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BACTERIAS Y ANTIBIÓTICOS.¿QUE SON? TEMA Nº 1

              BACTERIAS Y ANTIBIÓTICOS.¿QUE SON?    TEMA Nº 1

Dr: Rafael Tobías Blanco Vilariño.

Médico Microbiólogo Clínico.

Universidad de Carabobo-Valencia- Venezuela.

En 1866 un discípulo de Darwin, un joven zoologista alemán llamado Haeckel, crea el tercer reino del mundo vivo que denominó de los Protistes, donde pertenecen las bacterias como células primitivas o Procarióticas, muy diferentes a las células que configuran a los seres vivos superiores, conocidas como células Eucarióticas; las que poseen un Núcleo con membrana nuclear, nucléolo y jugo nuclear y su ADN está constituido por 46 cromosomas, que conforman unos 23 pares; de los cuales 22 pares son Autosómicos, de los que dependen todas nuestras característica fenotípicas, que permiten la diferenciación entre los hermanos y sus semejantes y un par que es el Sexual, el que nos da el Sexo: XX en la hembra y XY en el varón; lo cual establece por si solo una gran diferencia con los Procariótes; cuyo primitivo núcleo es un verdadero  Nucleoide bacteriano, que está constituido por un solo Cromosoma lineal de ADN o genoma bacteriano, sin membrana nuclear, nucléolo ni jugo nuclear; donde están codificadas todas las características de cada especie bacteriana, este cromosoma lineal está unido por sus extremos por lo que es circular y forma un ovillo arrollado sobre si mismo ver figura nº 1. La bacteria como célula primitiva o protiste inferior, con un tamaño que oscila entre las 0,5  a 7 Micras, contiene además  de su ADN-n o( nuclear) en su citoplasma, a tres variedades de ARN, conocidos como ARN-m o mensajero, ARN-t o de transferencia y al ARN-r o Ribosomal. Ver Figura Nº 2

 

-Pared Bacteriana: Estructuralmente es una compleja molécula Lipo-Poli-Sacaridica (LPS), formada por un  mucopéptido, producto de la unión en cadena de moléculas de N-acetilglucosamina(NAG) con ácido acetilmurámico(AAM), unidos entre si por puentes polipeptidicos; los cuales son rotos por los antibióticos betalactámicos en su acción bactericida. Esas uniones polipeptídicas son las que le confiere una gran rigidez a la pared, que amen de darle la morfología a las bacterias: cocos, bacilos espirilos, vibrio etc, les permite resistir a una  presión atmosférica intra-citoplásmica de 2 a 5 atmósferas, impidiendo el estallido o lisis de las bacterias; de igual forma posee poder Antigénico con propiedades inmunogénicas, que es también usado para preparar vacunas; es la Endotoxina de los Gram negativos y permite la coloración de Gram. De igual forma, aprovecho la oportunidad para recordar que esa configuración molecular de la pared bacteriana, no existe en nuestras células eucarióticas, por ello no es afectada por antibióticos betalactámicos: Penicilinas y Cefalosporinas.

PARED

 (*)Penicilinas y Cefalosporinas.

-Membrana Citoplasmática: posee enzimas llamadas Permeasas, que permiten la   entrada de nutrientes y la salida de sustancias tóxicas como la exotoxina tetánica, botulínica, la penicilinasa etc.

Citoplasma: contiene ADN-n, ARN-t, ARN-m, Ribosomas, Vacuolas, reservas nutricionales, plásmidos(**) como el Factor Sexual (F) que divide a las bacterias en masculinas o (F+) y femeninas o (F-); si este Factor (F+) se logra conjugar con un plasmado intracitoplasmático responsable de la Resistencia múltiple a los antibióticos, se le denomina Factor “RTF” o Factor de Resistencia Múltiple; el cual juega un importante papel en la resistencia intra-hospitalaria, condicionando el cierre de salas quirúrgicas, obstétricas, retenes infantiles etc. Pero no contiene mitocondrias, que son propias de las células eucarióticas que constituyen nuestro soma.

(**) son moléculas de ADN extra cromosómico auto replicables, pueden codificar síntesis de toxinas como la diftérica o resistencia a los antibióticos etc. Transferibles por la Conjugación sexual.

