Siempre es complicad recomendar bibliografía. Mucho depende de la profundidad de los conceptos o de la amplitud de los mismos. Es muy común encontrarse en la situación de que algunas personas prefieren un autor a otro en base a que les agrada más la forma en que escriben.
Personalmente me inclino hacia los idiomas originales (las traducciones pecan muchas veces de errores que puede parecer superfluos, pero que hacen a la comprensión misma de la temática). Así que esta es la bibliografía que utilizo principalmente:
- Prescott L.M., Harley, J.P. y Klein, D.A. (1998) Microbiology. Editorial McGrawHill
- Atlas R.M. y Bartha R. (1998) Microbial Ecology: fundamentals and applications. Editorial Benjamin-Cumming Pub Co
- Stanier R.Y. (1998) General Microbiology.
- Eblinger H.M. (2009) Handbook of Brewering: Processes, Technology, Markets. Editorial Wiley-VCH.
A estos libros se pueden sumar algunos de Biología general para aclarar conceptos. Algunos de ellos son muy conocidos (Ville o Curtis), por lo que no los menciono.
jueves, 30 de enero de 2014
Los Microorganismos y el hombre
Los
microorganismos no solo se relacionan con los alimentos en el
decaimiento de los mismos. También son capaces de darle valor
agregado al alimento mediante procesos fermentativos que le brindan
al alimento nuevas propiedades organolépticas. Algunos
microorganismos son beneficiosos para nosotros, ya que nos ayudan a
regular nuestra flora intestinal o a absorber mejor compuestos
alimenticios. En los últimos años hemos comenzado a utilizar más a
estos probióticos,
inoculándolos de manera deliberada a distintos alimentos. Pero,
¿para qué más sirven los microorganismos?
Los
microorganismos en los alimentos
Algunos
microorganismos son capaces de fermentar el alimento y producir una
modificación deseable en el mismo. Ejemplos de esto son la
producción de bebidas alcohólicas (Saccharomyces
cerevisiae),
yogures a base de ácido láctico (Lactobacillus
y Streptococcus)
y vinagres a base de ácido acético (Acetobacter).
Los alimentos fermentados poseen el valor agregado que le otorga el
metabolismo del microorganismo, pero además loa alimentos
fermentados obtienen una mayor durabilidad.
Los
microorganismos en la industria automotriz
La producción
de alcohol por parte de S. cerevisiae no es únicamente
utilizada por la industria alimenticia. El alcohol obtenido de la
fermentación nunca superará los 20 º debido a que es el límite de
tolerancia de la levadura. Pero la destilación fraccionada permitirá
aumentar la proporción de alcohol de tal manera que este pueda ser
utilizado como combustible. En algunos países del mundo se utiliza
la denominada Alconafta que es gasolina mezclada con un 30 a 85% de
alcohol. Solo en Brasil se ha implementado un automóvil que funciona
con 100% de alcohol.
Algunos
microorganismos son capaces de producir el compuesto 2, 3-
butanodiol, el cual se ha utilizado ampliamente en la industria de
los combustibles como diluyente, y en algunos casos como combustible
mismo (debido a sus propiedades explosivas).
Los
microorganismos en la agricultura
Gibberella
fujikuroi es un
microorganismos asociado a las raíces de muchas plantas. Por lo
general se la encuentra asociada a las células radiculares pero no
forma nódulos. Este microorganismo tiene la peculiaridad de ser
capaz de producir Giberelinas, que es una fitohormona (hormona
vegetal) que promueve el crecimiento de las plantas. Otros
microorganismos como las Micorrizas (hongos asociados a las raíces
de plantas) y los fijadores biológicos de nitrógeno (Frankia,
Rhizobium).
 |
| Nodulación generada por la presencia de Rhizobium |
Los
microorganismos en la producción animal
Así como los
probióticos nos ayudan a nosotros, también ayudan a la producción
animal. Los microorganismos son capaces de sintetizar vitaminas y
aminoácidos que los animales no podemos sintetizar. Muchos de los
microorganismos productores de compuestos útiles viven dentro
nuestro (flora intestinal), pero otros no. La incorporación de estos
en los alimentos mejora nuestra producción y saludo. La utilización
de microorganismos productores del pigmento Astaxantina ha mejorado
el estado de salud en los criaderos de peces, vacas y cerdos.
Los
microorganismos en la industria
Muchos
microorganismos son fuente de insumos industriales. Ya mencionamos a
S. cerevisiae,
productora de alcohol. De la misma manera los microorganismos son
capaces de producir otros compuestos como la acetona, el ácido
acético, el ácido láctico, el butanol y el ácido cítrico. Otro
uso importante es la capacidad de los microorganismos de degradar
distintos compuestos complejos (lípidos, proteínas, almidón,
ésteres, petróleo). Esta degradación es posible gracias a las
enzimas de los microorganismos. Las enzimas son moléculas complejas
que, en presencia de un compuesto (sustrato) catalizan una reacción
química de manera rápida. Las enzimas están presentes en muchos de
nuestros artículos domésticos como jabones y detergentes. En la
industria suelen utilizarse para procesos de clarificación y otros.
Los
microorganismos en la minería
Algunos
microorganismos son capaces de realizar dos procesos opuestos entre
sí: la biolixiviación y la biorremediación. La biolixiviación es
la separación de un compuesto presente en un mineral. Por ejemplo la
extracción del hierro presente en la pirita (FeS2).
