ESTE TEXTO QUE A CONTINUACION SE COLOCA DEBE SER LEIDO PREVIAMENTE, YA QUE SERA SOCIALIZADO Y DISCUTIDO EN EL AULA.
HISTORIA DE LA MICROBIOLOGIA
Aunque
los microorganismos se originaron hace aproximadamente 4.000 millones
de años, la microbiología es relativamente una ciencia joven. Los
primeros microorganismos se observaron hace 300 años y sin embargo
pasaron unos 200 años hasta que se reconoció su importancia.
Primeras observaciones de los microorganismos (Leeuwenhoek y sus microscopios)
La
existencia de los microorganismos no se conoció hasta la invención del
microscopio. La primera persona en describir los microorganismos en
detalle fue el holandés Antony van Leeuwenhoek en 1684, a los cuales
denominó animáculos. Leeuwenhoek examinó el agua de lluvia, de mar, de
río, saliva y otras materias. Sin embargo, estas observaciones no
condujeron a ninguna investigación acerca de las posibles actividades de
los microorganismos, ni como agentes de fermentaciones ni de
enfermedades infecciosas ya que el desarrollo de la química y de la
medicina era demasiado primitivo.
Origen de los microorganismos (Teoría de la generación espontánea)
Una vez descubiertos los microorganismos por Leeuwenhoek se empezó a
especular sobre el origen de estos animáculos. Se formaron dos escuelas.
Una de ellas admitía la existencia de estas estructuras pero apoyaban
la teoría que provenían de la descomposición de los tejidos de las
plantas o animales (eran el resultados de la descomposición y no la
causa). Los que apoyaban esta teoría creían que la vida se generaba a
partir de matería no viva, proceso que se denominó abiogénesis.
Básicamente era el concepto de la generación espontánea. Del otro lado
estaba la teoría de la biogénesis. Los animáculos se originaban, como
ocurre en formas de vida superiores, a partir de animáculos padres.
Hasta que se rechazó la idea de la generación espontánea se tuvieron que
realizar muchos experimentos que parecen simples hoy en día, pero que
en aquellos momentos llevó más de 100 años resolver dicha controversia.
En el siglo XVII
el italiano Francesco Redi demostró en 1668 que los gusanos encontrados
en la carne podrida eran las larvas que provenían de los huevos que
previamente habían depositado en la carne las moscas y no el producto de
la generación espontánea. Sin embargo una cosa eran los huevos de
moscas y otra los microorganismos que sólo se podían ver con la ayuda
del microscopio.
En 1745 John Needham hirvió trozos de carne para destruir los organismos
preexistentes y los colocó en un recipiente abierto. Al cabo de un
tiempo observó colonias de microorganismos sobre la superficie y
concluyó que se generaban espontáneamente a partir de la carne. En 1769,
Lazzaro Spallanzani repitió el experimento pero tapando los
recipientes, no apareciendo las colonias, lo que contradecía la teoría
de la generación espontánea. Pero Needham argumentó que el aire era
esencial para la vida incluída la generación espontánea de
microorganismos y este aire había sido excluido en los experimentos de
Spallanzani.
Unos 100 años después, en 1836 Franz Schulze pasó el aire a través de
unas soluciones ácidas fuertes hacia el interior de un recipiente con
carne hervida. Al año siguiente Theodor Schwann pasó el aire a través de
tubos calientes. Los microorganismos no aparecían en ningún caso ya que
los microorganismos presentes en el aire habían sido aniquilados. Sin
embargo, los que apoyaban la generación espontánea comentaban que el
ácido y el calor alteraban el aire de tal manera que impedía la
generación espontánea de los microorganismos. Sin embargo fue Louis
Pasteur el que zanjó definitivamente la controversia en 1864 al utilizar
matraces con un tubo largo y curvado llamados "cuello de cisne". El
aire pasaba libremente a través del cuello, pero los microorganismos no
aparecían en la solución ya que las partículas de polvo y
microorganismos sedimentaban en el recodo del cuello. Estos experimentos
de Pasteur promovieron el reconocimiento de la biogénesis.