Metabolismo Endocelular: el ADN-n por medio de una ARN-sintetasa produce el ARNm, quien codifica el mensaje que el lleva a la fracción 30 S del ribosoma, quien copia el mensaje y lo pasa a la unidad 50 S o unidad de síntesis del Ribosoma, encargado de activar al ARNt, quien le transfiere los aminoácidos indicados por el ARNm y sintetizar así el producto ordenado por el núcleo (:ver figura):  Síntesis de pared, de enzimas como la penicilinaza, cefalosporinasa, hialuronidasa, Antibióticos, exotoxinas como la tetánica, la botulínica y de la gangrena gaseosa; la tetánica nos condiciona una contracción espástica muscular muy dolorosa; que se inicia por los maseteros, dándole al paciente el aspecto de poseer una sonrisa llamada “Sardónica” nombre que proviene de la planta herbácea que se da en las regiones fangosas, llamada “Sardonia”(Ranunculus sceleratus); cuyo jugo, que es muy tóxico, cuando es colocado sobre los músculos faciales, les produce una contracción que imita a una sonrisa falsa, que se hace fingiendo agrado y que no nace de una alegría interior; de ahí la denominación de Risa Sardónica.

En el botulismo se produce todo lo contrario; es decir una parálisis totalmente atónica o flácida; de allí su uso médico para condicionar relajación de los músculos faciales, que hacen desaparecer las famosas” patas de Gallo” y las Arrugas frontales etc.

 Figura Nº 2     Metabolismo Endocelular bacteriano

Sin título

                                                          

¿QUE SON LOS ANTIBIÓTICOS?

Los Antibióticos: Son sustancias producidas naturalmente por algunas bacterias y hongos, con la finalidad de que otros microbios no le ocupen su hábitat y le consuman sus nutrientes; ese efecto de antibiosis o de antivida, fue el origen de la palabra antibióticos. Fueron descubierto por azar el año 1928, por el microbiólogo Inglés Alexander Fleming, cuando en su laboratorio microbiológico en el Saint Mary´s Hospital, observó como en una placa de agar donde él estaba cultivando un St aureus, se había contaminado accidentalmente con un hongo y observó, que en todo su alrededor, había un halo totalmente claro, donde no había crecido su St aureus; hongo que al  estudiarlo, resulto ser un Penicillum, por lo que al producto que el elaboraba con efecto de antibiosis se le llamó Penicilina. Su primer uso fue en un policía de Oxford, afecto de un cuadro infeccioso por St aureus y al ser tratado con la penicilina, presentó una mejoría espectacular, pero con tan mala suerte, de que la cantidad de penicilina que ellos habían logrado obtener se les agotó y al suspenderla, el paciente se volvió a agravar y murió.

Para ese entonces, ya Inglaterra estaba involucrada en la segunda guerra mundial y no podía invertir para continuar los estudios de la penicilina con el objeto de lograr producirla pura y en cantidad industrial; motivo por lo que dichas investigaciones se continuaron en EEUU con la colaboración de los microbiólogos Florey y Chain. Logrando así obtenerla en cantidad industrial, por lo que su uso fue en escala militar, para tratar las tropas con heridas infectadas y por enfermedades venéreas de la época, como la sífilis y la gonorrea con resultados obviamente espectaculares; ello fue motivo para que estos tres científicos recibieran el Premio Nóbel de medicina en 1945; a partir de entonces se sucedió una verdadera cacería de microbios que fueran productores de otros antimicrobianos y así se descubrió la Estreptomicina, Kanamicina, Eritromicina, Tetraciclina, Cloranfenicol etc.

Es prudente aclarar, el que hoy día existen muchos productos creados por el hombre en el laboratorio, con efectos similares a los antibióticos; pero por ser sintéticos, se les denomina Quimioterápicos antimicrobianos, para diferenciarlos de los quimioterápicos usados contra el cáncer, y otras enfermedades malignas. Entre los quimioterápicos antibacterianos contamos con las Sulfas, Quinolonas, Nitrofuranos, Metronidazol , PAS, INH, Hidracida etc.

