CLASIFICACION BACTERIANA ( Capitulo 3)

CLASIFICACION DE LAS BACTERIAS.

(Capitulo 3)

   Se calcula que en la actualidad es posible identificar menos de 10% de los microorganismos patógenos que provocan enfermedades por la imposibilidad de cultivar o analizar estos organismos con sondas moleculares. 

   La razón por la que es importante conocer estas sutilezas es que cada uno de estos organismos infecciosos se ha adaptado de manera específica a un modo de transmisión, un mecanismo para infectar al hospedador humano (colonización) y un mecanismo para causar enfermedad (patología).

  La taxonomía bacteriana (del griego taxon = organización; esto es, la clasificación de los organismos en un sistema ordenado que indica una relación natural). 

La clasificación, nomenclatura e identificación constituyen tres áreas distintas pero interrelacionadas de la taxonomía bacteriana.

- La clasificación se basa en catalogar a los organismos dentro de grupos taxonómicos, se necesitan técnicas tanto experimentales como de observación; la razón es que a menudo se requieren las propiedades bioquímicas, fisiológicas, genéticas y morfológicas para describir correctamente a un taxón.

 - La nomenclatura se refiere al nombre asignado a un organismo según las reglas internacionales (establecidas por un grupo reconocido de profesionales médicos) según sus características.

- El término identificación se refiere a la aplicación práctica de un esquema de clasificación para: 1) aislar y distinguir a los organismos convenientes de los perjudiciales; 2) verificar la autenticidad o propiedades especiales de un cultivo en un contexto clínico, y 3) aislar e identificar al organismo causal de una enfermedad. Esta última acarrea la selección de tratamientos farmacológicos específicos destinados a su erradicación.

 Las categorías taxonómicas forman la base para organizar a las bacterias. La taxonomía linneana o de Linneo es el sistema que mejor conocen los biólogos. Utiliza las categorías taxonómicas formales (en orden) reino, tipo, clase, orden, familia, género y especie.  De estas categorías, la familia, género y especie son las más útiles.

CRITERIOS PARA CLASIFICAR A LAS BACTERIAS.

1. Crecimiento en medios de cultivos.  
   A diferencia de los virus y parásitos, muchas bacterias patógenas se pueden aislar en un medio que contiene agar sólido. El cultivo general de la mayor parte de las bacterias requiere un medio con abundantes nutrientes metabólicos, por lo general comprenden agar, una fuente de carbono, y un hidrolizado ácido o una fuente de material biológico sometida a degradación enzimática (p. ej., caseína),  se denominan medios complejos.  Los medios pueden ser no selectivos o selectivos y se utilizan para distinguir entre diversas bacterias de una muestra clínica que contiene numerosos microorganismos.
   
   
   •  Medios no selectivos
     El agar sangre y agar chocolate constituyen ejemplos de medios complejos no selectivos que facilitan el crecimiento de diversas bacterias.  Son importantes para aislar bacterias desconocidas en una muestra, se observan muchos tipos de colonias bacterianas cuando las muestras clínicas se inoculan en un medio no selectivo.
   • Medios selectivos
      Se utilizan medios selectivos para eliminar el gran número de bacterias irrelevantes en estas muestras. El fundamento de los medios selectivos es la incorporación de una sustancia que inhibe de manera selectiva el crecimiento de las bacterias irrelevantes. Algunos ejemplos de estas sustancias son:
      -Azida de sodio: selecciona bacterias grampositivas entre las  gramnegativas
      -Sales biliares (p. ej., desoxicolato sódico): selecciona bacterias intestinales gramnegativas e inhibe a las bacterias gramnegativas de la mucosa y a la mayor parte de las grampositivas
     -Colistina y ácido nalidíxico: inhiben el crecimiento de numerosas bacterias gramnegativas
     
     
           Dos ejemplos de medios selectivos son el agar MacConkey (contiene bilis), que selecciona Enterobacteriaceae y el agar sangre CNA (contiene colistina y ácido nalidíxico) que selecciona estafilococos y estreptococos.
   • Medios diferencialesAl cultivarse, algunas bacterias producen pigmentos característicos y otras se distinguen con base en su complemento de enzimas extracelulares.  Las cepas patógenas de Salmonella y Shigella no fermentan lactosa y en el agar MacConkey forman colonias transparentes, mientras que los miembros de Enterobacteriaceae que fermentan lactosa (p. ej., E. coli) forman colonias rojas o rosas.
2. Microscopia bacteriana.
   Las bacterias agrupadas se pueden examinar usando muestras teñidas en forma adecuada. La tinción de Gram,  es uno de los métodos más informativos para clasificar a las eubacterias. . Las bacterias grampositivas poseen una pared celular semejante a una red que consta de peptidoglucano (50 a 90% del peso de la cubierta celular), mientras que las bacterias gramnegativas poseen una capa más delgada (10% del peso de la cubierta celular).
   
