bacteris

Característiques generals dels bacteris

És difícil de donar unes característiques generals dels bacteris, per tal com es tracta d’un grup d’organismes extraordinàriament diversificat que, a més, sol ésser definit negativament per aquells caràcters que el separen dels protozous, algues i fongs inferiors microscòpics. Això no obstant, hom pot dir que la majoria dels bacteris són formats per un citoplasma granulós mancat de vacúols envoltat per una membrana citoplasmàtica que serveix de suport als enzims respiratoris i als eventuals pigments fotosintetitzadors; manquen, doncs, al citoplasma mitocondris i plastidis, i abunden ribosomes; la membrana pot invaginar-se i constituir els mesosomes, i dins del citoplasma hom pot observar inclusions granuloses que corresponen a substàncies de reserva. La paret cel·lular, que envolta per fora la membrana citoplasmàtica o cel·lular, és de material peptídic (peptidoglucà) a base d’àcid muràmic. En un gran grup de bacteris la capa de peptidoglucà és gruixuda, uniforme i densa i la paret queda tenyida per la tinció de Gram, fet que determina els anomenats bacteris grampositius; els bacteris que no romanen tenyits són anomenats gramnegatius, i llur paret cel·lular conté menys quantitat de peptidoglucà, bé que llur composició química és més complexa.

En microbiologia clínica la paret i la membrana cel·lulars són de gran importància, ja que molts antibiòtics exerceixen llur acció antibacteriana actuant contra aquestes estructures, la lisi de les quals se segueix de la destrucció del microorganisme; a més, la diferenciació dels bacteris en grampositius i gramnegatius és cabdal en el coneixement de l’etiologia, la patogènia i el tractament de les infeccions.

En general, els bacteris poden presentar una forma esfèrica (cocs) o cilíndrica (bacils); els cocs que formen parelles s’anomenen diplococs; els que formen cadenes, estreptococs; els que formen munts com raïms, estafilococs, i els que es presenten en formes tetraèdriques o cúbiques, sarcines; els bacils, si són molt curts, s’anomenen coccobacils; afilats pels extrems, fusiformes; si tenen filaments llargs, filamentosos; si són corbats, vibrions i si prenen forma de tirabuixó, espirils. El diàmetre màxim d’un bacteri és d’1 μm (10^-3 mm). Sovint, isolats o en grups, especialment els paràsits, poden anar també embolcallats per una càpsula de materials glucídics (diverses menes d’heteròsids), procedents sempre del medi, que els serveix de defensa enfront d’agents externs. No tenen veritable nucli anatòmicament parlant, és a dir, no tenen una estructura que contingui els materials que serveixen de suport a la informació genètica separada del citoplasma per una membrana, però disposen d’ADN acumulat generalment en una àrea de la cèl·lula que es pot considerar com el nucli bacterià fisiològicament parlant, la qual àrea es divideix en dividir-se la cèl·lula.

Els bacteris, que són haploides, tenen una reproducció asexual, per escissiparitat o divisió longitudinal o transversal, i llur creixement, en un medi adequat, és d’ordre exponencial. Cada bacteri dóna lloc a un clon pur de cèl·lules iguals, però, bé per atzar, bé per mecanismes d’adaptació al medi o a l’hoste, sorgeixen mutacions freqüents que modifiquen alguna característica del microorganisme, com la virulència o la resistència als antibiòtics. Malgrat la forma asexual de reproducció, en els bacteris hi ha també una transferència de gens d’una cèl·lula a una altra que cal considerar com una veritable forma de sexualitat; aquesta transferència es pot realitzar per tres mecanismes: per transformació (captació d’ADN), per conjugació (aparellament de cèl·lules en contacte) o per transducció (infecció per un virus no letal). La majoria dels bacteris són immòbils; els que es mouen ho poden fer per moviments sinuosos de flexió (espiroquetals), per lliscament sobre medis sòlids (mixobacterials) o mitjançant flagels d’estructura simple i no composta, com la dels de les cèl·lules eucariòtiques flagel·lades, els quals poden presentar inserció polar (pseudomonadals) o perítrica (eubacterials). Diversos bacteris presenten també pèls o fímbries, estructures més curtes i rectes que els flagels i immòbils, que tenen una funció d’adherència de la cèl·lula a determinades superfícies. Des del punt de vista de llur metabolisme la diversitat dels bacteris també és molt gran. Molts utilitzen l’oxigen com a acceptor final d’electrons de llurs cadenes respiratòries (aerobis), però d’altres (anaerobis) utilitzen altres substàncies, tant orgàniques (fermentadors) com inorgàniques. Fins i tot alguns utilitzen simultàniament o alternadament dues d’aquestes formes d’obtenció d’energia segons les característiques del medi, com és el cas de molts bacteris fermentadors de sucres que poden també respirar aeròbicament (anaerobis facultatius); d’altres, finalment, tot i ésser aeròbics, necessiten baixes pressions parcials d’oxigen i són els anomenats microaeròfils. La majoria dels bacteris, però, només poden viure o aeròbicament (aerobis estrictes) o anaeròbicament (anaerobis estrictes). En general són heterotròfics (quimioorganòtrofs) i només poden utilitzar substrats orgànics, però alguns grups (tiorrodàcies i clorobacteriàcies) disposen de pigments fotosintetitzadors que els permeten de viure autotròficament en presència de llum (fotolitòtrofs) i altres (nitrobacteriàcies, metanomonadàcies, tiobacteriàcies, caulobacteriàcies, etc) poden viure autotròficament utilitzant en comptes de l’energia lluminosa l’energia química de determinades reaccions d’oxidoreducció (quimiolitòtrofs); fins i tot hi ha alguns bacteris (atiorrodàcies) que, tot i ésser fotosintetitzadors, necessiten un substrat orgànic i, per tant, són heterotròfics (fotoorganòtrofs). Per multiplicar-se i realitzar llurs funcions metabòliques, necessiten un medi aquós amb presència d’ions inorgànics (PO₄^3-, K⁺, Mg²⁺) i d’oligoelements com N, S, Fe, Zn, Mo, i, els gramposititus, Ca. Alguns, anomenats termòfils resisteixen temperatures de fins a 90 ºC creixent bé fins als 50-55 ºC, com molts bacils; per altres (mesòfils) el creixement òptim és entre 37-44 ºC si viuen en l’organisme humà, o al voltant dels 30 ºC si estan dispersos en el medi; finalment, els criòfils o psicròfils creixen inclusivament per sota dels 0 ºC, com els pseudomonadals. Generalment tots es conserven en el refrigerador, encara que el refredament sobtat d’algunes espècies en fase de creixement les mata (Escherichia coli, pseudomònade). Toleren canvis de pH de fins a 3 i 4 unitats, si bé el canvi d’una unitat n'afecta el creixement. Segons l’espècie poden créixer des de pH inferior a 1 fins a pH superior a 9. Quan les condicions no són favorables, molts adquireixen formes de resistència o espores (abiosi, espora).