Este proceso permite hacer lo mismo que logramos a través de la
minería convencional pero sin la aplicación de compuestos tóxicos
como el cianuro o el mercurio.
La
biorremediación es el proceso opuesto. Algunos microorganismos son
capaces de “comerse” los compuestos tóxicos presentes en el
agua. La biorremediación más conocida es la que se da en las
plantas de tratamiento de líquidos cloacales. En estas, los
microorganismos comen la materia orgánica (proceso aeróbico),
mineralizan los restos (proceso anaeróbico) y remueven compuestos
tóxicos como metales (Cu, Zn, Hg, Cd, Cr), colorantes y otros.
Los
microorganismos en la medicina
Sabemos
que algunos microorganismos son capaces de producir compuestos que,
purificados, ejercen una acción farmacológica deseable
(antibióticos). Pero los microorganismos también pueden ser
utilizados como vehículos para producir otros compuestos de interés
como vacunas y hormonas. En estos casos no hablamos de
microorganismos naturales sino de microorganismos genéticamente
modificados (OGM). En estos microorganismos se integran genes
específicos que les permiten sintetizar nuevos compuestos útiles
para la salud. El caso más notorio es la producción de insulina
humana utilizando a Escherichia
coli y
Saccharomyces
cerevisiae.
Microbiología de los alimentos 2° parte
Métodos
de conservación de alimentos
Factores
Extrínsecos
Los
alimentos son una excelente fuente de nutrientes. Nosotros consumimos
los alimentos para procesar estos nutrientes y obtener así la
energía que precisamos para mantener en funcionamiento nuestro
sistema metabólico. Pero de la misma manera los microorganismos
también encuentran a nuestros alimentos como una excelente fuente de
nutrientes. Desde que el humano ha sido capaz de producir exceso de
alimentos, hemos comenzado una lucha intensa contra los
microorganismos causantes de la pudrición de nuestros alimentos.
Debido a esto hemos desarrollado algunas estrategias (con mayor o
menor tecnología) para conservar nuestros alimentos. A continuación
enumeraremos algunos de los métodos más utilizados para el control
de los microorganismos presentes en los alimentos:
- Remoción de los microorganismos.
La
remoción de los microorganismos de un alimento consta en sacarlos
mediante barreras físicas llamadas “filtros”. Esta técnica sólo
puede ser aplicada en alimentos líquidos (agua, vinos. Jugos), ya
que el fundamento de la filtración es que la molécula del alimento,
más pequeña que el microorganismo, pase a través de un poro
mientras el microorganismo queda atrapado en el filtro. Esta técnica
puede remover la totalidad de los microorganismos presentes en el
alimento, aunque es compleja y demora mucho tiempo.- Bajas temperaturas
 |
| Camión frigorífico |
- Altas temperaturas
 |
| Autoclave industrial |
El
calor seco se logra a través de la exposición no directa de un
material al fuego. Habitualmente estaríamos hablando de un horno.
Los hornos convencionales llegan a temperaturas de entre 180 y 210
ºC. Para una esterilización eficiente se debe someter al material a
180 ºC por un promedio de 2 hs. Pero la ventaja fundamental de este
método es que permite secar o deshidratar los alimentos. A pesar de
que implica la cocción, también permite la eliminación de agua, lo
cual es una ventaja para la conservación del alimento, cosa que no
se logra en el calor húmedo. A pesar de eficiente, este método
genera cambios drásticos en el alimento que alteran su sabor final,
pero conservan el alimento.
Otra
técnica de conservación de alimentos es la pasteurización. Este
método fue descripto por Luis Pasteur en 1884 y consiste en calentar
un líquido dentro de un recipiente utilizando otro líquido que
transfiere temperatura. Esto hace que la temperatura del líquido a
pasteurizar será siempre inferior a su temperatura de ebullición.
Pero la técnica de pasteurización no busca esterilizar el alimento
sino reducir la carga microbiana.
- Disponibilidad de agua
El
agua en los alimentos es un factor fundamental para el crecimiento de
microorganismos. Por lo tanto la eliminación del agua mediante la
deshidratación tiene un excelente efecto para impedir el aumento de
la población de microorganismos en un alimento. Es importante
destacar que este método no reduce la carga microbiana sino que
impide el crecimiento de los microorganismos. Las técnicas de
deshidratación de alimentos son muy variadas. Podemos citar el
salado de carnes, la deshidratación por calor y la liofilización de
la leche (para obtener leche en polvo). A pesar de ser técnicas
distintas, todas tienen como objetivo bajar la disponibilidad de agua
metabolizable en el alimento. Los métodos tradicionales son más
baratos que los tecnológicos, pero su efecto en el sabor final del
alimento no es despreciable.
- Compuestos químicos
Existe
una gran variedad de compuestos químicos capaces de conservar los
alimentos. La base de estos compuestos es su toxicidad, la cual
genera una inhibición para el crecimiento de los distintos
microorganismos. Sin embargo, debido a que son compuestos tóxicos,
deben ser fuertemente regulados ya que su efecto no se restringe
exclusivamente a los microorganismos. Una vez dosificados, estos
productos son extremadamente útiles y eficientes para el control de
un sinfín de microorganismos.