Posteriormente Pasteur empezó a estudiar el papel de los microorganismos
en la producción de vino y como causa de enfermedades.
La fermentación como proceso biológico (Pasteur y el vino francés)
Sin duda desde la Prehistoria los hombres utilizan con provecho las
fermentaciones. El pan fermentado se conoce desde hace varios miles de
años. Los jeroglíficos egipcios, así como representaciones gráficas en
todo el Próximo Oriente atestiguan que el hombre recurría a la
fermentación para fabricar bebidas alcohólicas ya varios milenios antes
de Jesucristo. Al preparar el pan, vino, cerveza o sake, los egipcios,
sumerios y todas las personas hasta mediados del Siglo XIX, empleaban
sin saberlo, y de una manera empírica, una familia de agentes biológicos
muy originales: las levaduras. Son ellas las que realizan la
fermentación alcohólica.
El
papel de las levaduras como agentes fermentadores no fue reconocido
hasta 1856 por Luis Pasteur. Las teorías científicas de esa época
reconocían la presencia de levaduras en la fermentación alcohólica, pero
estas levaduras eran consideradas como compuestos químicos complejos,
sin vida. Esta era la teoría mecanística liderada por los químicos
alemanes von Liebig y Wöhler. Luis Pasteur, químico francés, propuso la
teoría vitalística y demostró que las células viables de levaduras
causan fermentación en condiciones anaeróbicas; durante dicha
fermentación el azúcar presente en el mosto es convertido principalmente
en etanol y CO2. Sus ilustraciones claramente muestran auténticas
levaduras vínicas y en sus escritos él las diferenciaba claramente de
otros componentes.
En el verano de 1856 M. Bigo, un fabricante de alcohol en la ciudad de
Lille, en el norte de Francia, sufría repetidos fracasos en las
fermentaciones de sus productos. En este proceso intervenía la
fermentación de la caña de azúcar para producir alcohol etílico, pero
una y otra vez el contenido de las tinajas se agriaba y al final en
lugar de alcohol, se obtenía una sustancia que despedía un olor parecido
a la leche agria. Sucedió que el hijo de M. Bigo estudiaba en la
Facultad de Ciencias cuyo decano era Pasteur. M. Bigo, a través de su
hijo, preguntó a Pasteur si estaría dispuesto a investigar los fracasos
que estaban ocurriendo con sus fermentaciones, a lo que Pasteur accedió
iniciando el estudio en los laboratorios de la Facultad. En primer lugar
sometió a análisis químico el contenido estropeado de las tinas
llegando a la conclusión de que contenían una considerable cantidad de
ácido láctico en lugar de etanol. El siguiente paso fue el examen de los
sedimentos de las tinas en las que la fermentación había sido
satisfactoria y el de aquellas que habían fallado. La comparación de los
dos sedimentos reveló una clara diferencia: en los sedimentos
procedentes de las tinas que habían producido alcohol había levaduras;
en los procedentes de las tinas productoras de ácido láctico se veían
"glóbulos mucho más pequeños que los de la levadura" con lo que ya
disponía de pruebas de que los productos de estas dos fermentaciones
estaban específicamente asociados con el crecimiento de dos
microorganismos morfológicamente distinguibles. Tomó muestras de los
sedimentos de los dos tipos de fermentaciones y los inoculó en tubos que
contenían azúcar como fuente de carbono; en el caso de los "glóbulos
mucho más pequeños que los de la levadura" pudo reproducir la
fermentación láctica y observar los diminutos glóbulos en el sedimento
que aparecía en los tubos. La adición del sedimento de las tinas en las
que se había producido alcohol, dió una típica fermentación alcohólica
apareciendo en el fondo de los tubos glóbulos de levaduras.