¿Qué es una Unidad de penicilina? Es la actividad antibacteriana específica, contenida en 0,6Microgramos de Penicilina G Sódica.

MECANISMO DE ACCION DE LOS ANTIBIOTICOS:

1Sobre la Pared bacteriana: los betalactámicos condicionan una ruptura del puente polipeptídico, impidiendo su solidez y resistencia a la presión intracitoplasmática de 2 a 5 atmósfera que poseen las bacterias, debilidad estructural que condiciona su muerte por estallido o lisis, de allí su denominación como antibióticos con efecto bactericida o bacteriolíticos; a este grupo pertenecen las penicilinas y las cefalosporinas.(ver pared).

2-Sobre la Membrana Citoplasmática: A este nivel actúan la Polimixina, Bacitracina, y la Colimicina, alterando la acción de las Enzimas Permeasas, que son las que permiten

la entrada de los nutrientes al citoplasma y la salida de los productos tóxicos bacterianos, de esta forma a la bacteria se le escapan hacia el exterior los nutrientes de reserva que posee en su citoplasma, lo cual le condicionara la muerte por inanición.

3-Sobre el Núcleo bacteriano: a este nivel actúan las Rifampicinas y las Quinolonas como la Ciprofloxacinas, impidiendo que el ADN nuclear forme al ARN-m y al no haber mensaje el metabolismo endocelular se detiene originando la muerte del microorganismo.

4-Sobre el ARN-m:  A este nivel actúan los Aminoglucósidos como la Streptomicina, Kanamicina, Tobramicina,Gentamicina, Dibekacina etc, impidiendo que el mensaje sea copiado por la fracción 30 S del Ribosoma o bien condicionando el que se cometan errores en la copia o transcripción del mensaje; en el primer caso al no llegar el mensaje, obviamente que se detiene el mecanismo biosintético endocelular y en el segundo caso el producto que es sintetizado es el no indicado por el Núcleo y por lo tanto este Neoproducto no puede entrar en el metabolismo celular o bien puede actuar como toxico; en ambos caso se sucederá la muerte del microorganismo.

5-Sobre el ARN-t: A este nivel actúan los antibióticos de Amplio Espectro como las Tetraciclinas, La Eritromicina y el Cloranfenicol; impidiendo que los Aminoácidos  contenidos como sustancias de reserva en el citoplasma, sean transportados activamente

por el ARN-t y acoplados en la Unidad 50.S del Ribosoma, impidiendo el que dichos Aminoácidos se acoplen para sintetizar la molécula ordenada por el Núcleo bacteriano; por ello, el metabolismo se detiene y la bacteria queda en éxtasis y no se puede multiplicar de allí el termino de Bacteriostático; si por algún motivo se suspendiera el uso de estos antibióticos antes de tiempo, la bacteria que estaba en éxtasis volverá a reiniciar su metabolismo y se reiniciará en el paciente el proceso infeccioso, proceso que denominamos como recidiva infecciosa.

En este sentido del metabolismo endobacteriano, si desea elaborar una determinada sustancia de las ya enumeradas, el núcleo microbiano elabora un ARN-m o ARN-mensajero, el cual codifica a la sustancia ordenada por el núcleo para luego viajar por el citoplasma, mensaje que es entregado a otra estructura citoplásmica conocida como los Ribosomas, que como una secretaria copia fielmente la información; la cual es pasada a otra subunidad del ribosoma o segunda secretaria, que es la encargada de pedir los aminoácidos ordenados, para poder elaborar el producto solicitado por el núcleo; esos aminoácidos, serán transferido por otro ARN-T o ARN-de transferencia, a la unidad de

síntesis de la cual está dotada el Ribosoma; donde serán alineadas y acopladas , saliendo así el producto final deseado como: penicilinasa, céfalosporinasa, toxina tetánica, botulínica etc.…ver dibujo del Metabolismo endocelular.

 

Figura Nº 1(división bacteriana)

División lineal del ADN en dos cadenas

figura

Recordemos que la reproducción bacteriana se sucede de forma logarítmica 20 minutos: 2-4-8-16-32-64….millones, ese período silente de su reproducción en un proceso infeccioso lo denominamos período de Incubación, luego vienen las primeras manifestaciones del proceso infeccioso denominado Prodromos, seguido del período de Estado o cuadro clínico infectológico. Si sobrevivimos viene el período de Convalecencia y el de Curación donde dependiendo del agente infeccioso podremos quedar inmunes o no.

