Bacteris: Estructura, Reproducció, Malalties

Breu visió general

  • Bacteris – Definició: organismes unicel·lulars microscòpics sense nucli cel·lular
  • Els bacteris són organismes vius? Sí, perquè compleixen els criteris necessaris (com el metabolisme, el creixement, la reproducció).
  • Reproducció bacteriana: asexual per divisió cel·lular
  • malalties bacterianes: per exemple, tètanus, diftèria, tos ferina, escarlatina, infecció per clamídia, gonorrea, amigdalitis bacteriana, pneumònia bacteriana, otitis mitjana bacteriana, salmonelosi, listeriosi, tuberculosi, còlera, tifoide, pesta
  • Tractament de les infeccions bacterianes: Antibiòtics
  • Vacunació contra bacteris: possible, per exemple, per a la diftèria, la tos ferina, el tètanus, les infeccions meningocòcciques i pneumocòcciques, el còlera, la febre tifoide

Què són els bacteris?

Els bacteris són organismes microscòpics, unicel·lulars i els organismes vius més antics de la terra. Es troben en nombroses espècies diferents i es troben pràcticament a tot el món: a l'aire, l'aigua i el sòl, a les profunditats de l'escorça terrestre i als cims de les muntanyes més altes, a les aigües termals i a l'Àrtic i l'Antàrtida.

Els bacteris constitueixen, amb diferència, la proporció més gran de la flora normal humana (a més d'altres, com ara fongs i paràsits). La flora normal fa referència a tots els microorganismes que colonitzen el cos de manera natural. Si els experts consideren només un lloc específic de colonització, parlen, per exemple, de flora intestinal (la totalitat de tots els bacteris naturals de l'intestí).

A més, hi ha algunes espècies de bacteris que poden causar malalties en humans. Aquests tipus de bacteris patògens humans només representen aproximadament un un per cent de totes les espècies bacterianes conegudes.

Estructura dels bacteris

Les mides dels bacteris oscil·len entre 0.1 i 700 micròmetres (un micròmetre = una mil·lèsima part de mil·límetre). Això fa que els bacteris siguin molt més grans que els virus, però en la majoria dels casos encara siguin més petits que les cèl·lules humanes.

Paret cel·lular i flagels

En molts casos, la paret cel·lular bacteriana és rígida, donant així al bacteri una forma fixa (per exemple, bacteris esfèrics i en forma de bastons). A més, hi ha bacteris helicoïdals amb una paret cel·lular més prima i relativament flexible. Això permet que la cèl·lula bacteriana es mogui amb moviments helicoïdals (i altres). Els bacteris amb paret cel·lular rígida, en canvi, solen tenir flagels llargs i filamentosos amb els quals es poden moure (vegeu a continuació: Classificació per flagels).

També hi ha alguns bacteris sense paret cel·lular. En són exemples els micoplasmes (bacteris paràsits que, tanmateix, poden reproduir-se) i les espècies de termoplasmes (bacteris amants de la calor amb una membrana plasmàtica estable que viuen en sòls volcànics, per exemple).

Càpsula

La majoria de bacteris també s'envolten a l'exterior amb una càpsula (vegeu a continuació: classificació segons l'encapsulació). Es tracta d'una capa protectora molt densa i relativament definida de sucres o blocs de construcció de proteïnes (aminoàcids).

Membrana cel·lular i citoplasma

Dins de la paret cel·lular d'una cèl·lula bacteriana, s'hi adhereix una membrana cel·lular, ja que es troba amb una estructura similar a les cèl·lules animals (incloses les humanes). Alguns bacteris també tenen una membrana cel·lular externa. Envolta la paret cel·lular.

A l'interior de la cèl·lula, és a dir, al citoplasma, es troba el material genètic de la cèl·lula bacteriana, l'anomenat genoma bacterian, juntament amb diverses altres estructures cel·lulars (com els anomenats ribosomes per a la síntesi de proteïnes). De vegades, els bacteris contenen material genètic addicional en forma de plasmidis.

