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I D E A S Microorganismos: importancia
C L A R A S sanitaria y ecológica
Microorganismos y medio ambiente
En la naturaleza, los microorganismos forman parte de comunidades complejas, que interaccionan entre sí y con el medio
ambiente. La materia circula entre los seres vivos y el medio en un sistema cerrado en el que parte de la energía se pierde
en forma de calor. Los organismos productores fijan el carbono inorgánico en orgánico, mientras que los consumidores
y los descomponedores remineralizan el carbono orgánico.
Los microorganismos
en los ciclos
biogeoquímicos
Los microorganismos participan activamente en los ciclos biogeoquímicos:
쐌 Ciclo del carbono. En la fase aeróbica del ciclo del carbono intervienen organismos
productores (plantas y microorganismos con fotosíntesis oxigénica) y consumidores
(animales, plantas y microorganismos con respiración aerobia); en anaerobiosis,
los microorganismos descomponedores (bacterias y hongos) remineralizan la materia
orgánica por respiración anaerobia o fermentación.
El CO2 también puede ser utilizado en anaerobiosis por bacterias metanogénicas,
mientras que el metano producido por estas es remineralizado por bacterias
metanotrofas. En medios iluminados anaerobios es importante la actividad productora
de las bacterias fotosintéticas anoxigénicas.
쐌 Ciclo del nitrógeno. Las conversiones del amonio entre los seres vivos se resumen
en una serie de actividades:
쐌 Fijación de nitrógeno atmosférico en moléculas orgánicas y amonio. Este proceso
lo llevan a cabo exclusivamente las bacterias (la enzima responsable es la nitrogenasa).
쐌 Amonificación. El amonio es un producto de excreción de muchos seres vivos; puede
ser degradado por bacterias amonificantes.
쐌 Nitrificación. Consiste en la conversión de amonio en nitritos y de estos en nitratos
por bacterias nitrificantes (bacterias quimiolitotrofas).
쐌 Asimilación. El amonio y los nitratos pueden ser asimilados directamente
por las plantas y los microorganismos, e indirectamente por los animales en la dieta.
쐌 Desnitrificación. Es la conversión bacteriana de nitrato en nitrógeno gaseoso.
쐌 Ciclo del azufre. Las principales etapas en este ciclo son:
쐌 Reducción de sulfato. El sulfato puede ser incorporado a moléculas orgánicas
(reducción asimilatoria) o utilizado por ciertas bacterias en un proceso de respiración
anaerobia, como aceptor terminal de electrones (reducción desasimilatoria). Algunos
microorganismos liberan sulfuro de hidrógeno en un proceso de desulfurilación.
쐌 Oxidación de sulfuros y azufre elemental. La llevan a cabo exclusivamente las bacterias
quimiolitotrofas del azufre y las bacterias fotosintéticas anoxigénicas del azufre.
Otros elementos, como el hierro o el fósforo, son incorporados a las moléculas biológicas
o bien remineralizados e incorporados al ambiente por diversos organismos, en muchos
casos exclusivamente por microorganismos.
Control ambiental:
el ecosistema
equilibrado
Los ecosistemas se encuentran en estado equilibrado o estable. Si se produce
una contaminación, el ecosistema sufre una alteración que puede ser irreversible
si no se lleva a cabo una restauración del mismo.
La contaminación. Diversos productos físicos, biológicos o químicos pueden contaminar
el medio ambiente. Algunos productos químicos, como la materia orgánica, el nitrógeno
o el fósforo no son tóxicos, pero pueden producir eutrofización del medio acuático; otros,
como los metales pesados, ciertos plaguicidas o los derivados del petróleo, son tóxicos o
difícilmente biodegradables. Los organismos potencialmente patógenos también pueden
ser fuentes de contaminación.
Control ambiental. La prevención y el control de los daños ambientales ocasionados por la
actividad humana han sido sometidos recientemente a control legislativo en muchos países,
entre ellos los europeos. Periódicamente se lleva a cabo la evaluación del estado ecológico
y se han desarrollado herramientas de evaluación y tecnologías de recuperación ambiental.
