MICROBIOLOGÍA
La Microbiología se puede definir, sobre la base de su etimología, como la ciencia que trata de los seres vivos muy pequeños, aquellos cuyo tamaño se encuentra por debajo del poder resolutivo del ojo humano, en sus aspectos anatómicos, fisiológicos, estructurales y sus relaciones con el ambiente.
El reconocimiento del origen microbiano de las fermentaciones, el definitivo abandono de la Teoría de la generación espontánea, y el triunfo de la Teoría de la Biogénesis (teoría germinal de la enfermedad), representan las conquistas definitivas que dan carta de naturaleza a la joven Microbiología en el cambio de siglo.
Tras la Edad de Oro de la Bacteriología, inaugurada por las grandes figuras de Pasteur y Koch, la Microbiología quedó durante cierto tiempo como una disciplina descriptiva y aplicada, estrechamente relacionada con la Medicina, y con un desarrollo paralelo al de la Química, que le aportaría varios avances metodológicos fundamentales.
La vertiente aplicada que estuvo en la base de la creación de la Microbiología, mantuvo su vigencia, enriquecida por continuos aportes de la investigación básica, y hoy muestra una impresionante perspectiva de expansión a múltiples campos de la actividad humana, desde el control de enfermedades infecciosas (higiene, vacunación, quimioterapia, antibioterapia) hasta el aprovechamiento económico racional de los múltiples procesos en los que se hallan implicados los microorganismos (biotecnologías).
1.1. DESARROLLO HISTÓRICO DE LA MICROBIOLOGÍA
La Microbiología, considerada como una ciencia especializada, no aparece hasta finales del siglo XIX.
Siguiendo el ya clásico esquema de Collard (l976), podemos distinguir cuatro etapas o periodos en el desarrollo de la Microbiología:
Primer periodo, eminentemente especulativo, que se extiende desde la antigüedad hasta llegar a los primeros microscopistas.
Segundo periodo, de lenta acumulación de observaciones (desde l675 aproximadamente hasta la mitad del siglo XIX), que arranca con el descubrimiento de los microorganismos por Leeuwenhoek (l675).
Tercer periodo, de cultivo de microorganismos, que llega hasta finales del siglo XIX, donde las figuras de Pasteur y Koch encabezan el logro de cristalizar a la Microbiología como ciencia experimental bien asentada.
Cuarto periodo (desde principios del siglo XX hasta nuestros días), en el que los microorganismos se estudian en toda su complejidad fisiológica, bioquímica, genética, ecológica, etc., y que supone un extraordinario crecimiento de la Microbiología, el surgimiento de disciplinas microbiológicas especializadas (Virología, Inmunología, etc), y la estrecha imbricación de las ciencias microbiológicas en el marco general de las Ciencias Biológicas.
En microbiología se plantearon dos teorías:
1. La Generacion Espontanea y la Biogenesis
Los defensores de la Teoría generación espontánea planteaban que la vida podía aparecer a partir de cosas inanimadas. Aristóteles, Needham, Pouchet y otros.
2. La teoría de La Biogénesis:
Es la concepción que plantea que la vida surge de la vida Sus defensores: Francisco Redi, Espallanzan, Schlzey, Schwam, Scroder, Dush y Pasteur.
1.3. EL PERIODO DE LOS PRIMEROS MICROSCOPISTAS
Ya en el siglo XIV, con la invención de las primeras lentes para corregir la visión, surgió una cierta curiosidad sobre su capacidad de aumentar el tamaño aparente de los objetos.
La primera referencia segura sobre el microscopio (1621) se debe a Constantin Huygens, quien relata que el inglés Cornelis Drebbel tenía en su taller un instrumento magnificador, que recibió el nombre de microscopium en l625, en la Accademia dei Lincei, de Roma.