En 1866, Pasteur publicó la obra titulada "Estudios sobre el vino, sus
enfermedades, causas que las provocan. Nuevos procedimientos para la
conservación y envejecimiento". Entre las mejoras aconsejadas había un
método para aumentar la calidad de la conservación de los vinos
consistente en calentarlos a una temperatura de 68° C durante 10 minutos
y después enfriarlos rápidamente. Esta técnica ha venido a ser conocida
como pasteurización y es ahora ampliamente utilizada en el tratamiento
de la leche.
Descubrimiento de la función de los microorganismos como causantes de enfermedades (Koch y la bacteria del carbunco)
Ya en 1546 Girolano Fracastoro había sugerido que las enfermedades
podían deberse a organismos tan pequeños que no podían verse y que eran
transmitidos de una persona a otra. Sin embargo, el descubrimiento de
que las bacterias pueden actuar como agentes específicos de las
enfermedades infecciosas en los animales fue realizado a través del
estudio del carbunco, infección grave de los animales domésticos que es
transmisible al hombre. La demostración concluyente de la causa
bacteriana o etiología del carbunco la proporcionó en 1876 Robert Koch,
un médico rural alemán. Kosch empezó a estudiar el mundo microbiano
después de que su mujer le regalara por su 28 cumpleaños un microscopio.
Seis años después Koch anunció al mundo que había encontrado la
bacteria del carbunco (Bacillus anthracis). Posteriormente él y sus
colaboradores descubrieron las bacterias que causan la tuberculosis y el
cólera.
Esta serie de experimentos se ajustaban a los criterios necesarios para
poder establecer la relación causal entre un organismo específico y una
enfermedad específica. Estos criterios se conocen como los postulados de
Koch:
1.- El microorganismo debe estar presente en todos los casos de la enfermedad.
2.- El microorganismo debe ser aislado del hospedador enfermo y obtenerse en cultivo puro en el laboratorio.
3.- La enfermedad específica debe reproducirse cuando un cultivo puro
del microorganismo se inocula a un hospedador susceptible sano.
4.- El microorganismo debe ser recuperable de nuevo a partir del hospedador inyectado experimentalmente.
El descubrimiento posterior de los virus (Dimitri Ivanovski en 1892; el
virus del mosaico del tabaco pasaba los filtros que retenían a las
bacterias), agentes que no crecen en medios artificiales en el
laboratorio como lo hacen las bacterias, han permitido realizar algunas
modificaciones en los postulados de Koch.
Este trabajo sobre el carbunco condujo rápidamente a la edad de oro de
la bacteriología. En 25 años la mayoría de los agentes bacterianos de
las principales enfermedades humanas habían sido descubiertos y
descritos.
Desarrollo en la prevención de enfermedades (Lister y el fenol; Pasteur y las gallinas; Fleming y el hongo contaminante)
Actualmente es difícil comprender la magnitud de la miseria y
devastación causada por los microorganismos antes de 1950. En Europa,
durante el período de 1347-1350 ocurrió una epidemia de peste bubónica,
conocida como la "muerte negra" y causada por una bacteria (Yersinia
pestis). A causa de esta enfermedad en Francia murieron de un tercio a
la mitad de la población y se estimó que en toda Europa murieron 25
millones de personas. Con el conocimiento de que los microorganismos
causaban enfermedades, los científicos se dedicaron a investigar la
prevención y el tratamiento. Los hospitales adoptaron la antisepsia, la
cual previene la diseminación de las enfermedades infecciosas mediante
la inhibición o destrucción de los agentes causantes. También se
descubrió la inmunización, un proceso que estimula las defensas del
cuerpo frente a la infección. Se empezó a aplicar la quimioterapia,
tratamiento de las enfermedades con una sustancia química, a medida que
los investigadores encontrabanmedicamentos más efectivos. También
influyó la sanidad pública, sobre todo la higiene relacionada con los
alimentos y aguas.
La idea de la generación espontánea se remonta a la cultura griega, los
cuales creían que las ranas y gusanos crecían espontáneamente a partir
del lodo. Incluso existían recetas: llenando una tinaja con trapos y
colocándola en un sitio apartado durante semanas al final crecían
ratones a partir de los trapos.