 

Dr: Rafael Tobías Blanco Vilariño.

Profesor Titular de Microbiología Médica.

Universidad de Carabobo.

Valencia- Venezuela : 12-2-2015

 

 

 

 

 

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Publicado por en 28 de febrero de 2015 en CIENTÍFICO

 

ALERGIAS AL FRIO, CALOR, AGUA Y LOS PSICOALERGENOS.

ALERGIAS AL FRIO, CALOR, AGUA Y LOS PSICOALERGENOS.

Dr: Rafael Tobías Blanco Vilariño.     

Médico Microbiólogo Clínico.

Universidad de Carabobo- Valencia- Venezuela.

La piel, por su superficie de aproximadamente 2.mts cuadrados y por sus variadas e importantes funciones fisiológicas y metabólicas, representa el primer órgano de nuestra estructura corporal. Entre sus funciones destacan la termorreguladora que nos permite irradiar calor y refrescarnos en épocas calurosas o bien el conservar el calor en temperaturas bajas para no morir de hipotermia, sus secreciones sebáceas y de sudoración, cumplen funciones desinfectantes impidiendo la fácil penetración de agentes patógenos, sus terminaciones nerviosas nos permiten mediante el tacto dilucidar las características morfológicas de los cuerpos, así como la diferenciación entre frio y calor y la sensación de dolor o de placer, interviene activamente en la síntesis de la Vitamina “D”, como fijadora del calcio en nuestros huesos  y nos da protección contra agentes físicos como la Luz Ultra Violeta (LUV) solar y de productos Químicos muy ácidos o muy alcalinos y, es el espejo de nuestra edad y de nuestros conflictos psicológicos.

Todas esta nobles funciones pueden ser alteradas por múltiples causas: como cosméticos, fármacos tópicos o ingeridos, alimentos, drogas, irritantes profesionales como jabones, cemento, cal, etc., lo cual se nos ha de expresar por reacciones pruriginosas o picazón y eccematicas; pudiendo o no, algunas de estas manifestaciones tener un verdadero componente alérgico. Primeramente me referiré a las llamadas “Alergias Físicas” o Dermatitis Urticariantes (***) por exposición al Calor, Frio o al Agua contentiva de determinados productos químicos u orgánicos.  En este aspecto, hay determinados pacientes que cuando se exponen al calor solar, baños en aguas muy calientes o muy frías, presentan una Dermatitis Urticariante. Su explicación médica o fisiopatología es muy compleja, pero trataré de expresarlo lo más simplemente posible. En primer término, entendamos que las verdaderas reacciones alérgicas son el producto de un conflicto inmunológico inducido por una sustancia alergénica contenida en alimentos o fármacos, que reacciona contra un anticuerpo específico del tipo”IgE”, que se encuentra adherido a células contentivas de histamina como son los Mastocitos fijos en nuestra piel o a los Basófilos circulantes en sangre, condicionando así la súbita  liberación de la Histamina y de otros mediadores químicos condicionantes del súbito aparecimiento de los clásicos habones cutáneos acompañados de  prurito y del rubor, minutos u horas después de haber recibido el fármaco tópico, inyectado u oral o de haber consumido el alimento(trofoalergeno). Ver imagen Nº1.