Antonie van Leeuwenhoek
El descubrimiento de los microorganismos fue obra de un comerciante holandés de tejidos, Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723). Fabricó unos cuatrocientos microscopios simples, con los que llegó a obtener aumentos de casi 300 diámetros. En 1675 descubrió que en una gota de agua de estanque pululaba una asombrosa variedad de pequeñas criaturas a las que denominó “animálculos”. En 1683 descubre las bacterias. Sus magníficas dotes de observador le llevaron asimismo a describir protozoos (como Giardia, que encontró en sus propias heces), la estructura estriada del músculo, la circulación capilar, a descubrir los espermatozoides y los glóbulos rojos (por lo que también se le considera el fundador de la Histología animal).
Microscopio simple de Antonie van Leeuwenhoek
EL DEBATE SOBRE LA GENERACIÓN ESPONTÁNEA
La autoridad intelectual de Aristóteles por un lado, y la autoridad moral representada por la Biblia, por otro, junto con las opiniones de escritores clásicos como Galeno, Plinio y Lucrecio, dieron carta de naturaleza a la idea de que algunos seres vivos podían originarse a partir de materia inanimada, o bien a partir del aire o de materiales en putrefacción. Esta doctrina de la “generatio spontanea” o abiogénesis, fue puesta en entredicho por los experimentos de Francesco Redi (1621-1697), quien había acuñado la expresión “Omne vivum ex ovo” (1668). Demostró que si un trozo de carne era cubierto con gasa de forma que las moscas no podían depositar allí sus huevos, no aparecían “gusanos”, que él correctamente identificó como fases larvarias del insecto.
Pasteur
Fue, efectivamente Louis Pasteur (1822-1895) el que asestó el golpe definitivo y zanjó la cuestión a favor de la teoría biogénica. En un informe a la Académie des Sciences de París, en 1860 (“Expériences rélatives aux générations dites spontanées”) y en escritos posteriores comunica sus sencillos y elegantes experimentos: calentó infusiones en matraces de vidrio, y dejándolo sin cerrar, de modo que el contenido estuviera en contacto con el aire; tras esta operación demostró que el líquido no desarrollaba microorganismos, con lo que eliminó la posibilidad de que un “aire alterado” fuera la causa de la no aparición de gérmenes. Antes bien, comprobó que los gérmenes del aire quedaban retenidos a su paso por el largo cuello sinuoso, en las paredes del tubo, y no alcanzaban el interior del recipiente donde se encontraba la infusión, quedando ésta estéril indefinidamente. Sólo si se rompía el cuello lateral o si se inclinaba el frasco de modo que pasara parte de líquido a la porción de cuello, los gérmenes podían contaminar la infusión y originar un rápido crecimiento. Se considera el padre de la microbiología.
Frasco con "cuello de cisne" de Pasteur, con el que refutó las ideas sobre la generación espontánea
En 1861 Pasteur publica otro informe en el que explica cómo se pueden capturar los “cuerpos organizados” del aire con ayuda de un tubo provisto de un tapón de algodón como filtro, y la manera de recuperarlos para su observación microscópica. De esta forma quedaba definitivamente aclarado el origen de los microorganismos, y se abría la Edad de Oro del estudio científico de las formas de vida no observables a simple vista.
Los últimos escépticos quedaron silenciados cuando en 1877 John Tyndall (1820-1893) aplicó su sistema de esterilización por calentamiento discontinuo (hoy conocida precisamente como tindalización), que evidenció la existencia de formas microbianas de reposo muy resistentes al calor, lo cual fue confirmado poco más tarde por Ferdinand Cohn al descubrir las esporas bacterianas.
1.5. EL DEBATE SOBRE LOS FERMENTOS
Un segundo factor contribuyente al nacimiento de la ciencia microbiológica fue el establecimiento de la relación que une ciertas transformaciones químicas que se dan en las infusiones con el crecimiento de los gérmenes en ellas existentes.