Antisepsia:
Hacia 1860 un cirujano inglés llamado Joseph Lister investigaba la
forma de eliminar los microorganismos de las incisiones realizadas en
las operaciones quirúrgicas. Por esa época, las muertes por infección
después de una operación quirúrgica eran muy frecuentes. El propio
Lister tenía anotado en su cuaderno de notas que el 45% de sus pacientes
morían a causa de las infecciones quirúrgicas. Para evitarlo utilizó
una solución diluída de fenol (que ya se sabía que mataba a las
bacterias) para lavar las ropas de los cirujanos y todo el marterial
quirúrgico, así como en spray en el quirófano durante la operación.
Estos experimentos fueron el origen de la técnica aséptica.
LA Inmunización: En 1880 Pasteur utilizó las técnicas de Koch para aislar y
cultivar la bacteria que causa el cólera en gallinas. Para probar su
descubrimiento convocó una demostración pública del experimento que
había sido un éxito repetidas veces en el laboratorio. Inyectó un
cultivo puro de la bacteria del cólera en gallinas sanas y esperó a que
desarrollaran los síntomas y murieran. Per para su desgracia, las
gallinas siguieron vivas. Revisando el experimento fallido descubrió que
había utilizado cultivos viejos en lugar de cultivos frescos preparados
especialmente para la demostración. Algunas semanas más tarde repitió
el experimento usando dos grupos de gallinas: uno con gallinas
inoculadas en el experimento anterior con el cultivo viejo y otro con
gallinas nunca inoculadas. Ahora inyectó en ambos grupos cultivos
frescos. En este experimento las gallinas del segundo
grupo murieron, pero las del primero permanecían vivas. Estos
resultados intrigantes pronto encontraron una explicación para Pasteur.
El había descubierto que la bacteria, si se dejaba crecer durante largo
tiempo, podía volverse avirulenta. Pero esta bacteria avirulenta
estimulaba algo en el hospedador, en este caso las gallinas, que
resistían infecciones posteriores haciéndoles inmunes a esa enfermedad.
Pasteur aplicó este principio de inmunización en la prevención del
carbunco en animales y funcionó. A estos cultivos avirulentos los llamó
vacunas (del latín vacca). Usando este término Pasteur reconoció el
trabajo de Edward Jenner que en 1798 vacunó con éxito a un niño (James
Phipps) de viruela, vacuna que obtuvo de las pústulas de una vaca con
viruela.
El reconocimiento internacional de Pasteur le supuso un nuevo reto ya
que le encargaron que encontrara una vacuna contra la rabia. En aquel
momento no se conocía el agente causante de la rabia pero Pasteur creía
que era un microorganismo. Hoy sabemos que es un virus. Finalmente
obtuvo una vacuna frente a la rabia que funcionaba en perros, lo cual es
diferente a humanos. En Julio de 1885, un niño llamado Joseph Meister
fué mordido por un lobo rabioso, la familia del niño persuadió a Pasteur
para que utilizara la vacuna en el niño (la enfermedad era mortal) que
resultó un éxito. Posteriormente esta vacuna salvó a un grupo de
campesinos rusos que habían sido mordidos por otro lobo rabioso. Como
agradecimiento, el zar de Rusia envió a Pasteur 100.000 francos que
utilizó para construir el Instituto Pasteur de París.