- Irradiación
La
irradiación de los alimentos es un proceso más común de lo que se
cree. La radiación más utilizada es la UV-B, la cual tiene una gran
eficacia para eliminar microorganismos presentes en la superficie de
los alimentos. Sin embargo esta técnica no funciona con
microorganismos que se encuentren internamente. Otra opción es la
utilización de rayos gama provenientes de un núcleo de cobalto 60
(Co60). Estos rayos penetran los alimentos pero deben ser
utilizados con precaución porque generan radicales libres, agua
oxigenada y oxidan los alimentos.
 |
| Espectro de radiaciones ionizantes y no ionizantes |
- Inhibición por productos microbianos
Los
microorganismos son capaces de generar productos tóxicos para otros
microorganismos. Muchos de estos productos son utilizados en la
medicina y los conocemos vulgarmente como “antibióticos”.
Estos productos pueden ser utilizados en los alimentos para inhibir
el crecimiento de microorganismos que degraden a los alimentos:
funcionan como conservantes naturales. Sin embargo este método
requiere de la presencia de los microorganismos o bien de la
purificación de las sustancias antibióticas. Además, el abuso de
sustancias antibióticas no es bien vista por los microbiólogos ya
que pueden generar resistencia en los microorganismos, dando como
resultado cepas altamente resistentes y potencialmente patógenas.
Los
metabolismos microbianos comunes también suelen producir efectos tóxicos sobre otros microorganismos. La producción de alcohol en la fermentación es un
caso muy usual. El alcohol es un desinfectante común, producido por
la levadura S. cerevisiae. De la misma manera la producción
de ácidos como el ácido láctico o el ácido acético impiden el
crecimiento de microorganismos. Claro esta que estos procesos alteran
fuertemente a los alimentos, los cuales son fermentados por
microorganismos.
miércoles, 29 de enero de 2014
Microbiología de los Alimentos 1° Parte
Relación
microorganismo-alimento
Las relaciones
entre los microorganismos y los alimentos se pueden dividir en 2
tipos: beneficiosas y perjudiciales (entiéndase que el
beneficio/perjuicio depende del valor del alimento para el hombre).
- Relaciones beneficiosas: Los microorganismos son capaces, a través de su metabolismo, de modificar estructural y químicamente los alimentos. Muchas veces sucede que esta modificación es beneficiosa para el hombre. Las fermentaciones de los alimentos otorgan valor agregado a los mismos. La principal fermentación utilizada es la alcohólica. Ésta es producida por una levadura (Saccharomyces cerevisiae) que transforma azúcares en alcohol etílico y CO2. La segunda fermentación más importante es la ácida (para obtener ácido láctico, acético o ambos). Esta fermentación se utiliza para desnaturalizar proteínas, principalmente de la leche, obteniendo productos lácteos derivados (queso y yoghur). Asimismo, algunos microorganismos resultan de un gran valor nutritivo o ayudan a nuestro organismo en la captación y asimilación de nutrientes. Llamamos a estos microorganismos “probióticos”(Lactobacillus casei).
Los microorganismos en los alimentos diarios - Relaciones perjudiciales: Al igual que en las relaciones beneficiosas, en las relaciones perjudiciales los microorganismos utilizan los nutrientes de los alimentos para crecer. La gran mayoría de los microorganismos que utilizan los alimentos generan compuestos desagradables (ácido sulfídrico, índoles, ácido fórmico, compuestos volátiles de mal olor) y generan cambios físicos indeseables (dureza del alimento, mucosidad, ranciedad).
Moho producido por Aspergillus niger
Decaimiento
del alimento
Cuando
un microorganismo ejerce un cambio físico o químico en un alimento
se denomina a esto “decaimiento”. A fines prácticos el
decaimiento es igual que la putrefacción, pero el término es más
preciso ya que se refiere al decaimiento
de las características nutritivas del alimento por la acción
metabólica de microorganismos.
Cuando un alimento decae, pierde su valor nutritivo. Esto significa
que, si el alimento es aún comestible, no poseerá los nutrientes
que debería. En el caso del alimento para ganado, el decaimiento es
un serio riesgo en la nutrición de los animales.
Crecimiento
de microorganismos en los alimentos
El crecimiento
de los microorganismos en los alimentos está controlado por factores
intrínsecos (internos a ellos) o extrínsecos (externos a ellos).
Factores
intrínsecos:
- Componentes químicos: Algunos alimentos poseen altas concentraciones de hidratos de carbono (pan, mermeladas, pastas) por lo que su decaimiento no genera malos olores y se caracteriza por crecimiento de hongos. Si el alimento posee altas concentraciones de grasas y proteínas se producirán malos olores provenientes de aminas volátiles como la cadaverina y la putrecina.
- pH: Los tipos de microorganismos que crecerán en el alimento también dependen de la acidez del mismo. Un alimento ácido será colonizado principalmente por hongos mientras que uno neutro será colonizado principalmente por bacterias. En el caso de las carnes esto es muy visible y peligroso ya que los microorganismos que primero crecen en los productos cárnicos son patógenos.
- Disponibilidad de agua: La disponibilidad de agua del alimento es fundamental para el crecimiento microbiano. Mientras menos agua tenga (o más solutos) menos microorganismos crecerán.
- Estructura física: La estructura física también afecta la colonización. Si una zona del alimento presenta estructuras cerradas y firmes será más difícilmente colonizable (cáscara de pan).
- Compuestos tóxicos: muchos alimentos poseen compuestos tóxicos para microorganismos (principalmente enzimas). Estos compuestos reducen la capacidad de los microorganismos para colonizar el alimento.
Factores
extrínsecos:
Los
factores extrínsecos son aquellos que se dan en el procesamiento del
alimento. Los alimentos pueden ser sometidos a altas temperaturas
(pasteurizaciones, cocciones) para reducir la carga de
microorganismos. También se agregan químicos que conservan los
alimentos impidiendo el crecimiento de microorganismos. La
disponibilidad de oxígeno es muy importante. La gran mayoría de los
microorganismos causantes de decaimiento son aerobios con lo cual no
crecerán en ausencia de O2.