Fue Pasteur (que, desde sus primeros estudios sobre las propiedades ópticas de los cristales de tartrato, venía suponiendo que estos compuestos tenían un orígen orgánico) quien de nuevo intervino en el debate de forma decisiva. En 1857 demostró que los agentes de la fermentación láctica eran microorganismos. Así, en 1860 adscribe inequívocamente la fermentación alcohólica a ciertos tipos de levaduras, y en 1866, en sus Études sur le vin resume sus hallazgos al respecto, inaugurando la Microbiología Aplicada, una de las primeras derivaciones prácticas no empíricas emanadas de la Biología. A finales del siglo XIX eminentes biólogos como Hansen, en Copenhague, y Beijerink, en Delft, desarrollaban su actividad en industrias y destilerías.
Trabajando sobre los agentes de la fermentación butírica, Pasteur descubrió la presencia de microorganismos que se desarrollaban en ausencia de oxígeno, lo cual desmentía la creencia de que todas las formas de vida necesitan aire para crecer. Acuñó los términos aerobiosis y anaerobiosis para denominar, respectivamente, a la vida en presencia y en ausencia de oxígeno.
1.6. LOS AVANCES TÉCNICOS
La doctrina del pleomorfismo, vigente durante buena parte del siglo XIX, mantenía que los microorganismos adoptaban formas y funciones cambiantes dependiendo de las condiciones ambientales. Lister en 1878 realizó diluciones secuenciales de cultivos mixtos, hasta lograr muestras en las que existía una sola célula.
Por aquella época Robert Koch buscaba métodos más sencillos de cultivo puro, indispensables para proseguir sus investigaciones sobre bacterias patógenas. en 1882 el médico alemán Walter Hesse, , introdujo el agar-agar (polisacárido extraído de algas rojas) como nuevo agente solidificante. El trabajo de Koch ya citado tuvo la trascendental consecuencia de derribar las ideas pleomorfistas, y supuso la primera propuesta del concepto de especie dentro del mundo bacteriano. En 1887 Petri, un ayudante de Koch, sustituyó las engorrosas bandejas de vidrio cubiertas con campanas, por un sistema manejable de placas de cristal planas, que se conoce como cajas de Petri.
La industria química BASF, que por aquella época se encontraba en pleno auge de patentes de nuevos colorantes, sumistró al laboratorio de Koch una serie de derivados de anilina que teñían las bacterias permitiendo su fácil visualización al microscopio en frotis de tejidos infectados. En años sucesivos se fueron introduciendo el azul de metileno (Koch, 1877), la fucsina, y el violeta cristal. En 1882-1883 Ziehl y Neelsen desarrollan su método de ácido-alcohol resistencia para teñir Mycobacterium tuberculosis. En 1884 el patólogo danés Christian Gram establece una tinción de contraste que permite distinguir dos tipos bacterianos en función de sus reacción diferencial de tinción. En 1890 Loeffler logra visualizar flagelos bacterianos por medio de su técnica de impregnación argéntica.
Estas innovaciones técnicas (métodos de cultivo, microscopía y tinciones) fueron fundamentales (junto con los sistemas de esterilización abordados en el anterior apartado) para la consolidación de la Microbiología como ciencia, permitiendo eliminar las grandes dosis de especulación que hasta entonces habían predominado.
Luego surgieron varios postulados con el fin de demostrar el origen bacteriano de una enfermedad. Estos criterios, que hoy van asociados al nombre de Postulados de Koch, son los siguientes:
El microorganismo debe de estar presente en todos los individuos enfermos.
El microorganismo debe poder aislarse del hospedador y ser crecido en cultivo puro.
La inoculación del microorganismo crecido en cultivo puro a animales sanos debe provocar la aparición de síntomas específicos de la enfermedad en cuestión.
El microorganismo debe poder ser reaislado del hospedador infectado de forma experimental.