Genoma bacterià

El genoma bacterià conté tota la informació genètica de la cèl·lula bacteriana necessària per a la vida (informació sobre estructura, metabolisme, reproducció). Consta d'ADN de doble cadena (abreviatura d'àcid desoxiribonucleic), és a dir, una cadena de doble cadena de determinats sucres i altres blocs de construcció. El material genètic de les cèl·lules animals també està format per ADN. Tanmateix, hi ha diferències significatives entre les cèl·lules animals i les bacterianes:

  • Cèl·lules animals: el genoma d'ADN es troba per separat de la resta del citoplasma en el seu propi compartiment tancat per la membrana: el nucli. A més, està organitzat de manera lineal, és a dir, està present en forma de cromosomes individuals (quasi fils d'ADN individuals).

Plàsmids

A més del cromosoma bacterià, el citoplasma d'alguns bacteris conté altres anells d'ADN de doble cadena, senzills o múltiples, coneguts com a plasmidis. Contenen informació genètica que una cèl·lula bacteriana no necessita en condicions de vida normals, però que pot donar-li un avantatge de supervivència en condicions difícils.

Aquest pot ser, per exemple, el pla d'una toxina que mata altres bacteris. La capacitat d'una cèl·lula bacteriana de ser resistent a un antibiòtic particular també es pot emmagatzemar en plasmidis.

Els antibiòtics són fàrmacs que són especialment efectius contra els bacteris. Per tant, formen part de la teràpia estàndard d'una infecció bacteriana.

Els plasmidis es repliquen independentment del cromosoma bacterià i es distribueixen de manera més o menys aleatòria a les dues cèl·lules filles quan un bacteri es multiplica per divisió cel·lular.

La conjugació triga uns minuts, però només és possible entre certs tipus de bacteris.

Bacteris versus virus

La diferència més important és que els bacteris tenen un metabolisme i es poden reproduir de manera independent; això no és cert per als virus. Llegeix més sobre la comparació entre virus i bacteris a l'article Virus.

Quins bacteris hi ha?

Actualment, es coneixen unes 5,000 espècies de bacteris. De fet, però, probablement n'hi ha molts més: els experts sospiten que hi ha centenars de milers de tipus diferents de bacteris al món.

Els gèrmens es poden classificar segons diversos criteris; els més comuns són:

Classificació per coloració

Els bacteris es poden classificar segons el color que prenen quan entren en contacte amb determinats agents colorants. El mètode de tinció més comú per identificar bacteris s'anomena tinció de Gram. D'acord amb això, es fa una distinció entre:

  • Bacteris gram-positius: es tornen blaus després de l'addició d'una determinada substància química. Alguns exemples inclouen els patògens de la diftèria i l'àntrax, els pneumococs (causen pneumònia, meningitis, sinusitis i otitis mitjana, per exemple) i els estreptococs (posibles desencadenants de pneumònia i amigdalitis, entre d'altres).
  • Bacteris gramnegatius: prenen un color vermell quan es tenyeixen de Gram. Alguns exemples són els patògens de la tos ferina, la tifoide, el còlera i la pesta.

La diferent estructura de la paret també té conseqüències pràctiques per a la medicina, és a dir, pel que fa al tractament de les infeccions bacterianes: alguns antibiòtics només són efectius contra bacteris Gram-positius, altres només contra bacteris Gram-negatius.

Classificació segons la forma

Hi ha tres formes bàsiques de bacteris:

  • Bacteris esfèrics: aquests bacteris de forma arrodonida a ovalada (també anomenats cocs) sovint s'agrupen de maneres típiques: en grups de dos, quatre o vuit, en grups més grans (estafilococs) o com a cadenes més o menys llargues (estreptococs).
  • Bacteris en forma de vareta: els bacteris esvelts o gruixuts en forma de vareta poden estar presents per separat (com els bacteris tifoides) o en diferents coixinets entre si (com els bacteris de la diftèria). Els bacteris en forma de vareta que necessiten oxigen per viure (aeròbics) i poden formar espores (vegeu més avall) també s'anomenen bacils (com els bacteris de l'àntrax).
  • Bacteris helicoïdals: segons la seva aparença exacta, aquests bacteris es divideixen en quatre grups: espiril·la (per exemple, l'agent causant de la febre de la picada de rata), borrèlia (per exemple, l'agent causant de la malaltia de Lyme), treponema (per exemple, bacteris de la sífilis), i leptospira (per exemple, l'agent causant de la leptospirosi).