El aumento de la concentración de gases como CO2
también inhibe el crecimiento de microorganismos (AM o atmósferas
modificadas).
domingo, 26 de enero de 2014
Quimioterapia antimicrobiana
Desinfección
Vs. Tratamientos farmacológicos
Cuando se
desinfecta un objeto inanimado se trata de no dañarlo en el proceso.
Para esto se analizan las características fisicoquímicas del objeto
y se selecciona el mejor proceso de desinfección. Es muy común que,
para la eliminación de microorganismos en objetos inanimados, se
utilicen métodos que destruyan la pared celular. Algunos ejemplos
son los detergentes, los tensioactivos y las sustancias degradadoras
de grasas y proteínas.
En cambio
cuando hablamos de desinfectar un ser vivo lo esencial será dañar
lo menos posible al organismo hospedador (el paciente) y lo máximo
posible al huésped (patógeno). Para el tratamiento de pacientes se
suelen utilizar tres tipos de fármacos agresivos contra los
patógenos más comunes del hombre. Todos ellos llevan el sufijo
“anti” que significa “contra” pero que no establece
claramente su acción. Estos son antivirales, antimicóticos y
antibacterianos. En última instancia todos estos son denominados
antibióticos, ya que actúan en contra de la vida de aquellos
que se ven afectados por su presencia.
Los
antibióticos
| Penicillum notatum: el hongo de la penicilina |
Un
antibiótico, como lo indica su nombre, es un compuesto químico que
atenta contra la vida de un microorganismo en particular. Anti
implica contra y biótico implica vida. La mayoría de los
antibióticos son compuestos naturales provenientes de los
microorganismos. Tal vez el antibiótico más conocido sea la
penicilina (purificada en un principio del hongo Penicillun
notatum). Químicamente un antibiótico natural es una enzima.
Las enzimas son responsables de distintos procesos metabólicos,
entre los más comúnes del tipo catabólico (destrucción de
moléculas complejas). Una enzima pectinolítica (causante de la
lisis o la descomposición de la pectina) será capaz de descomponer
la pectina, por ejemplo, presente en un concentrado de jugo. De la
misma manera, una enzima lipolítica degradará la grasa presente en
la membrana de un microorganismo (o sea, degradará la bicapa
lipídica).
Pero, ¿por
qué razón un microorganismo produciría un compuesto químico que
atente contra la vida de otro? Como siempre en la naturaleza el orden
natural es comer o ser comido. Suena un poco feo dicho de ese modo,
pero la naturaleza ha obligado a los seres vivos a defenderse de sus
vecinos (en la cima podemos encontrarnos a nosotros habiendo llegado
al límite de modificar el medio ambiente mismo). Los microorganismos
no se encuentran en una situación muy diferente a la del resto de
los seres vivos de este planeta. La diferencia es que su lucha es de
célula a célula. Algunos microorganismos son capaces de comerse a
otros (un proceso denominado fagocitosis). Otros confían en
el número y en la movilidad. Algunos han comenzado la guerra
química. Y estos últimos son los capaces de producir compuestos
antibióticos. Por lo tanto ahora comprendemos que la producción de
compuestos antibióticos por parte de los microorganismos surge de la
necesidad de defenderse de otros.
Clasificara
los antibióticos no es tarea fácil. Todo depende del criterio que
empleemos para este fin. Podemos comenzar definiendo a los
antibióticos de acuerdo al grupo que atacan. En este aspecto tenemos
3 opciones: antibacterianos, antifúngicos (o antimicóticos)
y antivirales. Los últimos son más complejos y, a pesar de
su nombre, no necesariamente evitan el ataque de los virus sino que
lo modulan. Los antibacterianos son antibióticos que actúan sobre
bacterias y los antifúngicos (o antimicóticos) actuan sobre los
hongos. El término que se emplea se relaciona con la etimología de
la palabra. Al decir antifúngico se hace referencia al Reino
Fungi (según la clasificación de Whittaker), mientras que al
decir antimicótico se hace referencia a los hongos en general, cuya
denominación en griego es mycos.
Otra forma de
clasificación es según el efecto que ejercen sobre el
microorganismo en cuestión. En este aspecto tenemos dos opciones:
los -sidas y los -estáticos. En realidad esta es la terminación de
la palabra con la cual podemos definir el efecto del antibiótico.
Por ejemplo, si un médico receta un antibiótico tipo bactericida,
este antibiótico matará a las bacterias. Por otro lado si receta
un fungistático, el antibiótico detendrá la proliferación del
hongo susceptible al antibiótico. La diferencia entre recetar un
antibiótico tipo -sida o tipo -estático dependerá de la estrategia
que evalúe el profesional médico. Al recetar un antibiótico que
detiene la proliferación de un microorganismo patógeno pero que no
lo mata, el médico está buscando que sea el sistema inmune del
hospedador el que se defienda. Esto puede servir para que el
hospedador se vuelva resistente al patógeno. Si el patógeno fuese
muy agresivo y el paciente no pudiese defenderse del ataque, el
profesional médico elegirá un antibiótico tipo -sida, para así
preservar la vida del hospedador.
