Ácidos teicoicos: estructura, distribución, historia, funciones
Los ácidos teicoicos son glucopolímeros polianiónicos que forman parte de la pared celular de bacterias Gram negativas. Los monómeros constituyentes de estos ácidos son los polialcoles glicerol y ribitol, los cuales se encuentran unidos a través de enlaces fosfodiester.
Se han clasificado en ácidos teicoicos y ácidos lipoliteicoicos en función de su composición y localización en la célula bacteriana. Los primeros interactúan con el peptidoglicano presente en la pared celular, mientras que los últimos anclan a la bicapa lipídica gracias a su asociación con lípidos.
Muchas funciones son las que se le han atribuido a estos polímeros, entre las que destacan las de brindar rigidez a la pared y proveer una alta densidad de carga negativa. Esta última puede ayudar a agilizar muchos procesos fisiológicos tales como el incremento de la movilización de iones divalentes como el magnesio.
Índice del artículo
- 1 Estructura
- 2 Distribución
- 3 Historia
- 4 Funciones
- 5 Ácidos teicoicos de pared en Staphylococcus aureus
- 6 Referencias
Los ácidos teicoicos son polímeros de un polialcohol, que bien puede ser glicerol o rubitol.
Este tipo de polímeros son llamados glucopolímeros polianiónicos por su riqueza en grupos cargados negativamente. En ellos, los monómeros del polialcohol se encuentran unidos a través de enlaces fosfodiester y asociados a ésteres de alanina y a grupos glicosil.
Estos ácidos se han descrito como constituyentes importantes de la pared celular de bacterias gram positivas, caracterizada por poseer una capa gruesa de peptidoglicano.
El peptidoglicano es un polímero formado por moléculas de ácido N-acetil murámico y N-acetilglucosamina. A cada residuo de ácido N-acetil murámico se enlazan covalentemente los ácidos teicoicos, dotando a la pared de una alta densidad de carga negativa.
Adicionalmente, se ha encontrado que ciertos ácidos teicoicos pueden unirse a algunos lípidos presentes en las membranas plasmáticas en bacterias. Al producto de esta unión se le ha denominado ácido lipoteicoico.
En este punto, resulta importante mencionar que los diferentes géneros y especies existentes de bacterias gran positivas difieren en el tipo de ácidos teicoicos que se asocian a sus paredes y membranas.
Por tanto, estos últimos han sido empleados como marcadores útiles para la clasificación serológica e identificación de géneros y especies de bacterias Gram positivas.
Estudios sobre la función de los polialcoholes citidina difosfato-glicerol y citidina difosfatoribitol (constituyentes de ácidos teicoicos) permitieron detectar por primera vez estos ácidos en la membrana de bacterias Gram positivas en 1958.
De hecho, el aislamiento de estos polialcoholes permitió poner en evidencia que tanto el ribitol fosfato como el glicerol-fosfato se encuentran formando polímeros. A estos se les denominó ácidos teicoicos por el griepo “teichos” que significa pared.
Esta denominación general de ácidos teicoicos ha sufrido modificaciones a medida que se han descubierto variaciones estructurales en estos polímeros y localizaciones subcelulares distintas.
En primera instancia, se utilizaron los términos de ácidos teicoicos de poli-ribitolfosfato y acidos teicoicos de poli-glicerolfosfato para hacer referencia al tipo de alcohol que formaba el polímero.
No obstante, como los polímeros de poli-glicerolfosfato se hallaron asociados a membranas de bacterias sin pared celular, se denominaron ácidos teicoicos de membrana.
Varios años después, al detectarse complejos anfifílicos de ácidos teicoicos unidos covalentemente a glicolipidos de membrana, surgió la denominación de ácidos lipoteicoicos.
Ahora bien, en la actualidad persisten dos denominaciones finales: ácidos teicoicos y ácidos lipoteicoicos. La primera hace referencia a aquellos que interactúan con el peptidoglicano presente en las paredes bacterianas y la segunda a aquellos que se anclan a la membrana plásmatica mediante interacciones hidrofóbicas.
Los ácidos teicoicos que han sido descritos como constituyentes importantes de la pared celular de bacterias Gram positivas desempeñan numerosas funciones a este nivel.
Además de conferirle mayor soporte estructural a la pared, le aportan una alta densidad de carga negativa. Esta última particularidad le brinda a estas bacterias la capacidad de:
– Incrementar la capacidad de adherencia a los sustratos. Esto gracias al establecimiento de interacciones electrostáticas entre los grupos cargados negativamente de los polialcoles y los residuos con carga positiva presentes en moléculas extracelulares.
– Facilitar y controlar la movilización de cationes divalentes como el magnesio, que por presentar carga positiva son atraídos con más fuerza en dirección a la pared.
Otra de las funciones que se le atribuyen a los ácidos teicoicos es la de brindar tolerancia al estrés térmico y al estrés osmótico. Esto es debido a que se ha visto que bacterias carentes de ácidos teicoicos no pueden soportar altas temperaturas ni crecer en medios muy salinos.
Además, parece ser que los ácidos teicoicos por si solos o combinados con peptidoglicano funcionan como activadores de la respuesta inmune. Es decir, actúan como inmunógenos.
Staphylococcus aureus es una bacteria Gram positiva distribuida por todo el mundo, responsable de causar una amplia variedad de patologías cutáneas, respiratorias y sanguíneas.
Los ácidos teicoicos asociados a la pared de esta bacteria le confieren propiedades que le permiten incrementar su patogenicidad.
Algunas de estas propiedades son:
– La alta capacidad de adherencia a células epiteliales y de mucosas del organismo al que infectan permitiendo realizar una rápida y efectiva invasión.
– Resistencia a la acción de antibióticos β-lactámicos como la penicilina.
– Incremento en la adquisición de genes de resistencia por transferencia horizontal.
Por otra parte, resulta importante destacar que de la misma manera que potencian la patogenicidad, son altamente inmunógenos. Es decir, son capaces de activar rápidamente la respuesta inmune del hospedador al cual infectan.
En este sentido:
– Estimulan la rápida producción de anticuerpos.
– Activan el complemento y favorecen la rápida migración de las células del sistema inmune hasta el foco de infección.
Finalmente, es relevante mencionar que la glicosilación de estos ácidos teicoicos también constituye un factor determinante de las interacciones patógeno-hospedador.
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- Estructura química del ácido teicoico. By Cvf-ps [Public domain (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], from Wikimedia Commons.