Classificació segons la patogenicitat

  • Bacteris patògens facultatius: aquests bacteris causen malalties només en determinades circumstàncies, com ara quan el sistema immunitari està debilitat.
  • gèrmens patògens obligats: En quantitat suficient, sempre causen una malaltia, per exemple la salmonel·la.

Els bacteris que es produeixen de manera natural al cos també poden causar malalties, per exemple, si s'estenen excessivament com a resultat d'un sistema immunitari feble o si arriben a llocs equivocats del cos (per exemple, bacteris intestinals que entren a la uretra o a la vagina com a resultat). higiene del vàter incorrecta). Pertanyen, doncs, als bacteris patògens facultatius.

Classificació segons flagels

La majoria de bacteris porten flagels a la seva superfície exterior, amb l'ajuda dels quals són mòbils. Els experts distingeixen entre les següents formes de flagel·lació:

  • flagel·lació monòtrica: només un flagel, p. ex. bacteris del còlera
  • flagels lophotrichous: diversos flagels disposats en un o dos flocs, per exemple, espècies de Pseudomonas
  • flagels peritrics: diversos flagels distribuïts per tota la superfície externa de la cèl·lula bacteriana (flagel·los al voltant), p. ex. Salmonel·la (agent causant de la salmonel·losi i la febre tifoide)

Classificació segons l'encapsulació

El bacteri Haemophilus influenzae, per exemple, està encapsulat. Entre altres coses, pot provocar meningitis, otitis mitjana, bronquitis, pneumònia i, com Haemophilus influenzae tipus B (HiB), laringitis.

També entre les formes encapsulades de bacteris es troben els pneumococs (Streptococcus pneumoniae). Normalment causen pneumònia, però de vegades altres malalties infeccioses bacterianes.

Classificació segons la formació d'espores

En condicions de vida desfavorables, alguns bacteris poden formar formes permanents amb un metabolisme molt reduït, les anomenades espores. A diferència de la cèl·lula metabòlicament activa (vegetativa), aquestes poden suportar condicions ambientals extremadament desfavorables com la calor i el fred i romandre viables durant anys o fins i tot dècades. Tan aviat com les condicions tornen a millorar, l'espora es transforma de nou en una cèl·lula bacteriana vegetativa.

Les espores són efectivament bacteris en estat latent.

Els bacteris formadors d'espores inclouen principalment representants dels gèneres Bacillus i Clostridium, per exemple el patogen de l'àntrax (Bacillus anthracis) i els patògens del tètanus (Clostridium tetani) i el botulisme (Clostridium botulinum).

Classificació segons la relació amb l'oxigen

Els bacteris anaeròbics obligats (anaerobis) són exactament el contrari dels aerobis obligats: no poden créixer i prosperar en presència d'oxigen; fins i tot petites traces d'oxigen poden matar aquests bacteris en poc temps. A diferència dels aerobis, no poden eliminar els radicals tòxics d'oxigen (els bacteris aeròbics tenen enzims especials com la catalasa per a aquesta finalitat). Els bacteris anaeròbics obligats obtenen la seva energia necessària ja sigui per fermentació o per l'anomenada respiració anaeròbica.

Els bacteris anaeròbics facultatius són tolerants pel que fa a l'oxigen: poden créixer tant amb oxigen com sense. Quan hi ha oxigen, obtenen l'energia que necessiten mitjançant la respiració cel·lular "normal" (aeròbica), tal com ho fan els bacteris aeròbics i les cèl·lules animals i humanes. En un entorn lliure d'oxigen, en canvi, la seva producció d'energia es produeix mitjançant fermentació o respiració anaeròbica.

Els bacteris aerotolerants poden prosperar sense problemes en presència d'oxigen, però no poden utilitzar-lo per a la producció d'energia.

Classificació segons requisits de temperatura

Depenent del rang de temperatura que els bacteris prefereixen o toleren, es distingeixen tres grups de bacteris:

  • Bacteris psicròfils: es desenvolupen millor entre cinc i deu graus centígrads. La temperatura mínima que poden tolerar és de -5 a -3 graus, segons l'espècie bacteriana, i la seva temperatura màxima és de 15 a 20 graus, segons l'espècie.
  • Bacteris mesòfils: la seva temperatura òptima és de 27 a 37 graus. La temperatura pot baixar fins a un màxim de 20 a 25 graus. D'altra banda, la temperatura no ha de pujar més de 42 a 45 graus.
  • Bacteris termòfils: Se senten més còmodes entre 50 i 60 graus. Depenent del tipus de bacteri, la temperatura no ha de baixar de 40 a 49 graus i no ha de pujar a més de 60 a 100 graus.