Por último se
puede catalogar a los antibióticos según su familia de compuesto
activo. Esto es más complejo, pero al mismo tiempo es más conocido
por el hecho de que se utiliza comúnmente. Aquí podemos encontrar a
las familias de las penicilinas, las cefalosporinas, las quinolas,
los nitroimidazoles y otros tantos.
El efecto de
los antibióticos
El efecto de
un antibiótico determinado se divide en 2 partes. El efecto primario
y el efecto secundario:
- Efecto primario
- Efecto secundario
El efecto
secundario refiere al daño que ejerce el compuesto sobre el
hospedador. Este efecto está relacionado principalmente con la dosis
y el efecto del antibiótico sobre las células del hospedador
(toxicidad) o sobre la flora normal del mismo (amplitud del efecto
antibiótico). Cuando se suministran dosis bajas y de corta duración
(2 o 3 días de tratamiento) de antibióticos, los efectos
secundarios suelen ser despreciables. Por ejemplo el uso de
penicilina como antibiótico general (la penicilina es un
bacteristático de amplio espectro), el cual tiene pocos efectos
adversos y se suele utilizar inclusive a nivel pediátrico. Sin
embargo, el uso indiscriminado de este antibiótico ha producido un
decrecimiento elevado en su capacidad antibiótica, obligando a los
médicos a aumentar las dosis y la frecuencia. Inicialmente la
dosificación era muy baja y su efecto era tan elevado que los
médicos comenzaron a creer que estaban diagnosticando mal las
enfermedades. Actualmente la dosis recomendada para un adulto por
toma es de 1200000 unidades internacionales, hasta 2 veces por día.
Los efectos secundarios de los antibióticos dependen de cada uno de
ellos y van desde nauseas y vómitos hasta trombosis y convulsiones
(incluyendo la muerte como efecto colateral).Toxicidad selectiva de los antibióticos
Lo
más importante de un antibiótico es su toxicidad selectiva. Esto
implica que el efecto tóxico se verá reflejado sobre el
microorganismo patógeno y no sobre el paciente. Un ejemplo muy común
son los antibióticos que atacan la formación de las paredes de
peptidoglicanos de las bacterias. Como el hospedador no posee este
tipo de pared celular, el efecto del compuesto se reduce al causado
sobre el patógeno (por ejemplo el cloranfenicol). La toxicidad
selectiva del antibiótico se puede expresar en 2 parámetros:
- La dosis terapéutica (nivel del fármaco necesario para el tratamiento)
- La dosis tóxica (nivel de fármaco que genera efectos secundarios)
Asimismo, los
fármacos utilizados pueden tener un espectro de acción más amplio
o más reducido. Un antibiótico de espectro reducido afectará a una
gama pequeña de agentes patógenos. Algunas veces llega a ser
genero-específica. Al contrario un antibiótico de amplio espectro
será efectivo contra una gran variedad de agentes patógenos. Por lo
general los antibióticos de espectro reducido suelen ser más
eficientes que los de amplio espectro.
Dosificación
Un aspecto muy
importante es definir las dosis sobre las cuales el compuesto es
efectivo o no. Las dosis pueden separarse en 2 clases.
- Concentración inhibitoria mínima de crecimiento (CIM): Es la concentración más baja del antibiótico que inhibe el crecimiento del patógeno pero no lo mata.
- Concentración letal mínima (CLM): Es la mínima concentración de un compuesto que mata al organismo. Por lo general se estudia la muerte de una proporción de la población en un tiempo determinado. Por ejemplo la CLM que mata a la mitad de la población en 1 día se la denomina CLM50-24 (50% en 24 hs).
La
dosificación de un compuesto antibiótico es cosa seria y no debe
ser administrado sin prescripción médica, ya que los efectos
adversos pueden ser complejos. Asimismo, los medicamentos pueden
interaccionar entre ellos con distintos efectos (en el prospecto de
los medicamentos esto se encuentra como interacciones
medicamentosas). Las dosis recetadas por los médicos tienen como
finalidad causar el efecto deseado con la menor dosificación
necesaria para el tipo de enfermedad y la sintomatología presente.
Una dosis mayor no necesariamente implica una mejor cura de una
enfermedad.
Riesgos
de la automedicación
“¿Qué
mal podría causarme tomar este antibiótico, si seguramente lo que
me aqueja es curado por el?” En primera instancia determinar el
causal de una enfermedad es algo complejo y que requiere tiempo. Una
gastroenteritis podría estar causada por Helicobacter pylori,
con lo cual podrían utilizar los antibióticos claritromicina,
amoxicilina y tetraciclina. Sin embargo la gastroenteritis podría
estar causada por otras bacterias (como Escherichia coli),
virus (como los rotavirus), el desbalance de la flora intestinal, una
intoxicación alimenticia o incluso el estrés.
Por
todas estas razones es muy importante no automedicarse y buscar el
asesoramiento de un médico clínico. En última instancia será el
quien pueda decirnos si debemos preocuparnos realmente o no de la
posibilidad de una infección patogénica.
viernes, 10 de enero de 2014
Microorganismos patógenos indicadores
Como
ya hemos dicho antes, los microorganismos patógenos se han
especializado en vivir dentro de nuestros cuerpos. Esto hace que, de
encontrarnos con un microorganismo patógeno, podamos saber de dónde
proviene. A esto es a lo que denominamos Microorganismos Patógenos
Indicadores. El microorganismo más utilizado por sus características
es la bacteria Escherichia coli.
Escherichia
coli
¿Dónde se
la encuentra?