Mientras que las llamadas “Alergias Físicas” si bien poseen manifestaciones similares a una verdadera reacción alérgica, en ella no interviene ningún alérgeno ni ningún anticuerpo del tipo IgE. Ellas son debidas a una sensibilidad especial de nuestras terminaciones nerviosas sensitivas o bien a un bajo nivel de tolerancia a los estímulos Físicos condicionados por la Luz Ultra-Violeta (LUV), por el calo o por el frío; para ello, recordemos el que la piel es muy rica en vasos capilares y en terminaciones nerviosas simpáticas y parasimpáticas, dependiendo todas del llamado “S.N.A” o Sistema Nervioso Autónomo (**) que en este aspecto controla nuestros procesos de vasoconstricción o de vasodilatación capilar como mecanismos termo-reguladores, reacciones estas que no dependen de nuestra voluntad o Sistema Nervioso Central; nadie puede decir voy a sudar solamente en los brazos o voy a poner roja mi mejilla derecha. Amen de esta verdad, sabemos que en algunos humanos estas terminaciones nerviosas son muy hipersensibles o tienen un bajo umbral de tolerancia a los estímulos físicos, por lo que son fácilmente irritables e inducen a una células que están fijas a la piel, denominados “Mastocitos” muy ricos en Histamina, a liberarla y a producirnos el rubor, la tumefacción y la picazón cuando son estimulados por el frio, el calor  o por la Luz Solar; pero en esta última, también recordemos el que aparte de que la luz  es un estímulo calórico, también posee L.U.V con un poder “Fototraumático” productor de quemaduras solares en la playa marina, de mutaciones en el ADN de nuestras células cutáneas, condicionantes del incremento hoy día del  cáncer de piel o estimular el envejecimiento dérmico. O bien, el de reaccionar con sustancias químicas depositadas en la piel por el uso de sustancias tópicas, cosméticos o por el consumo de determinados productos fármacológicos que al depositarse a nivel cutáneo se transforman en fotosensibilizante, moléculas estas que en presencia de la LUV son estimuladas biofísicamente condicionando irritación y liberación de histamina, con la correspondiente producción de ampollas y de la picazón de tipo “Fotoalérgico”. Cuando no existen antecedentes de haber usado productos farmacológicos y se nos producen estas reacciones se le denominan Reacciones Fototraumáticas, tal como lo es la clásica quemadura de primer grado por excesivo tiempo de exposición a la luz solar. donde si interviene la liberación de un mediador químico elaborado por las terminaciones nerviosas del parasimpático de nuestro SNA, denominado Acetilcolina, la cual posee un efecto farmacológico muy similar a la Histamina: vasodilatación, rubor y tumefacción; en las alérgicas se suma el prurito. De allí su denominación como Dermatitis Colinergicas, para diferenciarla de la alérgica. Habitualmente en estos pacientes con Dermatitis colinérgica, logramos detectar fácilmente en la consulta, el poseer un Dermografismo, cuando con la punta roma de un portapluma (sin emplear el tinte) escribimos haciendo presión sobre la piel de antebrazo o sobre su espalda o abdomen su nombre y de ser positivo, veremos como en un  alto relieve rubicundo y en oportunidad pruriginoso se hace visible lo escrito.(ver imagen Nº 2)   

Estas mismas manifestaciones Colinérgicas, también se presentan en las denominadas Urticarias acuagénicas: son reacciones dérmicas pruriginosas desencadenadas en algunos pacientes por el baño o inmersión en aguas extremadamente frías o calientes, o muy ricas en productos químicos irritantes como el cloro etc.

Entre los productos condicionantes de las complejas Dermatitis Foto-alérgicas y Foto-traumáticas no heredades sino adquiridas tenemos a los siguientes elementos:

Las debidas o desencadenadas por productos ingeridos, como sulfas, tetraciclinas, quinidinas, diuréticos, hipoglicemiantes etc, o de tipo tópico como cremas dérmicas con salicilatos, al contenido en alquitrán, uso de tintes, colorantes etc ,que al actuar como Fotosensibilizadores, en presencia de la luz solar(ultravioleta), se transforman en sustancias Fotoalérgicas, dando así origen al estado de hipersensibilidad de la piel. Reacción esta que se producirá cada vez que nos coloquemos o usemos a dichos productos al que nos hemos sensibilizado cutáneamente como desencadénate de nuestra Foto-alergia o reacción Foto-toxica..

Obviamente que esta reacción no debe ser confundida con las reacciones de tipo FOTOTOTRAUMATICAS  la cual es debida a que la liberación de Acetilcolina, como consecuencia de la irritación de nuestros receptores térmicos y de sensibilidad cutánea, por el abuso de la exposición a la LUV de las radiaciones solares; sustancia química esta que es liberada sobre nuestra piel, por el abuso de la luz solar, condicionando una lesión dérmica muy similar a la quemadura solar por exceso de exposición al sol, por la bofetada que nos deja el relieve de los cinco dedos sobre la mejilla golpeada etc ,con igual explicación del Dermografismo traumático.