Quimioterapia: El tratamiento de las enfermedades mediante compuestos
químicos no es nuevo. En 1495 ya se utilizaban sales de mercurio para
tratar la sífilis, aunque este tratamiento hizo bueno el axioma:
Graviora quaedum sunt remedia periculus, es decir "Es peor el remedio
que la enfermedad" ya que determinados tratamientos, como es el caso del
mercurio, son tóxicos para las células animales y humanas. Para que un
agente quimioterápico sea efectivo en el tratamiento de una enfermedad
infecciosa no sólo debe de matar o inhibir al microorganismo causante de
la infección sino que además debe ser relativamente inocuo para las
células humanas al exhibir toxicidad selectiva. El primer gran
descubrimiento en este sentido fue hecho por Paul Ehrlich a principios
del siglo XX. Este médico alemán creía que era posible obtener un
compuesto químico que pudiera curar específicamente la sífilis sin dañar
al paciente. El conocía que el arsénico inhibía al microorganismo
causante de la sífilis (Treponema pallidum) pero que también era tóxico
para las células humanas. Ehrlich trabajó en la idea de que el arsénico
podía incorporarse dentro de compuestos orgánicos de tal manera que
perdiera su toxicidad para las células humanas manteniendo sus
propiedades antimicrobianas. Después de ensayar 605 sustancias con estas
características encontró un compuesto, el 606, que cumplía estos
requisitos. A esta sustancia la llamó Salvarsan y fue el primer
compuesto químico sintetizado en laboratorio que podía curar una
enfermedad sin ser tóxico para el paciente. Gracias a este
descubrimiento le concedieron el premio Nobel en 1908. Hoy en día ya no
se utiliza salvarsan para tratar la sífilis ya que ha sido reemplazado
por un producto mucho más efectivo, el antibiótico penicilina.
Hasta 1935 no se realizó ningún nuevo avance en quimioterapia. En ese
año Gerhard Domagk trabajando en la Bayer realizó un descubrimiento
importante. Después de llevar a cabo experimentos con más de 1000
colorantes sintéticos para comprobar si alguno de ellos podía curar las
infecciones causadas por estreptococos en ratones sin dañar a los
animales, descubrió que un colorante rojo llamado Prontosil era
efectivo. Este descubrimiento le valió el premio Nobel en 1939.
Curiosamente, este colorante no era capaz de inhibir el crecimiento de
las bacterias crecidas en laboratorio; sólamente era efectivo cuando las
bacterias crecían dentro del cuerpo del animal. Esta aparente
contradicción fue resuelta en el mismo año por un químico francés
Jacques Tréfouël al observar que el prontosil era transformado en el
cuerpo en un compuesto incoloro diferente que sí tenía actividad
específica frente a bacterias. Esta nueva sustancia era la sulfonamida.
En un corto período de tiempo se determinó su estructura siendo posible
sintetizarla en gran escala y desarrollar nuevos compuestos que se
denominaron sulfamidas que aún hoy en día se siguen utilizando.
El salvarsan y las sulfamidas son ejemplos de agentes quimioterapéuticos
sintéticos obtenidos mediante síntesis química en un laboratorio. Sin
embargo, existe una segunda categoría: agentes quimioterapéuticos
naturales, llamados antibióticos. Un antibiótico es una sustancia
producida por un microorganismo que es inhibitoria para otros
microorganismos en muy pequeña cantidad.
En 1928 el microbiólogo inglés Alexander Fleming observó que en una
placa de agar inoculada con Staphylococcus aureus que estaba contaminada
con el hongo Penicillium notatum, las colonias de Staphylococcus eran
destruídas por alguna actividad de las colonias del hongo. A partir de
este hongo realizó la extracción de un compuesto que era el responsable
del efecto inhibitorio al que llamó Penicilina. Si bien Fleming
reconoció el enorme potencial terapéutico de la penicilina, encontró
serios problemas para aislarla y purificarla. El primer ensayo clínico
con una preparación cruda de penicilina se llevó a cabo el 12 de Febrero
de 1941. El paciente era un policía de Oxford que se estaba muriendo
por una infección con Staphylococcus (septicemia). Al administrarle
penicilina se observó un mejoramiento espectacular, pero 5 días después,
cuando se les acabó la penicilina, la infección volvió a emerger y el
paciente murió. Este ensayo clínico falló debido a que no se podía
obtener una producción a gran escala de penicilina. En este punto
(1940-1941) los británicos estaban inmersos en la II guerra mundial. Los
americanos se interesaron por la penicilina y la fundación Rockefeller
invitó al inglés Florey para que investigara la producción a gran escala
de la penicilina junto con universidades e industrias farmacéuticas
americanas. Esta cooperación hizo posible que un año después estuvieran
disponibles grandes cantidades de penicilina. Muy pocos descubrimientos
científicos han tenido tanto efecto en el campo de la medicina como el
descubrimiento de los antibióticos.