Classificació segons taxonomia

Com altres organismes vius, els bacteris es classifiquen segons criteris científics en diferents nivells jeràrquics com ara famílies, gèneres i espècies. Algunes espècies de bacteris també es poden dividir en diferents tipus (soques bacterianes), depenent dels factors hereditaris i la composició química.

Com es reprodueixen els bacteris?

Els bacteris es reprodueixen asexualment per divisió cel·lular:

La rapidesa amb què es poden multiplicar els bacteris depèn del tipus de bacteris i de les condicions ambientals. En condicions òptimes, molts bacteris poden duplicar el seu nombre en només vint minuts.

Quan parlem de creixement bacterià, ens referim a l'augment del nombre de cèl·lules bacterianes. Es determina com el nombre de cèl·lules per mil·lilitre.

Quines malalties són causades pels bacteris?

Hi ha una varietat de malalties causades per bacteris. Aquí teniu una petita selecció:

  • Escarlatina: aquesta malaltia infecciosa bacteriana molt contagiosa és causada pels estreptococs A grampositius i esfèrics (Streptococcus pyogenes).
  • Altres infeccions per estreptococs: un estreptococ també pot causar otitis mitjana, amigdalitis, erisipela, pneumònia i febre reumàtica, entre d'altres. Els estreptococs B (S. agalactiae) són possibles desencadenants de meningitis i infeccions de ferides, per exemple. Es poden produir altres estreptococs, per exemple, com a bacteris de càries.
  • Infeccions pneumocòcciques: els pneumococs també són estreptococs que solen aparèixer en parella (diplococs). Més concretament, són Streptococcus pneumoniae. Aquest bacteri és un patogen típic de la pneumònia, però també pot provocar meningitis, orella mitjana o sinusitis, entre altres coses.
  • Infeccions meningocòcciques: Els meningococs són bacteris de l'espècie Neisseria meningitis. Les infeccions amb aquests gèrmens solen manifestar-se en forma de meningitis o "intoxicació de la sang" bacteriana (sèpsia).
  • Gonorrea (gonorrea): aquesta ETS també és causada per bacteris Neisseria, aquesta vegada Neisseria gonorrhoeae (també anomenada gonococ). Tractada a temps, la gonorrea acostuma a curar-se sense conseqüències. En cas contrari, hi ha el risc d'efectes tardans permanents com la infertilitat.
  • Infeccions per clamídia: hi ha diversos tipus de clamídia (algunes amb subgrups) que poden provocar diferents quadres clínics, per exemple conjuntivitis, infeccions dels òrgans urinaris i genitals (com ara uretritis, cervicitis o prostatitis) i pneumònia.
  • Tos ferina: el bacteri Gram negatiu Bordetella pertussis sol estar darrere d'aquesta "malaltia dels nens", que també passa cada cop més en adolescents i adults.
  • Diftèria: símptomes com ara una tos lladradora, dificultat per empassar i un alè maliciós dolç són causats per la toxina del bacteri grampositiu en forma de vareta Corynebacterium diphtheriae.
  • Tuberculosi: Mycobacterium tuberculosis és la causa més freqüent d'aquesta malaltia infecciosa greu i de declaració obligatòria.
  • Infeccions per E. coli: Escherichia coli és un bacteri gramnegatiu del qual hi ha diverses soques. Alguns d'ells viuen de manera natural als intestins de les persones sanes. Altres soques d'E.coli, però, poden provocar infeccions, per exemple a l'aparell digestiu o urinari (com la diarrea i la cistitis).
  • Salmonel·losi (intoxicació per salmonel·la): aquest terme es refereix a malalties infeccioses i intoxicacions alimentàries causades per un subgrup específic de bacteris de Salmonel·la. Inclou febre tifoide i paratifoide, entre d'altres.
  • Infecció per Listeria (listerosi): Aquesta intoxicació alimentària és causada per bacteris gram-positius de l'espècie Listeria monocytogenes. S'acompanya de nàusees, vòmits i diarrea. Es pot contreure menjant aliments contaminats com ara productes lactis, verdures crues o carn poc escalfada.
  • Còlera: el bacteri Gram negatiu Vibrio cholerae és responsable de la malaltia diarreica greu, que es produeix principalment en zones amb condicions higièniques pobres.