1.7. Personajes Influyentes en la Microbiología
Louis Pasteur (1822-1895), químico y biólogo francés que fundó la ciencia de la microbiología, demostró la teoría de los gérmenes como causantes de enfermedades (patógenos), inventó el proceso que lleva su nombre y desarrolló vacunas contra varias enfermedades, incluida la rabia. Pasteur hizo importantes contribuciones en el campo de la química orgánica a mediados del siglo XIX, desautorizó la teoría de la generación espontánea. Se le considera fundador de la microbiología. Desarrolló la teoría de los gérmenes para determinar la causa de muchas enfermedades.
Robert Koch (1843-1910), científico alemán galardonado con el premio Nobel iniciador de la bacteriología médica moderna; aisló varias bacterias patógenas, incluida la de la tuberculosis, y descubrió los vectores animales de transmisión de una serie de enfermedades importantes. Obtuvo en 1905 el Premio Nobel de Fisiología y Medicina. Es considerado como padre de la bacteriología moderna, Koch demostró que las enfermedades infecciosas están provocadas por microorganismos y elaboró técnicas para aislar e identificar bacterias patógenas.
Antoni van Leeuwenhoek (1632-1723), fabricante holandés de microscopios pionero en descubrimientos sobre los protozoos, los glóbulos rojos de la sangre, el sistema de capilares y los ciclos vitales de los insectos.
John Tyndall (1820-1893), físico británico, conocido por su estudio sobre los coloides. Nació en Leighlinbridge, condado de Carlow (Irlanda), y estudió en la Universidad de Marburgo, Alemania. Fue profesor de filosofía natural en la Institución Regia de Gran Bretaña en 1854 y sucedió al químico y físico Michael Faraday como inspector de la Institución en 1867.
Edward Jenner (1749-1823), médico británico que estudió anatomía y cirugía junto al eminente cirujano John Hunter, siendo Jenner su alumno favorito hasta la muerte de Hunter. Se destaco por que descubrió la vacuna contra la viruela y allanó el terreno para la aparición de la inmunología.
Alexander Fleming (1881-1955), bacteriólogo y premio Nobel británico, famoso por el descubrimiento de la penicilina en 1928. Nacido cerca de Darvel, Ayr (hoy parte de Strathclyde), Escocia. Fleming desarrolló importantes investigaciones en los campos de la bacteriología, la quimioterapia y la inmunología. En 1922 descubrió la lisozima, un antiséptico presente en las lágrimas, las secreciones corporales, la albúmina y ciertas plantas.
Ernst Heinrich Haeckel (1834-1919), filósofo y biólogo alemán que, a través de conferencias y escritos, popularizó en el mundo de habla germana la obra de Charles Darwin. Haeckel fue uno de los primeros defensores en Alemania de la teoría de la evolución propuesta por Charles Darwin.. Además este describe el genero protista, para ubicar a las bacterias y géneros afines.