3. Pruebas bioquimicas.
   La prueba de la oxidasa, se utiliza un aceptor artificial de electrones, se emplean para diferenciar a los microorganismos con base en la presencia o ausencia de una enzima respiratoria, el citocromo C, cuya ausencia diferencia a las Enterobacteriaceae de otros bacilos gramnegativos. Se puede utilizar la actividad de la catalasa, para diferenciar entre los cocos grampositivos. Existen  pruebas bioquímicas que permiten buscar ciertas funciones metabólicas características y utilizarlas para agrupar a las bacterias en un taxón específico.
   
4. Pruebas inmunologicas: serotipos, serogrupos y serovariedades.
    “Sero”  indica el uso de anticuerpos (policlonales o monoclonales)  reaccionan con los lipopolisacáridos (LPS), los flagelos o los antígenos capsulares. Los términos “serotipo”, “serogrupo” y “serovariedad”, para fines prácticos, son idénticos;  utilizan la especifi cidad de estos anticuerpos para subdividir a las cepas de una especie bacteriana.
   
5. Inestabilidad genetica.
   Los rasgos no se pueden utilizar para diferenciar a cada uno de ellos, pero sí para defi nir al grupo (p. ej., todos los estafi lococos producen la enzima catalasa). La inestabilidad genética hace que ciertos rasgos sean muy variables dentro de un grupo biológico o incluso dentro de un grupo taxonómico.
   Muchos organismos son difíciles de cultivar y en estos casos son útiles las técnicas que revelan su afi nidad midiendo la hibridación entre ácidos nucleicos o analizando la secuencia del  DNA.
   

 SISTEMA DE CLASIFICACION. 

• Claves Organizan los rasgos bacterianos de una manera que permite la identificación eficaz de los organismos.  Los grupos se dividen en subgrupos más pequeños con base en la presencia (+) o ausencia (–) de una característica diagnóstica.  Durante las primeras fases de este proceso, los organismos son asignados a subgrupos con base en características que no reflejan su relación genética. Sería útil hacer una clasificación preliminar del grupo puesto que ello inmediatamente obligaría al investigador a identificar un cultivo pigmentado de rojo para reducir la gama de posibilidades en grupos relacionados.
  
• Taxonomia numerica También llamada fenética o taxométrica. El Analytical Profile Index (API) es un método que se utiliza a menudo para identifi car un espectro amplio de microorganismos. El API consta de varias tiras de plástico, cada una de las cuales tiene 20 compartimientos miniatura que contienen reactivos bioquímicos.Los resultados de las pruebas con el API permiten identificar a casi todos los grupos de bacterias que se pueden cultivar y a más de 550 especies. 
  La clasificación numérica proporciona un porcentaje de frecuencia con la que todas las cepas de cada grupo exhiben características positivas, es que es un sistema estático que no toma en cuenta la evolución de las bacterias ni el descubrimiento sistemático de bacterias patógenas nuevas.
  
• Clasificacion filogenetica Son medidas realizadas entre dos organismos e implican que comparten un ancestro común. Las propiedades genéticas de las bacterias permiten intercambiar genes entre organismos inconexos.  La especie eucariótica es un grupo biológico cuyos miembros se pueden cruzar entre ellos con la finalidad de  producir una descendencia variable. Puesto que las bacterias se multiplican en forma de clonación por medio de fisión binaria.Las bacterias poseen una diversidad genética considerable. Un método más preciso es la secuenciación del DNA. Este método ya se ha convertido en un procedimiento sistemático y la comparación de las secuencias de DNA de genes divergentes ofrece una medida de su parentesco.
  
• RNA ribosomico  Los ribosomas tienen una función fundamental en la síntesis de las proteínas para todos los organismos. Las secuencias genéticas que codifi can tanto RNA ribosómico (rRNA) como proteínas se han conservado a lo largo de la evolución, separándose con más lentitud que otros genes cromosómicos. Se observaron relaciones evolutivas entre organismos muy divergentes, con lo que se descubrió un reino nuevo, las arqueobacterias.

DESCRIPCION DE LAS PRINCIPALES CATEGORIAS Y GRUPOS DE BACTERIAS

• Manual de Bergey de bacteriologia sistematica.
  Clasifica desde el punto de vista taxonómico a las bacterias conocidas que han sido o no cultivadas o bien descritas, en forma de una clave.
  Existen dos grupos de organismos procarióticos: eubacterias y arqueobacterias. Son organismos unicelulares pequeños que se multiplican en forma asexual.
  El término eubacterias se refiere a las bacterias clásicas, carecen de un núcleo verdadero, poseen lípidos característicos que forman sus membranas, tienen una pared celular de peptidoglucano y una maquinaria para la síntesis de proteínas y ácidos nucleicos que se puede inhibir en forma selectiva por medio de antimicrobianos. Las arqueobacterias no poseen una pared celular clásica de peptidoglucano y tienen muchas características  que son similares a las de las células eucariotas. 
  