Ahora bien: Si descartamos las urticarias por intoxicación alimentaria, por alergia a los alimentos, a las bebidas, a venenos y picaduras de insectos y a las anteriormente expuestas; nos queda por descartar las verdaderas DERMATITIS URTICARIANTE A FRIGORI, la cual suele ser desencadenada por la exposición a agentes físicos como el CALOR: baños termales, de sol  etc. o por exposición al FRÍO: baños fríos, bajas temperaturas climáticas, nieve; donde el enfermo se verá cubierto de lesiones rojas muy pruriginosas, después de haber estado sometido a estos agentes físicos; donde estas reacciones SI poseen hoy un componente inmunológico, que trataré de explicar muy someramente: algunas son de tipo familiar congénita  o hereditaria, donde el factor determinante es la presencia en su sangre de una Globulina del tipo IgM en altas concentraciones, la que en presencia de los cambios térmicos, reacciona contra nuestras células orgánicas: piel, glóbulos rojos o sistema vascular desencadenando un daño celular. A dicha Globulina se le denomina CRIOGLOBULINA y se encuentra presente en las siguientes enfermedades:

1-Anemia hemolítica a frigore.

2-Hemoglobinuria paroxística a frigore

3-Síndrome de Raynaud

En lo Psicológico, tenemos las denominadas “Neurodermatitis” producto de un conflicto psicológico de tipo emocional, denominado Neurosis de Conversión, donde el paciente descarga sus emociones sobre determinada zona  cutánea o zona psicotraumática, que habitualmente es la piel del cuello, codo o tobillo, zonas que por el crónico rascado se eccematiza y puede ser confundida con alergia, eccemas por hongo, infecciones bacterianas o ectoparasitaria a ácaros etc., por ello también se les denomina como “Enfermedades Psicosomáticas”(*) y personalmente al factor stres condiciónate les he denominado Psico-alergenos. Patología esta,  que obviamente no curará con ninguno de esos fármacos, sino con la consulta de un psiquiatra; donde también está incluido el “Colon Irritable” y otras afecciones clasificadas como  Distonías Neuro-vegetativas. Por ello siempre he dicho a mis alumnos, que todo lo que pica no es alergia; y no te automediques. ¡Voilá¡

En la Imagen Nº 1: podemos observar al Mastocito o al Basófilo impregnado de IgE y su estimulación por el alérgeno, desencadenado las clásicas reacciones alérgicas: Rinitis, Asma, Dermatitis o el temido Shock anafiláctico.

En la imagen Nº2 :El dermografismo está condicionado por la liberación masiva de Histamina, inducida por el traumatismo condicionado por la presión del instrumento que usemos para la escritura, es la clásica mano que queda impresa en algunos seres al recibir una bofetada. En otros solamente requieren el estímulo del fototraumatismo solar o el inducido por el frío o el calor; son reacciones que a mis alumnos se las defino como “Reacciones alérgicas sin alérgenos”

Imagen Nº1Nueva imagen (23)

 

Imagen Nº 2:DermografismoNueva imagen (24)

 

 (**)-Allergies respiratorias et systéme nerveux autonome (resumen) Dr R T Blanco Vilariño., Revue de L´Association des Anciens Eleves de l´Institut Pasteur. (AAEIP), 42 année-Sept-Octubre, Pag.111.Nº 164-Octobre.Año 2000. Paris. FRANCIA

(*)Dr: Rafael Tobías Blanco Vilariño: Réflexion sur les maladies psycho- allergíques.  Rev. de la A A E I. P. Inst. Pasteur.Paris Vol.50) Nº 194,p.42-43 Francia. Año  2008

 (***)Actualidades Infecto-Alergológicas; Dr Rafael Tobías Blanco Vilariño. Editorial BUBOK…..España 2013

Dr:Rafael Tobías Blanco Vilariño.

Valencia:5-1-2015

 
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Publicado por en 14 de febrero de 2015 en CIENTÍFICO