Aportes históricos relevantes en el desarrollo de la Microbiología:
1798
Jenner - Primera vacuna
1835
Bassi - Hongo del gusano de seda
1853
A. de Bari - Enfermedad fungosa en plantas (Phytophthora infestans)
1857
Pasteur - Fermentación, Teoría infecciosa de la enfermedad
1861
Pasteur - Refuta Teoría Abiogénesis (Generación Espontánea)
1864
Pasteur - Pasteurización
1867
Lister - Cirugía aséptica
1870
Abbé - Condensador de Abbé y objetivo de inmersión en aceite
Koch - Teoría infecciosa de la enfermedad (Postulados de Koch)
Koch - Bacillus anthracis
Neisser - Neisseria gonorrhoeae
Pasteur - Método de inmunización
Pasteur - Streptococcus pneumoniae
Beijerink - Bacterias fijadoras de N
Koch - Cultivos puros
Koch - Mycobasterium tuberculosis
Koch Vibrio chlolerae
Metchnikoff – Fagocitosis
Gram - Tinción de Gram
Nicolaier y Kitasato - Clostridium tetani
Escherich - Escherichia coli
1887
Petri - Placa de Petri
1890
Von Behring - Antitoxina diftérica
Ehrlich - Teoría de la inmunidad
1892
Iwanowsky - Virus del mosaico del tabaco
1909
Ricketts - Rickettsia rickettsii
1910
Ehrlich - Sífilis
1928
Fleming – Penicilina
Griffith - Transformación bacteriana
1935
Stanley, Northrup y Summer - Virus cristalizables
1943
Delbrück y Luria - Infección vírica en bacterias
1944
Avery, MacLeod y McCarty - Material genético es DNA
1953
Watson y Crick - Estructura DNA
1959
Edelman y Porter - Anticuerpos
1961
Jacob y Monod - Regulación de síntesis proteica
1967
Doi et al. - Micoplasmas
1972
Viroides (Exocortis de los cítricos)
1971
Nathans, Smith y Arber - Enzimas de restricción (Ing. Genética)
1973
Berg, Boyer y Cohen - Ing. Genética
1975
Milsten y Köhler Anticuerpos monoclonales
1976
Tonegawa – Genética de producción de antibióticos
1997
Prusiner Determina los Priones, nuevos agentes causantes de enfermedades.
2. El Microscopio
Microscopio (del griego mikrós, pequeño, y skopeo, examinar, ver). Se denomina Microscopio, cualquiera de los distintos tipos de instrumentos que se utilizan para obtener una imagen aumentada de objetos minúsculos o detalles muy pequeños de los mismos.
Microscopia: Es la exploración mediante el microscopio, de elementos pequeños que no son observables a través del ojo desnudo. La microscopia en cuanto ha permitido descubrir los microbios de las enfermedades infecciosas y conocer la intima estructura celular de los órganos y de los tejidos, esta ha proporcionado unos servicios extraordinarios al área de salud.
Podemos obtener imágenes muy aumentadas de tamaño de los objetos que la producen. El medio fundamental es la onda de luz o el rayo electrónico. La primera es utilizada en la microscopia óptica y el segundo en el microscopio electrónico.
El microscopio óptico (luminoso) se debe al físico alemán Ernest Abbe (1840-1905), emplea lentes de cristal para producir la refracción adecuada de los rayos luminosos.
2.1. Historia Del Microscopio
En las primeras décadas del siglo XVII se iniciaron experiencias con lentes y los instrumentos para aumentar la visión de los objetos.
Existían dos tipos de microscopios: el sencillo y el compuesto.El sencillo era una lente montada. El compuesto estaba formado por una combinación de lentes y fue inventado por Zacharias Jansen en Holanda.
El siguiente avance técnico fue el paso de un sistema de 2 lentes a uno de 3, este sistema se mantiene en los microscopios de hoy. Marcello Malpighi fue uno de los microscopistas más grandes de la historia. Sus primeros estudios los realizó con pulmones de rana, pudiendo observar en ellos una compleja red de vasos sanguíneos, demasiado pequeños para ser vistos por separado, llamados capilares.
Al científico inglés Robert Hooke el microscopio lo fascinaba y en 1665 publicó un libro llamado Micrographia en el cual pueden encontrarse algunos de los mejores dibujos que se han hecho de observaciones microscópicas. Descubrió que estaba constituido por una fina trama de pequeñas celdillas rectangulares en las cuales se encontraba aire, que él llamó células.
Los primeros en usar el microscopio, usaron sistemas de lentes que producían aumentos mucho mayores que los obtenidos con una sola lente. Sin embargo, empleaban lentes imperfectos, de superficies irregulares y con fallas internas.
Si se intentaba lograr un aumento apreciable, la visión de los detalles se hacía confusa. El comerciante holandés, Antón van Leeuwenhork usaba lentes simples de pequeños trozos de cristal perfecto. Puliéndolos cuidadosamente, logró aumentar un objeto hasta 270 veces sin perjuicio de la nitidez. Tenía 419 lentes alguna de las cuales eran de cristal de roca y hasta de diamante. Fue el primero en observar a lo que más tarde se llamarían bacterias y a los protozoarios, que él denominó “animalículos”.
