruida. Son catalizadores extremadamente eficientes y muy específicamente vinculados a reacciones particulares.

Patógeno: productor o causante de enfermedad.

PROTOZOOS: Son las formas animales más primitivas que se caracterizan por ser parásitos unicelulares, poseer una membrana fina y estar dotados de movimiento. Los bortes de mayor importancia han estado relacionados con el consumo de agua contaminada, siendo el toxoplasma una de las especies de protozoos más importante, asociada al consumo de carne cruda o poco cocida.

Celula:Es la unidad morfológica y funcional de todo ser vivo. De hecho, la célula es el elemento de menor tamaño que puede considerarse vivo.

Ecositema: Conjunto formado por los organismos mas su medio ambiente

Patogeno:Microorganismo que causa enfermedad.

RNA: Acido ribonucleico, implicado en la sintesis de proteinas como RNA mensajero, RNA de tranferencia y RNA ribosomico.

pH:  El pH determina la acidez o alcalinidad de un producto, siendo el pH neutro cuando el valor es de 7, pH inferiores indican acidez del producto y los superiores a 7 indican alcalinidad.

Habitat:Lugar de residencia de una poblacion microbiana en un medio.

Citoplasma:Porcion fluida de una celula limitada por una membrana celular exceptuando el nucleo.

Metabolismo: Conjunto de reacciones bioquimicas de una celula.

Relación con otras ciencias de microbiología

El campo de la microbiología puede ser dividido en varias subdisciplinas:Fisiología microbiana: estudio a nivel bioquímico del funcionamiento de las células microbianas. Incluye el estudio del crecimiento, el metabolismo y la estructura microbianas.Genética microbiana: estudio de la organización y regulación de los genes microbianos y como éstos afectan el funcionamiento de las células. Está muy relacionada con la biología molecular.Microbiología clínica: estudia la morfología de los microbios.Microbiología médica: estudio del papel de los microbios en las enfermedades humanas. Incluye el estudio de la patogénesis microbiana y la epidemiología y está relacionada con el estudio de la patología de la enfermedad y con la inmunología.Microbiología veterinaria: estudio del papel de los microbios en la medicina veterinaria.Microbiología ambiental: estudio de la función y diversidad de los microbios en sus entornos naturales. Incluye la ecología microbiana, la geomicrobiología, la diversidad microbiana y la biorremediación.

Protistología: Estudio de los protistas.Micropaleontología: Estudio de los microfósiles.Palinología: Estudio del polen y las esporas.Ficología: También llamada Agrología. Estudio de las algas y microalgas.Protozoología: Estudio de los protozoos.Micobacteriologia: Estudio del género Mycobacterium