Mycobacterium: qué es, características, morfología, patogenia
¿Qué es el Mycobacterium?
Mycobacteriumes un género de bacterias que se caracterizan, entre otras cosas, por presentar forma de barra y no teñirse adecuadamente mediante el método de tinción de Gram.
Son un grupo amplio de bacterias, bastante heterogéneas, que en muchas ocasiones pueden ser causantes de enfermedades en el ser humano.
Las micobacterias tienen ciertas características que las convierten en objeto de interés en el campo de la microbiología.
Sin embargo, hay especies de las que aún se desconocen muchos aspectos, entre ellos las condiciones específicas que se requieren para que generen alguna patología. Debido a esto, son muchos los estudios que se han planteado para obtener esos resultados.
Entre las enfermedades que son causadas por bacterias del género Mycobacterium están dos que por años han producido miles de muertes: la tuberculosis y la lepra.
La primera es causada por la Mycobacterium tuberculosis y la segunda por la Mycobacterium leprae. Debido a su potencial patogénico, son quizás las micobacterias más conocidas y estudiadas.
Por el contrario, hay otras totalmente desconocidas. Sin embargo, de manera general, se tiene una visión del género Mycobacterium como un grupo de bacterias con características comunes y particulares bien marcadas.
Esto las convierte en unos de los organismos más interesantes del dominio Bacteria.
Taxonomía
La clasificación taxonómica del género Mycobacterium es la siguiente:
Dominio: Bacteria
Filo: Actinobacteria
Orden: Actinomycetales
Suborden: Corynebacterineae
Familia: Mycobacteriaceae
Género:Mycobacterium.
Morfología
Las bacterias que pertenecen al género Mycobacterium tienen forma de barra alargada. Sus medidas son: 0.2-0.6 micras de ancho por 2-10 micras de largo. Algunas especies tienen bordes redondeados, y otras tienen bordes rectos.
Todas presentan una pared celular bastante compleja. Esa complejidad la distingue del resto de los organismos procariotas. Entre sus características más destacadas está la abundancia de lípidos, conocidos como ácidos micólicos.
De igual forma, en la pared celular contienen un peptidoglicano denominado lipoarabinomanano, que se encuentra unido a través de enlaces de tipo fosfodiéster a un polisacárido llamado arabinogalactano.
La complejidad de la pared celular de las bacterias que pertenecen al género Mycobacterium radica en las uniones que se establecen entre las moléculas de lipoarabinomanano, el arabinogalactano y los ácidos micólicos.
Las células bacterianas de este género, de forma general, no poseen cilios ni flagelos.
El genoma de las micobacterias está confinado en un único cromosoma circular, conformado por una secuencia de nucleótidos, representando el 65% del total los de citosina y guanina.
El número de genes dependerá de la especie de la que se hable. Por ejemplo, la Mycobacterium tuberculosis tiene uno de los genomas más largos conocidos hasta ahora.
Características generales del Mycobacterium
Es de crecimiento lento
La mayoría de las especies que integran este género son de crecimiento lento. Esto quiere decir que tardan más de 7 días en generar colonias observables en los cultivos.
Las únicas excepciones son la Micobacterium smeagmatis y la Micobacterium fortuitum, las cuales han evidenciado un patrón de crecimiento rápido.
Son aerobias
Las bacterias que integran este género se caracterizan por ser aerobias. Esto significa que obligatoriamente necesitan de un ambiente con una amplia disponibilidad de oxígeno para poder desarrollarse adecuadamente y llevar a cabo sus diferentes procesos metabólicos.
Son ácido-alcohol resistentes
El género Mycobacterium tiene una particularidad, y es que las especies que la integran son resistentes a la decoloración por ácidos o alcoholes.
En los diversos procedimientos de tinción, uno de los pasos esenciales es la decoloración empleando sustancias ácidas o alcoholes.
En el caso de las micobacterias, no pueden ser decoloradas a través de este método. Esto se debe principalmente a los ácidos micólicos presentes en la pared celular, los cuales le proporcionan una baja absorción.
Son catalasa positivas
Todos los miembros del género Mycobacterium sintetizan la enzima catalasa. Esta enzima actúa sobre el peróxido de hidrógeno (H2O2) y lo desdoblan en oxígeno y agua, con la consiguiente liberación de burbujas.
Esta propiedad es muy importante, ya que conjuntamente con otras pruebas, permite la identificación de bacterias a nivel experimental.
Hay algunas especies, como Mycobacterium tuberculosis, que producen una catalasa llamada termoestable que continúa ejerciendo su función después de pasar los 68° C durante unos 20 minutos.