En el siglo XVIII aparecieron una gran variedad de microscopios. Estos son algunos de ellos: El microscopista danés Otto Muller consiguió en 1773 distinguir lo suficientemente bien a aquellos pequeños seres para clasificarlos en dos tipos: bacilos (que significa “pequeños vástagos”) y espirilos (por su forma espiral). El microscopio se fue perfeccionando con gran lentitud, uno de los defectos de los microscopios primitivos era que sus lentes descomponían la luz blanca en los colores que la constituyen. Los objetos pequeños se veían rodeados de anillos de color (aberración cromática) que impedían observar con claridad los detalles. Pero alrededor de 1820 se perfeccionaron cuando Joseph Jackson Lister, un óptico inglés, diseñó un microscopio acromático capaz de eliminar los anillos de color que limitaban la claridad de la imagen. El microscopio acromático constituyó un gran avance, iniciando una serie de perfeccionamientos que dieron como resultado el moderno microscopio óptico.
En 1930 el mundo submicroscópico se amplió con la aparición del microscopio electrónico cuya ventaja principal con respecto al microscopio óptico es un aumento de 1000 veces en la magnificación del material observado acompañado de una mayor capacidad de resolución generando una mejor definición y una ampliación del mundo microscópico. ADN, virus y pequeñas organelos fueron observados por primera vez con este microscopio. La mayoría de los pioneros en la microscopía electrónica en biología siguen vivos y los dos de los más importantes son: Albert Claude y George Palade, quienes recibieron el Premio Nobel de Medicina en 1974 por sus logros en biología celular utilizando el microscopio electrónico.
Existen dos tipos básicos de microscopios electrónicos los cuales fueron inventados al mismo tiempo pero tienen diferentes usos. El microscopio electrónico de transmisión (MET) y el microscopio electrónico de barrido (MEB).
El microscopio cuántico fue presentado por Binning y Röler en 1982 y recibieron en 1986 el Premio Nobel de Física. Este microscopio forma parte de los instrumentos llamados nanoscopios porque posibilitan ver objetos del tamaño en nanómetros. Se lo conoce como "microscopio de barrido de efecto túnel".
2.2. Partes de un microscopio
Lente ocular: Es donde coloca el ojo el observador. Esta lente aumenta entre 10 a 15 veces el tamaño de la imagen.
Cañón: Tubo largo de metal hueco cuyo interior es negro. Proporciona sostén al lente ocular y lentes objetivos
Lentes objetivos: Grupo de lentes de 2 o3 ubicados en el revólver.
Revólver: Sistema que contiene los lentes objetivos y que puede girar, permitiendo el intercambio de estos lentes.
Tornillo macrométrico: Perilla de gran tamaño, que al girarla permite acercar o alejar el objeto que se está observando.
Tornillo micrométrico: Permite afinar la imagen, enfocándola y haciéndola más clara.
Platina: Plataforma provista de pinzas, donde se coloca el objeto o preparación.
Diafragma: Regula la cantidad de luz que pasa a través del objeto en observación
Condensador: Concentra el Haz luminoso en la preparación u objeto.
Fuente luminosa: refleja la luz hacia la platina.
Microscopio
2.3. Clases de Microscopio
El microscopio normal u óptico está formado por dos lentes. El objeto que se quiere estudiar se estudiar se coloca en la platina. La luz procedente del objeto penetra en el microscopio por el objetivo, que desempeña la función de una lupa; es decir, produce una imagen muy ampliada del objeto.
Ésta imagen se modifica mediante otro sistema de lentes, el ocular. El aumento final conseguido es igual al producto de los aumentos del objetivo por los del ocular. En el microscopio óptico este aumento tiene un límite, que se denomina "poder de resolución" y que es aproximadamente de 1200 aumentos.
