Microbiologia Medica

CAPÍTULO 2 Estructura celular 29
bacterias gramnegativas que tienen LPS e incluyen dos azúcares
característicos, el ácido cetodesoxioctanoico (KDO, ketodeoxyoctanoic
acid) y una heptosa. Sin embargo, cada género bacteriano
contiene una unidad de repetición singular y en la figura
2-19A se muestra la que se encuentra en bacterias del género
Salmonella. Las unidades de repetición por lo común son disacáridos,
tetrasacáridos o pentasacáridos lineales o ramificados.
Las unidades de repetición se conocen como antígeno O. Las
cadenas de carbohidratos hidrofílicos del antígeno O cubren la
superficie bacteriana y excluyen los compuestos hidrófobos.
Las moléculas de LPS con carga negativa forman enlaces
no covalentes por medio de cationes divalentes (p. ej., Ca 2+ y
Mg 2+ ); esto estabiliza la membrana y proporciona una barrera
para las moléculas hidrófobas. El retiro de los cationes divalentes
con sustancias quelantes o por el desplazamiento con
antibióticos policatiónicos, como las polimixinas y aminoglucósidos,
hacen permeable la membrana externa a las moléculas
hidrófobas grandes.
Los LPS que son extremadamente tóxicos para los animales
se denominan endotoxinas de bacterias gramnegativas
porque se encuentran firmemente unidas a la superficie celular
y se liberan sólo cuando las células sufren lisis. Cuando los LPS
se desdoblan en polisacáridos y lípido A, toda la toxicidad se
relaciona con este último. El antígeno O es muy inmunógeno
en animales vertebrados. Se confiere especificidad antigénica
por el antígeno O porque éste es muy variable entre las especies
e incluso en cepas de una misma especie. El número de
posibles tipos antigénicos es muy grande: solamente de Salmonella
se han identificado más de 1 000. No todas las bacterias
gramnegativas tienen LPS en la membrana externa compuesta
por números variables de unidades repetidas de oligosacáridos
(figura 2-19); los glucolípidos de la membrana externa de las
bacterias que colonizan las superficies mucosas (p. ej., Neisseria
meningitidis, N. gonorrhoeae, Haemophilus influenzae y
Haemophilus ducreyi) poseen glucanos relativamente cortos,
ramificados. Estos glucolípidos más pequeños se han comparado
con las estructuras truncadas de LPS de “tipo R”, que
carecen de antígeno O y que son producidos por mutantes de
bacterias entéricas como E. coli. Sin embargo, sus estructuras
semejan más estrechamente aquellas de los glucoesfingolípidos
de las membranas celulares de mamíferos y que se denominan
de manera más apropiada como lipooligosacáridos (LOS,
lipooligosaccharides). Tales moléculas muestran diversidad
antigénica y estructural incluso en una sola cepa. Los lipooligosacáridos
son un factor importante de virulencia. Se han
identificado epítopos en todos los LOS que simulan estructuras
del hospedador y que pueden permitir que estos microorganismos
eviten la respuesta inmunitaria del hospedador. Algunos
LOS (p. ej., los de N. gonorrhoeae, N. meningitidis y H. ducreyi)
poseen residuos de N-acetillactosamina (Galβ-1→4-GlcNAc)
que son similares desde el punto inmunoquímico a los precursores
del antígeno i de los eritrocitos humanos. En presencia de
una enzima bacteriana denominada sialiltransferasa y sustrato
bacteriano o del hospedador (ácido monofosfo-N-acetilneuramínico-citidina;
CMP-NANA) los residuos de N-acetillactosamina
se encuentran sialilados. Este proceso ocurre in vivo y
proporciona a los microorganismos en el entorno ventajas de
simulación molecular con los antígenos del hospedador y hay
un ocultamiento biológico a través del ácido siálico presente.
3. Lipoproteínas. Las moléculas poco comunes de lipoproteínas
unen la membrana externa con las capas de peptidoglucanos
(figura 2-17). Las lipoproteínas contienen 57 residuos
de aminoácidos y constituyen repeticiones de secuencias de
15 aminoácidos; presentan enlaces peptídicos con residuos
de DAP de las cadenas laterales de tetrapéptidos de peptidoglucanos.
El componente lipídico consiste de tioéter de diglicérido
unido a un residuo de cisteína terminal que forma un enlace
no covalente con la membrana externa. Las lipoproteínas son
la proteína más abundante desde el punto de vista numérico en
las células gramnegativas (casi 700 000 moléculas por célula).
Su función (que se infiere por la conducta de células mutantes
que carecen de ellas) es estabilizar la membrana externa y
fijarla a la capa de peptidoglucano.
4. Espacio periplásmico. El espacio entre las membranas
interna y externa, conocido como espacio periplásmico contiene
la capa de peptidoglucano y una solución de proteínas
que se comporta como un gel. El espacio periplásmico representa
casi 20 a 40% del volumen celular, lo que de ninguna
manera es insignificante. Las proteínas periplásmicas incluyen
proteínas fijadoras de sustratos específicos (p. ej., aminoácidos,
azúcares, vitaminas y iones), enzimas hidrolíticas (p. ej., fosfatasa
alcalina y 5′-nucleotidasa) que se desdoblan en sustratos
no transportables hacia otros transportables además de incluir
enzimas destoxificadoras (p. ej., lactamasa β y fosforilasa de
aminoglucósidos) que inactivan ciertos antibióticos. El espacio
periplásmico también contiene altas concentraciones de polímeros
muy ramificados de d-glucosa con ocho a 10 residuos
de longitud que han sustituido en varios sitios con fosfato de
glicerol y residuos de fosfatidiletanolamina; algunos contienen
ésteres de O-succinilo. Tales compuestos denominados oligosacáridos
derivados de la membrana parecen participar en la
regulación osmótica, porque las células que crecen en medios
con baja osmolaridad incrementan su síntesis de estos compuestos
en 16 veces.
D. Pared celular de bacterias acidorresistentes
Algunas bacterias, entre las que sobresale el bacilo tuberculoso
(M. tuberculosis) y bacterias relacionadas poseen paredes celulares
que contienen grandes cantidades de ceras, que consisten
de hidrocarbonos ramificados complejos (con longitudes de
70 a 90 carbonos) conocidos como ácidos micólicos. La pared
celular está compuesta de peptidoglucanos y una bicapa lipídica
asimétrica externa; la hoja interna contiene ácidos micólicos
unidos a arabinoglucanos y la hoja externa contiene otros
lípidos extraíbles. Es una bicapa lipídica muy ordenada, en la
cual las proteínas se encuentran embebidas formando poros
llenos de agua a través de los cuales pasan con lentitud ciertos
fármacos y nutrientes. Algunos compuestos también pueden
penetrar los dominios lipídicos de la pared celular, aunque
con gran lentitud. La estructura hidrófoba confiere a estas
bacterias resistencia a muchos compuestos químicos como
detergentes y ácidos fuertes. Si se introduce un colorante en
estas células por un proceso de calentamiento breve o el tratamiento
con detergentes, no puede eliminarse con la aplicación
de ácido clorhídrico diluido, como ocurre con otras bacterias.
Dichos microorganismos se denominan acidorresistentes. La
pter 02_Carroll_4R.indd 29 14/04/16