E.
coli es un
microorganismo típico del tracto digestivo de mamíferos grandes
(caballos, vacas y el hombre). Esta bacteria vive en el intestino
grueso y se alimenta de todos los desechos orgánicos que el estómago
no pueda asimilar. Al alimentarse de estos desechos, la bacteria es capaz de producir vitaminas y aminoácidos que el organismo
hospedador es incapaz de producir (Simbiosis
Mutualista). En
este caso la bacteria resulta beneficiosa para el organismo, aunque
no siempre sucede de la misma manera.
¿Cómo
vive?
E.
coli es un
microorganismo especializado a la vida dentro del cuerpo de su
hospedador. Su principal requerimiento es una temperatura de 37 ºC.
Asimismo esta bacteria precisa de grandes concentraciones de materia
orgánica.
¿Cómo se
elimina del cuerpo?
Cuando
la población intestinal de E.
coli aumenta
demasiado, los excesos son eliminados por la materia fecal. En casos
de invasión grave puede suceder que E.
coli llegue al
estomago y en este caso es eliminada también por regurgitación.
¿Sobreviviríamos
sin ella?
No. Vivir con
esta bacteria nos otorga grandes beneficios que no podemos obtener de
manera autónoma como ser una gran cantidad de vitaminas y
aminoácidos y la posibilidad de utilizar fuentes de nutrientes que
somos incapaces de degradar por nuestra cuenta.
¿Por qué
es peligrosa?
En
realidad existen muchas cepas de E.
coli. Una cepa es
una variedad dentro de una misma especie. La palabra cepa se utiliza
principalmente en microbiiología, mientras que en botánica se usa
la palabra “variedad” (como en el caso de la acelga Beta
vulgaris variedad
cicla,
que es pariente de la remolacha Beta
vulgaris) mientras
que en la zoología se usa la palabra “subespecie” (como en el
caso del perro Canis
lupus subespecie
familiaris,
que es una subespecie del lobo Canis
lupus). En el caso
de E. coli
existe una cepa en particular (O157:H7), que posee una composición
de membrana (endotoxina tipo lipopolisacárido) que es reconocida por
nuestro sistema inmunológico. Otra cepa denominada E.
coli
enterohemorrágica (ECEH) produce la enfermedad conocida como
Síndrome Urémico Hemolítico (SUH). Esta cepa, al anclarse al tubo
digestivo, produce una exotoxina que destruye las células del
epitelio intestinal generando hemorragias internas. Si las toxinas
entran al sistema sanguíneo, pueden generar destrucción masiva de
tejidos.
¿Cómo
puede afectarnos?
La
mala higiene es el principal riesgo para el contagio de cepas
agresivas de E.
coli. Los alimentos
cárnicos suelen ser los más riesgosos debido a que las carnicerías
no cumplen con las condiciones de higiene mínimas (lavar tablas y
utensilios con agua-lavandina). Asimismo, en el hogar también se
debe tener cuidado al manipular carnes. Las verduras sirven como
transporte para la bacteria. Por eso las carnes deben separarse de
los vegetales. Los alimentos líquidos también son de riesgo, pero
solo si no se encuentran propiamente pasteurizados.
El contagio
en la naturaleza
A pesar de que
es raro, el contagio en la naturaleza puede producirse. Los casos más
típicos son beber agua de arroyos de montaña que pueden estar
contaminados corriente arriba y bañarse en balnearios públicos
contaminados con aguas que contengan materia fecal o estén en
contacto con líquidos intestinales de animales (ej. Bahía Serena,
contaminada por el arroyo de desagüe del mallín del casco).
Utilización malintencionada de microorganismos patógenos
Bioterrorismo
Si en algo
somos buenos es en causar terror. Para aterrorizar a alguien
simplemente debemos amenazar su integridad física o psicológica.
Esto generará miedo en la otra persona. Si la amenaza es
suficientemente sofisticada, causará terror. Cuando decimos que una
amenaza es sofisticada implica que la persona no puede saber si
estamos hablando en serio o no. Apuntarle a una persona con un arma
cargada le da la certeza a la otra persona de que probablemente
morirá si es impactado por la bala. Pero, ¿qué sucede si le
decimos a una persona que podríamos envenenarla? Es imposible ver un
veneno y evitarlo. Con lo cual la persona se siente aterrorizada por
lo que no puede ver pero puede causarle un gran daño.
Bien, ya
definimos que es el terrorismo. Es hora de hablar del bioterrorismo.
El bioterrorismo se define como el uso intencional o la amenaza de
uso de virus, bacterias u hongos patógenos o sus toxinas para
producir enfermedades y/o muerte sobre poblaciones animales,
vegetales o humanas.
La
utilización de productos químicos ya ha sido utilizado por la
humanidad en guerras (como el gas mostaza o el gas sarín). Sin
embargo este tipo de armamentos tiene un efecto localizado y de corto
a mediano plazo. Los microorganismos, en cambio, poseen una mayor
incidencia y la capacidad infectiva a nuevos huéspedes una vez que
se produce el brote de la enfermedad. Algunos casos conocidos de
amenazas biológicas han sido la utilización de la espora de
Bacillus anthracis
(ántrax), el virus Lassa, la bacteria Salmonella
tiphy y el virus de la viruela.
Las
características de supervivencia de los microorganismos permiten que
estos puedan ser inoculados casi en cualquier bien utilizado por el
humano (alimentos, agua, suelos e incluso el aire). Asimismo, la
introducción de un patógeno potencialmente nocivo se puede lograr
introduciendo a su vector animal o vegetal. A pesar de los esfuerzos
de organizaciones internacionales por detectar el uso de
microorganismos como armas biológicas, aún no existen protocolos
suficientes para identificar este uso potencial.