Microscopios electrónicos: Estos microscopios son grandes y complejos. Utilizan electrones en vez de luz y aumentan los objetos hasta 250.000 veces.Las imágenes que se producen son en blanco y negro y muchas veces tienen colores falsos. El microscopio electrónico de barrido (MEB) sirve para examinar la superficie de los objetos. Produce imágenes de gran aumento (más de cien mil veces) y muestra la forma real de los objetos. Además de mostrar increíbles figuras, el microscopio electrónico investigador muestra detalles que pueden ser de vital importancia para científicos en muchas áreas, como la medicina. Trabaja examinando la superficie de un objeto con un delgado haz electrónico. El microscopio electrónico de transmisión (MET) trabaja “iluminando”, un ejemplar en la platina con un haz de electrones y enfocando y aumentando la “imagen” con lentes magnéticas. Esta imagen electrónica, que es invisible, se transforma en una imagen normal, visible mediante una pantalla especial.
Microscopio digital: Es un microscopio que utiliza una conexión USB a la computadora para producir imágenes o videos a todo color en la pantalla del monitor. Las imágenes que se originan son digitales que se pueden almacenar, borrar o editar, imprimirlas; insertarlas en distintos tipos de producciones: presentaciones multimedia, documentos, sitios webs, a un mensaje electrónico, etc.
Microscopio cuántico: El microscopio cuántico es un microscopio que forma parte de los instrumentos llamados nanoscopios porque posibilitan “ver” objetos del tamaño en nanómetros y aún menores, se conoce como "microscopio de barrido de efecto túnel" (STM) y fue presentado en 1982 por Binning y Röhrer. Ambos recibieron por esto el Premio Nobel de Física en 1986.
Microscopio de campo claro: Consiste en una fuente luminosa, un condensador que enfoca los rayos de luz sobre la muestra una platina sobre la cual se coloca la muestra, un objetivo y un ocular a través del cual se puede observar directamente el espécimen.
La utilidad del microscopio óptico reside en su capacidad de magnificación y lo que es más importante, su capacidad de resolver detalles estructurales. El poder de resolución es la capacidad de una lente o sistema óptico de producir imágenes separadas de objetos que se encuentran muy próximos.
Microscopio de contraste de fase: Permite observar células y tejidos sin colorear y por eso resulta especialmente útil para el examen de células vivas y cortes gruesos de material plástico no coloreados. Existen pequeñas diferencias del índice de refracción en diferentes partes de la célula y en distintas partes de una muestra de tejido. La luz que pasa por regiones de mayor índice de refracción experimenta una deflexión y queda fuera de fase con respecto al haz principal de las ondas de luz.
Microscopio de fluorescencia: Permite detectar moléculas que fluorescente, es decir, que emiten luz de longitud de onda, que se encuentra dentro del espectro visible, cuando son expuestas a la luz ultravioleta. Se usa este microscopio para revelar moléculas fluorescentes naturales como la vitamina A, pero como este tipo de moléculas no es numeroso, su aplicación mas difundida es para revelar una fluorescencia agregada a sustancia, como en el caso de la detección de antígenos o anticuerpos en procedimientos de coloración inmunocito química.
Microscopio de barrido con focal: Es un sistema relativamente nuevo se usa para estudiar la estructura de sustancias biológicas. En este microscopio se utiliza un rayo láser de iluminación que es fuertemente convergente y por lo tanto produce un punto de barrido muy poco profundo. La luz que emerge del punto es dirigida a un tubo foto multiplicada, donde es analizada. Se utiliza un sistema de espejos para mover el rayo láser a través del espécimen iluminando un solo punto por vez. Se registren los datos de cada punto y se guardan en una computadora, luego se puede llevar la información a un monitor de alta resolución para crear una imagen visual. Su ventaja es su capacidad de tomar imágenes de la muestra en cortes ópticos muy finos.