Son capaces de producir pigmentos
Las micobacterias tienen la capacidad de producir pigmentos cuando se encuentran en presencia o ausencia de luz.
Aquellas en los que la luz induce la producción de pigmentos se conocen como fotocromógenas. Claros ejemplos de este tipo de bacterias son Mycobacterium kansasii,Mycobacterium simiae y Mycobacterium marinum.
Por el contrario, las que producen pigmentos en ausencia de luz se denominan escotocromógenas. Entre estas se pueden mencionar: Mycobacterium scrofulaceum, Mycobacterium szulgai y Mycobacterium flavescens.
Tienen capacidad de reducir nitratos
Algunas de las bacterias miembros del género Mycobacterium sintetizan una enzima que se conoce como nitratoreductasa, la cual cataliza la reacción química en la que se reducen nitratos a nitritos:
NO3– + 2 ë ———————- NO2 + H2O
Las micobacterias que sintetizan esta enzima son Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium kansasii, Mycobacterium fortuitum, Mycobacterium chelonae, entre otras.
Se tiñen por la técnica Ziehl Neelsen
Por la constitución de su pared celular, las micobacterias no pueden ser coloreadas a través del proceso de tinción de Gram.
Sin embargo, pueden ser procesadas a través de otros procedimientos, como el de Ziehl Neelsen. En este, se somete la coloración a un calentamiento previo para que pueda atravesar la pared celular que está compuesta por ácidos micólicos (ácidos grasos).
Posteriormente se enfría con agua, ocasionando que los ácidos grasos se solidifiquen, reteniendo el colorante. Por último, se agrega azul de metileno para crear un contraste entre las células bacterianas ácido-alcohol resistentes y las que no lo son.
Sintetizan la enzima ureasa
Varias especies de bacterias que pertenecen al género Mycobacterium sintetizan una enzima conocida como ureasa, la cual cataliza la reacción en la que la urea es hidrolizada para formar amoniaco y dióxido de carbono.
Entre estas bacterias se pueden mencionar Mycobacterium bovis, Mycobacterium africanum y Mycobacterium malmoense.
Temperatura de crecimiento
Dependiendo de la especie de micobacteria, la temperatura de crecimiento varía. Sin embargo, se puede afirmar que la mayoría de ellas crece de forma óptima a una temperatura de 37° C.
Así mismo, hay excepciones, por ejemplo, Mycobacterium marinum y Mycobacterium haemophilum requieren de una temperatura de 30° C para desarrollarse, en tanto que Mycobacterium thermoresistibile lo hace a 52° C.
Patogenia
No todas las especies de micobacterias representan una amenaza para los seres vivos, en especial para el humano.
Entre las micobacterias patógenas de manera estricta se pueden mencionar Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium leprae, Mycobacterium bovis y Mycobacterium africans.
Por el contrario, hay algunas que son patógenos ocasionales. Esto significa que para generar una patología requieren de ciertas condiciones, como la inmunosupresión del huésped. Entre estas se pueden mencionar Mycobacterium xenopi, Mycobacterium abscessus y Mycobacterium chelonae.
El proceso patogénico de estas bacterias, de manera general, es el siguiente: la bacteria entra en el torrente sanguíneo e inmediatamente se activan los mecanismos de defensa del sistema inmunológico, específicamente los macrófagos, células especializadas en la fagocitosis de agentes extraños.
Una vez dentro del macrófago, a través de diversas estrategias bioquímicas de supervivencia, la bacteria evita la actividad letal de los lisosomas (especie de sacos que contienen enzimas líticas) y comienza a reproducirse y esparcirse para generar lesiones en los diversos tejidos.
Factores de virulencia
Los factores de virulencia son unos elementos a tener muy en cuenta en el desarrollo de alguna infección bacteriana, ya que son los que determinan la capacidad que va a tener una bacteria de entrar a un huésped y generar alguna patología.
En el caso de las micobacterias, los factores de virulencia están destinados a varias funciones:
- Promover la entrada y reproducción de la bacteria en las células del huésped.
- Interferir con los mecanismos naturales de defensa del huésped para que la bacteria no sea dañada.
Entre los factores de virulencia más conocidos y estudiados de las micobacterias se pueden citar el Factor Cordón, los sulfátidos y el lipoarábino-manano.
Referencias
- Biología de las micobacterias. Obtenido de: fcq.uach.mx
- Imperiale, B., Morcillo, N. y Bernardelli, A. (2007). Identificación fenotípica de micobacterias. Bioquímica y patología clínica. 71 (2). 47-51
- Infecciones por micobacterias. Obtenido de: medlineplus.gov
- Special Issue: “Mechanism of Mycobacterium tuberculosis Pathogenesis”. Obtenido de: mdpi.com