Microbiología y genética (Neumococos, doble hélice e ingeniería genética)
Antes de 1940 el conocimiento del fenómeno genético provenía de las
investigaciones sobre plantas y animales, pero no se sabía si estos
resultados se podían aplicar a los microorganismos. En 1944 Oswald Avery,
Colin MacLeod y MacLyn McCarty descubrieron el papel del DNA en la
genética bacteriana. Encontraron que el material de DNA de un tipo de
neumococos puede transferir una característica hereditaria a otro tipo
de neumococos. Posteriormente, en 1953 Watson, Crick y Wilkins
descubrieron la estructura molecular del DNA. Estos descubrimientos,
junto con otros, establecieron que la información genética de todos los
organismos está codificada en el DNA. Esto hizo de los microorganismos
un modelo muy atractivo para la investigación genética. Actualmente y
utilizando la tecnología del DNA recombinante o ingeniería genética se
pueden transferir fragmentos de DNA de un organismo a otro.
IMPORTANTE:
DESPUES DE HABER LEIDO ESTE TEXTO TE
INVITO A QUE PIENSES EN LA IMPORTANCIA DE LA MICROBIOLOGIA PARA LA SALUD
Y PARA EL AREA ODONTOLOGICA, QUE AREAS Y QUE RAMAS ABARCA, SU RELACION
CON OTRAS CIENCIAS, APLICACIONES, ASI COMO OTROS ASPECTOS QUE TE HAYAN LLAMADO LA ATENCION.
PARA LA PRIMERA CLASE SE HARA:
- SOCIALIZACION Y DISCUSION DIRIGIDA EN CLASE, DONDE SE EVALUARA LA PARTICIPACION DE LOS ESTUDIANTES, 0,10 ESO QUIERE DECIR QUE EL ESTUDIANTE QUE NO ASISTE NO PUEDE ACCEDER A ESA NOTA
- PARA ESE MISMO DIA, CADA EQUIPO ENTREGARA LA LINEA DEL TIEMPO,DONDE LAS FECHAS DEBEN ESTAR IDENTIFICADAS CON ALGO QUE DESCRIBA EL HALLAZGO,DEBEN UBICAR FECHAS CLAVES RESALTANTES DE HALLAZGOS DE IMPORTANCIA DE LA MICROBIOLOGIA EN ODONTOLOGIA, LOS CUALES NO SE ENCUENTRAN EN ESTE ESCRITO SINO QUE DEBEN BUSCAR EN OTROS TEXTOS.
- LOS GRUPOS SON DE MAXIMO 4 ESTUDIANTES, Y SERA ENTREGADO EN 2 HOJAS BLANCAS TAMAÑO CARTA PEGADAS COMO TAMAÑO MAXIMO. LA CREATIVIDAD SE EVALUARA. no se aceptaran lineas del tiempo en tamaño papel bond.
- BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTARIA PARA ESTA ACTIVIDAD: MICROBIOLOGIA MEDICA DE ALEJANDRO DIVO, MICROBIOLOGIA MEDICA DE JAWETZ Y OTROS, MICROBIOLOGIA ORAL DE LIEBAÑA UREÑA,MICROBIOLOGIA ORAL DE NEGRONI, MICROBIOLOGIA MEDICA DE MUNRRAY Y OTROS TEXTOS DE MICROBIOLOGIA.
- DESPUES DE LA DISCUSION, EL DOCENTE LE INDICARA EL ENSAYO INDIVIDUAL QUE DEBE ENTREGAR LA SEMANA SIGUIENTE.