Microscopio de luz ultravioleta: Se utiliza una fuente de luz ultravioleta y depende de la absorción de esa luz por las moléculas de la muestra. Sus resultados se registran fotográficamente. No es posible examinar en forma directa el espécimen en el ocular, ya que la luz ultravioleta daña la retina. Este método sirve para detectar ácidos nucleicos, específicamente bases puricas y pirimidicas del nucleótido. También es útil para detectar proteínas que contienen ciertos aminoácidos.
Microscopio de polarización: Es una simple modificación del microscopio óptico, pero el espécimen es atravesado por luz paralizada y se usa otro polarizador que se hace rotar para detectar la orientación molecular en muestra de tejidos.
3. Importancia de la Microbiología
La Microbiología es una ciencia biológica extraordinariamente relevante para la humanidad, dado que los microorganismos están presentes en todos los hábitantes y ecosistemas de la Tierra y sus actividades presentan una gran incidencia en numerosísimos ámbitos de interés:
Los microorganismos han sido los primeros en aparecer en la evolución, y constituyen seguramente la mayor parte de la biomasa de nuestro planeta. Se calcula que sólo hemos descrito menos del 10% de los microorganismos existentes, por lo que los biólogos tienen una gran tarea por delante para estudiar esta parte de la biodiversidad.
Las actividades microbianas sustentan los ciclos biogeoquímicos de la Tierra: los ciclos del carbono, del nitrógeno, del azufre o del fósforo dependen de modo fundamental de los microorganismos.
Las actividades metabólicas microbianas son excepcionalmente variadas, siendo algunas de ellas exclusivas del mundo procariótico. La biolología básica tiene aquí un gran campo de estudio.
El aspecto aplicado y la incidencia económica y social de los microorganismos es ingente, y aquí daremos unas breves pinceladas:
Aspectos beneficiosos
Todas las culturas desarrollaron de modo empírico multitud de bebibas y alimentos derivados de fermentaciones microbianas: vino, cerveza, pan, verduras fermentadas, etc.
§ Producción de multitud de productos industriales: alcoholes, ácidos orgánicos, antibióticos, enzimas, polímeros, etc.
§ La ingeniería genética empezó con los microorganismos, que siguen desempeñando un papel fundamental en la nueva generación de medicamentos recombinantes y de terapias novedosas.
En su aspecto perjudicial, la Microbiología dedica una especial atención a los microorganismos patógenos, sobre todo a los que afectan a la humanidad:
Las enfermedades microbianas han sido causa de grandes males a nuestra especie. Baste recordar que la peste (muerte negra) causó a mediados del siglo XIV la muerte de la tercera parte de la población europea, y ya en la primera mitad del siglo XV llegó a afectar a más del 75%. Basta leer la literatura o ver las pinturas de la época para darse cuenta del impacto terrorífico que supuso, lo que a su vez supuso un factor esencial en el surgimiento de las ideas del Renacimiento.
Desde la época del descubrimiento de América, las exploraciones han conllevado el intenso trasiego de agentes patógenos de un lugar a otro. La desaparición de buena parte de la población indígena se debió en buena parte a no tener defensas frente a la viruela europea, pero a su vez los descubridores importaron la sífilis a Europa.
No hace falta resaltar el papel que ha tenido la microbiología médica, desde la época de Pasteur y Koch, en la lucha contra las enfermedades infecciosas (antisepsia, desinfección, esterilización, quimioterapia). Y aunque ahora tengamos nuevos retos (SIDA, fiebres hemorrágicas, etc.), no cabe duda de que la Microbiología está contribuyendo a no perder esta permanente batalla contra los gérmenes patógenos.
Aparte de todas estas actividades de los microorganismos sobre los humanos, hay que tener en cuenta que existen gérmenes que afectan a animales, plantas, instalaciones industriales, que afectan a alimentos, etc., representando otras tantas áreas de atención para la Microbiología.