Microorganismos
potencialmente peligrosos
La
utilización de productos químicos ya ha sido explotada por la
humanidad en guerras (por ejemplo el gas mostaza o sarín). Sin
embargo este tipo de armamentos tiene un efecto localizado y de corto
a mediano plazo. Los microorganismos, en cambio, poseen una mayor
incidencia y la capacidad infectiva a nuevos huéspedes una vez que
se produce el brote de la enfermedad. Algunos casos conocidos de
amenazas biológicas han sido la utilización de la espora de
Bacillus anthracis
(ántrax) en 1996 en Estados Unidos y el virus de la viruela
(actualmente erradicado pero con cepas activas en laboratorios de
Bioseguridad Nivel 4).
Ejemplos de
agentes de bioterrorismo
|
Tipo
|
Agente
|
Enfermedad
|
Estado
|
|
Patógeno
|
Variola
virus
|
Viruela
|
Erradicada
(cepas en LB4 EUA, GB y Rusia)
|
|
Arbovirus
|
Encefalitis
viral
|
Presente
|
|
|
Arenavirus
|
Fiebre
hemorrágica
|
Presente
|
|
|
Bacillus
anthracis
|
Ántrax,
carbúnculo
|
Presente
|
|
|
Brucela
suis
|
Brucelosis
|
Presente
|
|
|
Coxiella
burnetii
|
Fiebre
Q
|
Ganado
Australia
|
|
|
Francisella
tularensis
|
Tularemia
(conejos)
|
Hemisferio
norte
|
|
|
Yersinia
pestis
|
Peste
|
Presente
|
|
|
Toxina
|
Botulismo
|
Neurotóxico
|
|
|
Ricina
|
Neurotóxico
|
|
|
|
Enterotoxina
B
|
Tóxico
celular
|
|
Ventajas de
utilización de microorganismos
La capacidad
de los microorganismos de sobrevivir en el ambiente permite que estos
puedan ser inoculados casi en cualquier bien utilizado por el humano
(alimentos, agua e inclusive el aire). Asimismo, la introducción de
un patógeno potencialmente nocivo se puede lograr introduciendo a su
vector animal o vegetal o directamente enfermándolos previamente. A
pesar de los esfuerzos de organizaciones internacionales por detectar
el mal uso de microorganismos, aún no existen protocolos para
detectar e impedir el uso de estos microorganismos. De hecho, muchos
de los casos donde se cree que se han utilizado microorganismos como
armas biológicas no poseen fundamentación suficiente. El esfuerzo
de muchos países se ha centrado entonces en realizar leyes para
prevenir el mal uso de microorganismos.
Riesgos de
utilización de microorganismos como armas
Es casi
impensable que la humanidad haya utilizado microorganismos como armas
biológicas incluso antes de saber como curar las enfermedades que
causan. Y en la actualidad no es muy diferente. A pesar de los
avances de la medicina, muchos microorganismos siguen causando
enfermedades mortales que no pueden ser curadas a tiempo por falta de
vacunas o por desconocer cómo actúa el microorganismo.
miércoles, 1 de enero de 2014
Epidemiología segunda parte
¿Cómo
controlar una epidemia?
Cuando una
enfermedad afecta a un gran número de personas, es indispensable
controlarla (controlar a propagación y generación de nuevos casos).
Pero en la gran mayoría de los casos el control de estas
enfermedades es complejo. Para actuar de manear inteligente se deben
seguir ciertos pasos que afectarán a la propagación de la
enfermedad en la población.
Conociendo a
la enfermedad
Un punto muy
importante para poder controlar una enfermedad es conociéndola.
Esto, a pesar que parezca obvio, puede no serlo. Es importante saber
cuál es el ciclo de la enfermedad, cuanto tiempo está dentro del
hospedador, qué órganos ataca y cómo, si posee algún reservorio
en la naturaleza y cómo se desarrolla en el, cómo se transmite y
qué tan contagioso es. Las enfermedades más peligrosas son aquellas
donde estas preguntas no pueden ser respondidas. Una enfermedad que
ataca de manera indefinida a su hospedador no puede ser bien
diagnosticada. No saber cuáles son los órganos blanco impiden saber
cuál es la vía de ingreso del patógeno al hospedador. Si no se
conoce el mecanismo por el cual el patógeno ataca un determinado
órgano será más difícil vacunarlo. Si el patógeno no tiene un
reservorio claramente identificable, ¿de dónde proviene? Y en el
caso de desconocer la forma de transmisión, ¿qué medidas de
prevención se pueden sugerir a la población? Como pueden darse
cuenta, este no es un problema sencillo.
Medidas de
control
Una vez que se
conoce al patógeno que causa la enfermedad es posible generar
medidas de control para evitar que la enfermedad se propague (se
disperse en la población). Estas medidas pueden ser a 2 niveles: a
nivel individual y a nivel poblacional. En todo caso la principal
diferencia entre estos dos niveles es que el nivel individual
requiere del compromiso de la persona y no es obligatorio, al
contrario del nivel poblacional.