Los microorganismos como agentes beneficiosos o perjudiciales para la salud
Los microorganismos pueden tener un efecto positivo o negativo para el ser humano. Los microorganismos parásitos
viven a expensas de un hospedador y se denominan patógenos si le causan una enfermedad. La patogenicidad
y la virulencia de un microorganismo se relacionan con su mayor o menor facilidad para provocar enfermedades.
Microbiota normal
La microbiota normal está constituida por los microorganismos que se asocian a la piel, el
tracto respiratorio, genital o intestinal, y que tienen un efecto beneficioso para el organismo.
Los microorganismos
como agentes
patógenos
La acción de los microorganismos patógenos puede esquematizarse del siguiente modo:
쐌 Entrada en el hospedador. Por contacto directo, inhalación (transmisión aérea), ingestión
(transmisión por agua o alimentos) o a través de heridas, picaduras o a través de la sangre.
쐌 Adhesión a los tejidos. La adhesión a los tejidos del hospedador se puede llevar a cabo
a través de cápsulas o capas mucosas.
쐌 Invasión de las células del organismo. Los patógenos pueden atravesar las barreras
corporales a través de heridas o lesiones y ser transportados posteriormente hasta
los tejidos diana. La unión a receptores específicos o la especialización de ciertas partes
de la célula facilitan la invasión.
쐌 Desarrollo de la infección. Los microorganismos patógenos, como consecuencia
de su crecimiento, pueden causar una lesión directa en las células o tejidos o liberar
diversos factores, como enzimas que provocan la lisis de células del sistema inmune
o la ruptura del cemento intercelular. También pueden producir toxinas, que se liberan
durante el crecimiento (exotoxinas) o después de la muerte celular (endotoxinas).
쐌 Evasión de las defensas del hospedador. La capacidad infectiva de los patógenos
depende, en gran medida, de su capacidad para impedir la acción de las células
del sistema inmunitario.
Enfermedades producidas por microorganismos patógenos
Los microorganismos patógenos causan enfermedades de diversa naturaleza: algunas son esporádicas, otras se extienden
en una población en un período corto de tiempo (epidemias) y pueden, incluso, afectar a una gran parte de la población
mundial (pandemias).
Control de las
enfermedades
producidas por
microorganismos
Los agentes antimicrobianos son sustancias que producen la muerte o inhiben
el crecimiento de los microorganismos. Los desinfectantes se emplean para eliminar
los microorganismos de los objetos, mientras que los antisépticos se emplean, con el mismo
fin, en los seres vivos.
Las sustancias que se utilizan para el tratamiento de las enfermedades se denominan
agentes quimioterapéuticos (sulfamidas y antibióticos).
Análogos de factores
de crecimiento:
sulfamidas
Las sulfamidas inhiben en las bacterias la síntesis de ácido fólico, que es un precursor de la
síntesis de ácidos nucleicos. En la actualidad, se ha reducido su uso debido al desarrollo
de numerosas resistencias.
Antibióticos
Los antibióticos son agentes antimicrobianos producidos de forma natural, principalmente
por hongos y actinomicetos, aunque algunos son semisintéticos y se obtienen
en el laboratorio. Los antibióticos que actúan sobre una gran cantidad de microorganismos
son de amplio espectro; por el contrario, los de espectro restringido tienen actividad sobre
pocos microorganismos.
La actividad antibiótica puede consistir en la inhibición de la síntesis de la pared celular
(penicilina), la alteración de la permeabilidad selectiva de la membrana (polimixina B)
o la inhibición de la síntesis proteica (estreptomicina) o de los ácidos nucleicos
(quinolonas).
El abuso de los antibióticos ha provocado la aparición de bacterias resistentes a ellos.
Antivirales
En general, los antivirales tienen más efectos negativos sobre el hospedador que otros
agentes microbianos.
Los interferones son proteínas con acción antiviral producidas por células animales.
Antifúngicos
y antiparasitarios
Es habitual que estos agentes sean también tóxicos para el hospedador, debido a que se
trata de organismos eucariotas con mecanismos celulares y metabólicos semejantes
a los de los animales superiores.