• Eubacterias
  A.- Eubacterias gramnegativas:
  Este es un grupo heterogéneo de bacterias con una cubierta celular compleja (tipo gramnegativa) que consta de una membrana externa, un espacio periplásmico que contiene una capa delgada de peptidoglucano y una membrana citoplásmica. Puede ser esférica, ovalada, como bastón recto o curvo, helicoidal o filamentosa; algunas se encuentran recubiertas o encapsuladas. Se reproducen por fisión binaria, pero algunos grupos se reproducen por gemación. Las mixobacterias forman cuerpos fructíferos y mixosporas. Su motilidad, cuando existe, se lleva a cabo por medio de flagelos o por deslizamiento. Los miembros de esta categoría pueden ser fotótrofo o no fotótrofo  y comprenden especies aerobias, anaerobias, anaerobias facultativas y microaerófilas.
  
  B.- Eubacterias grampositivas :
  El perfil de la pared celular es similar al del tipo grampositivo; las células por lo general, pero no siempre, son grampositivas. La cubierta celular consta de una pared gruesa y una membrana citoplásmica. Estas células pueden ser encapsuladas y tener motilidad por medio de flagelos. Las células son esféricas, bacilares o fi lamentosas; los bastones y filamentos son ramifi cados o no ramifi cados; y quizá muestren una ramifi cación verdadera. Algunas bacterias de esta categoría producen esporas (p. ej., Bacillus y Clostridium spp) como formas latentes que son muy resistentes a la desinfección. Por lo general son heterótrofos quimiosintéticos  y comprenden especies aerobias, anaerobias y anaerobias facultativas. Los grupos dentro de esta categoría comprenden bacterias asporógenas simples y esporógenas.
  C.- Eubacterias sin paredes celulares:
  Carecen de pared celular (a menudo llamados micoplasmas, que forman la clase Mollicutes) y no sintetizan los precursores del peptidoglucano. Se encuentran encerrados por una membrana unitaria, la membrana plasmática. Son similares a las formas L , sin embargo, a diferencia de las formas L, los micoplasmas no cambian a un estado con pared y no existen relaciones antigénicas entre los micoplasmas y formas L eubacterianas.
  Los micoplasmas son organismos altamente polimorfos cuyo tamaño varía desde vesicular hasta muy pequeño (0.2 μm), formas filtrables. Se reproducen por gemación, fragmentación o fisión binaria, de manera aislada o en combinación. La mayor parte de las especies necesita un medio complejo para crecer y tiende a formar colonias características con forma de “huevo estrellado” en un medio sólido. Una característica única de los Mollicutes es que algunos géneros necesitan colesterol para crecer.
• Arqueobacterias
  Las arqueobacterias se distinguen de las eubacterias en parte, por la ausencia de una pared celular de peptidoglucano, la posesión de lípidos de isoprenoide diéter o diglicerol tetraéter y las  secuencias características de RNA ribosómico. Asimismo, las arqueobacterias comparten algunas características moleculares con las eucariotas. Las células tienen diversas formas incluidas las esféricas, espirales y como placa o bastón; también existen variedades unicelulares o multicelulares en forma de fi lamentos o conglomerados. Su multiplicación es por fi sión binaria, gemación, constricción, fragmentación o algún otro mecanismo desconocido.
  Estos organismos habitan principalmente los ambientes terrestres y acuáticos extremos (concentración elevada de sal, temperaturas elevadas, ambiente anaerobio) y a menudo se les llama “extremófilas”; algunas son simbiontes en el tubo digestivo de los animales.
  
   
  MÉTODOS SIN CULTIVOS PARA IDENTIFICAR MICROORGANISMOS PATÓGENOS
     En la actualidad los científi cos están utilizando técnicas con PCR y rRNA para identificar microorganismos patógenos in situ. La primera fase de este método comprende la extracción del DNA de una muestra adecuada, el uso de técnicas moleculares tradicionales para obtener una colección de clones, la extracción de información de las secuencias de rRNA y el análisis comparativo de las secuencias extraídas. De esta manera se obtiene información sobre la identidad o afinidad de las secuencias frente a las bases de datos existentes. En la segunda fase se debe comprobar que las secuencias provienen de células de la muestra original por medio de hibridación in situ con sondas específicas para ciertas secuencias. Este método se ha utilizado para identificar microorganismos patógenos.