Nivel
individual: En este nivel se apela a la buena voluntad y
sentido común de las personas. En el caso de un patógeno se espera
que cada persona extreme las medidas de higiene personal (lavado de
manos y cuerpo, uso de desinfectantes portátiles como alcohol en
gel u otros, uso de barbijos), la higiene de su hogar (evitar
acumular basura dentro y en los alrededores de su casa), la
desinfección de las fuentes de agua (clorado), precaución en la
manipulación e ingesta de alimentos (cocción, evitar consumir
conservas caseras y otros) y, en el caso de una epidemia riesgosa,
evitar salir del hogar si no es necesario. De la misma manera, ante
la presencia de síntomas se debe evitar exponerse a otras personas
para no ser fuente de contagio. En última instancia se le solicita
a las personas vacunarse contra el patógeno en el caso de que
exista una vacuna. A pesar que estas normas están diseñadas para
proteger a las personas, en la mayoría de los casos no son
cumplidas.
Nivel
poblacional: En este nivel el estado regula las actividades
de tal manera que se pueda evitar la propagación masiva de un
determinado patógeno. Algunas de las medidas son similares a las
que se dan a forma individual: desinfección de aguas de consumo,
control de los alimentos, proveer a la población con equipos
básicos de control (barbijos, guantes, desinfectantes), pero la
escala es mayor. El estado es capaz de forzar el aislamiento de las
personas a través del cierre administrativo. Esto implica cerrar
las escuelas, edificios públicos, bancos, restaurantes o cualquier
punto de aglomeración poblacional. En el caso de que se necesiten
medidas más extremas el estado es capaz de cuarentenar a la
población a través del cierre de las vías de acceso a la
población. Estas medidas requerirán de las fuerzas armadas
(ejército y gendarmería) y son impuestas por la fuerza a la
población. Por último el estado es capaz de disponer la captura y
eliminación de los vectores del patógeno en caso de existir.
Inmunización
Un factor
importante en la prevención de una enfermedad es la inmunización.
La inmunidad es la habilidad de un hospedador a resistir de manera
eficiente el ataque de un patógeno determinado. La inmunidad a una
determinada enfermedad puede ser adquirida hereditariamente o ser
propia del individuo, pero esto representa la minoría de los casos
(menos del 1,5 % de la población).
La inmunidad
puede ser adquirida por el resto de la población de 2 maneras: la
inmunización pasiva y la inmunización activa. La inmunización
pasiva se basa en contagiarse de una enfermedad. Si el individuo
sobrevive adquiere inmunidad. Pero esto debe ser realizado con muchas
precauciones. La principal es saber si la enfermedad tiene un alto
rango de mortalidad. Por otro lado es importante saber cuáles son
los cuidados básicos una vez que la persona se enferma para que su
condición no se deteriore. Antiguamente las personas llevaban a sus
hijos a las casas de niños con varicela para que se contagien y se
inmunicen. Aunque la enfermedad tiene un bajo rango de mortalidad,
hubieron varias muertes por esta práctica. La inmunización activa
se realiza a través de la vacunación del probable hospedador. Esta
técnica es mucho más segura y efectiva, aunque también posee
riesgos.
Vacuna
Ya que hemos
definido tantas cosas, es un buen momento para definir lo que es e
implica una vacuna. A pesar que la gran mayoría de las vacunas se
aplican al torrente sanguíneo mediante una inyección hipodérmica,
no todas las vacunas se inyectan. Algunas se aplican sobre zonas de
rápida absorción como las vías respiratorias (pulmón-torrente
sanguíneo), las conjuntivas (irrigación ocular-torrente sanguíneo)
y el sistema gastrointestinal (boca-estómago-torrente sanguíneo).
Es importante que el complejo de la vacuna llegue al torrente
sanguíneo, ya que este lo distribuirá por todo el cuerpo y activará
el sistema linfático, que es nuestro sistema defensivo. El sistema
inmune humano se basa en un circuito anexo (alternativo) al sanguíneo
que se constituye por un sistema glandular y vasos linfáticos. A
través de estos vasos linfáticos el sistema inmune se comunica con
el torrente sanguíneo. En otra clase se detallará más sobre el
sistema inmune humano.
¿Pero que es
una vacuna exactamente? En realidad, todas las vacunas son diferentes
en su composición. Algunas vacunas son hechas con un patógeno
atenuado. Para ponerlo en palabras sencillas, un patógeno atenuado
es un microorganismo que ha sido atontado. Por ejemplo, en el caso de
una bacteria esto se logra con compuestos químicos que degradan
parcialmente la pared de la bacteria, volviéndola vulnerable o
impiden la formación de flagelos que le permitan moverse. Otra forma
de vacuna es usar partes del patógeno. Esto genera un reconocimiento
del sistema inmune sobre esas partes, lo que genera que el patógeno
sea rápidamente reconocido y neutralizado si intenta ingresar luego.
Por último la vacuna puede estar hecha de las toxinas que produce un
determinado patógeno. Estas toxinas ingresan a nuestro torrente
sanguíneo donde pasan a ser antígenos. Un antígeno es una
sustancia extraña que será reconocida por un anticuerpo específico.
En el caso del humano un anticuerpo se denomina inmunoglobulina.
Nosotros tenemos 5 tipos de inmunoglobulinas (IgA, IgG, IgM, IgE e
IgD) que a su vez pueden combinarse de distintas maneras. Esto hace
que nuestro sistema inmune sea capaz de reconocer una gran cantidad
de sustancias ajenas al cuerpo (se estima que las inmunoglobulinas
son capaces de detectar 1 X 1011 antígenos diferentes, o
sea 100000000000 o cien mil millones). Una vez que nuestro sistema
inmune detectó un antígeno, lo guarda en su memoria facilitando su
reconocimiento en otra ocasión.
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