Bacterèmia i sèpsia

Normalment, els bacteris no es troben a la sang. Si n'hi ha, s'anomena bacterièmia. Pot ocórrer, per exemple, quan algú sagna les genives per un raspall de dents vigorós o es talla amb un ganivet de butxaca. Els bacteris també poden entrar al torrent sanguini durant infeccions bacterianes (com la pneumònia bacteriana) o durant un procediment dental o mèdic.

La bacterièmia no sempre causa símptomes si el sistema immunitari elimina ràpidament els bacteris.

Especialment en persones amb un sistema immunitari debilitat, però, els bacteris poden causar una infecció (per exemple, inflamació del revestiment intern del cor = endocarditis) si romanen a la sang durant un temps prou llarg i en major nombre. La conseqüència pot ser una reacció molt violenta de tot el cos, que s'anomena sèpsia (“intoxicació de la sang”). En el pitjor dels casos, pot provocar la mort. No obstant això, el risc de mort en casos individuals varia considerablement. Depèn, entre altres coses, del tipus de bacteris implicats i de la rapidesa amb què es tracta el pacient.

Bacteris: Transmissió o infecció

Per exemple, les persones poden infectar-se amb la salmonel·la a través d'una infecció de frotis: si les persones amb diarrea relacionada amb la salmonel·la no es renten bé les mans després d'anar al vàter, poden transferir els gèrmens a objectes (com ara poms de les portes, coberts). Si una persona sana toca aquests objectes i després li agafa la boca, el nas o els ulls, es pot infectar. La infecció directa de persona a persona per infecció amb frotis també és possible quan les persones infectades donen la mà a una persona sana amb les mans contaminades.

Tanmateix, la salmonel·la es transmet principalment per aliments contaminats. Aquesta via d'infecció també existeix per a alguns altres bacteris com Listeria (agent causant de la listeriosi) i representants del gènere Campylobacter (agent causant de malalties diarreiques contagioses).

Aquests últims, com la Salmonel·la i alguns altres bacteris, també es poden transmetre per aigua contaminada.

En alguns casos, la infecció és possible a través de relacions sexuals, com en el cas de la clamídia i l'agent causant de la gonorrea (gonococs).

Infecció bacteriana: Tractament

Alguns antibiòtics són efectius contra molts tipus diferents de bacteris (antibiòtics d'espectre ampli o d'espectre ampli), mentre que d'altres s'orienten a grups específics de bacteris (antibiòtics d'espectre estret o d'espectre estret).

Els grups d'antibiòtics coneguts inclouen penicil·lines, cefalosporines, tetraciclines i antibiòtics macròlids.

No totes les infeccions bacterianes requereixen tractament amb antibiòtics. Alternativament o a més, poden ser útils altres mesures que no s'adrecin específicament als bacteris, però almenys alleugen els símptomes (p. ex., medicaments per al dolor i antiinflamatoris).

Vacunació contra bacteris

Algunes malalties infeccioses causades per bacteris es poden prevenir amb la vacunació. La vacuna que s'administra estimula el sistema immunitari perquè desenvolupi anticossos específics contra el patogen bacterian en qüestió (immunització activa). Això arma el sistema immunitari en cas que es produeixi més tard una infecció "real" per aquests bacteris. D'aquesta manera, la infecció es pot tallar del brot en una fase inicial o, almenys, debilitar-se.

Exemples de vacunes disponibles contra bacteris:

  • Vacunació contra la diftèria
  • Vacunació contra la tos ferina
  • Vacunació contra el tètanus (també disponible com a immunització passiva, en la qual s'injecten anticossos preparats)
  • Vacunació contra Haemophilus influenzae tipus b (vacunació HiB)
  • Vacunació contra el meningococ
  • Vacunació contra el còlera
  • Vacunació contra la tifus

Algunes d'aquestes vacunes estan disponibles com a preparacions combinades de diferents composicions. Per exemple, la vacuna Td protegeix simultàniament contra els bacteris del tètanus i la diftèria.