Alguns dels bacteris més destacats

Els bacteris com a agents patogens. Importància ecològica dels bacteris. L’estudi dels bacteris

Molts bacteris viuen paràsits sobre altres organismes o formen part del poblament normal de diversos òrgans d’animals o vegetals superiors (per exemple, el rumen dels remugants, les vies respiratòries superiors i l’intestí terminal dels vertebrats superiors); alguns són patògens i poden causar malalties més o menys greus en altres organismes, com és ara entre els vegetals, els greixos de la mongetera i de la carxofera, el xancre bacterià del cirerer o la bacteriosi de la noguera, malalties produïdes per diverses espècies de pseudomonadàcies (Pseudomonas, Xanthomonas); el pansiment del cogombre produït per l’erwínia; la galla del coll de l’arrel que presenten moltes papilionàcies produïda per l’agrobacteri; el pansiment de la patata, la mongeta i l’alfals motivat per alguns corinebacteris; i, entre els animals, l’erisipela porcina causada per una corinebacteriàcia (Erysipelothrix rhusiopatiae); l’avortament epidèmic, provocat per una brucel.la; el carboncle, el mal roig dels porcs i la formació de cristalls proteics en erugues, originats per bacils; la disenteria ovina, que és ocasionada per un clostridi; la tuberculosi ovina, la de l’aviram i la dels vertebrats de sang freda, que provenen de diferents micobacteris; etc. En l’home, hi ha també molts bacteris i molt diversos que poden ocasionar malalties: un vibrió és agent del còlera; moltes salmonel.les i shigel.les són causa de malalties intestinals com les febres tifoides (Salmonella typhi) o la disenteria (Shigella dysenteriae); la pasteurel.la és causa de la pesta; diferents neissèries poden ésser causa de la meningitis epidèmica (Neisseria meningitidis o meningococ) o de la blennorràgia o gonorrea (N. gonorrhoeae o gonococ); diversos estreptococs poden ocasionar malalties a les vies respiratòries o als teguments; la diftèria és causada per un corinebacteri; la tuberculosi i la lepra, per micobacteris; la sífilis, per una espiroqueta; etc. Les vies de penetració en els organismes són sempre els teguments, especialment (en els animals) la mucosa respiratòria, la digestiva i la pell. Una vegada en el si dels teixits, els bacteris poden disseminar-se directament a través d’ells o penetrar en els vasos limfàtics fins al torrent circulatori que els distribuirà per tot l’organisme fins a arribar als teixits més adequats per a llur multiplicació. El poder patogen dels bacteris depèn de llur capacitat d’invasió, afavorida per alguns enzims (hialuronidasa o estreptocinasa), de llur resistència als mecanismes defensius de l’organisme i de les toxines elaborades per aquests. Els mecanismes defensius de l’organisme poden ésser inespecífics (la pell, les mucoses, la fagocitosi, la inflamació i la constitució bioquímica dels teixits) o específics (la immunitat). La majoria dels bacteris viuen lliures en la pols atmosfèrica, al sòl, a la mar i a les aigües continentals; algun d’aquests pot també esdevenir patogen en entrar accidentalment en un organisme (Clostridium tetani, C. botulinum, etc.). Hom ha calculat que cada persona és portadora de 10¹⁴ bacteris (xifra superior a la de les mateixes cèl.lules del cos) i la població humana total n'excreta pel budell de 10²² a 10²³ cada dia. Ocupen una varietat enorme de nínxols ecològics, des de fonts termals a 80ºC fins a aliments refrigerats i des de l’aigua destil.lada fins a les aigües salades de la mar Morta. N'hi ha més de tres mil espècies diferents i sembla segur que els fòssils més primitius que hom coneix corresponen a bacteris, trobats en roques de 3x10⁹ anys d’antiguitat. Per llur abundància en la natura, llur gran biomassa i llur intensa activitat metabòlica, els bacteris tenen un paper importantíssim en la regulació dels cicles de matèria i energia del món vivent. Els anomenats bacteris nitrificants, per exemple, fan possible el pas de l’amoníac a nitrit (Nitrosomonas) i de nitrit a nitrat (Nitrobacter), amb la qual cosa el cicle del nitrogen pot tancar-se: que la vida no desaparegui de la terra per immobilització del nitrogen en composts inorgànics depèn només d’un petit grup de bacteris. Llur capacitat de transformació de determinats substrats i de síntesi de diverses substàncies útils per a l’home (aliments, antibiòtics, productes químics, vacunes, etc.) els han fet esdevenir base de diverses indústries, algunes de les quals (elaboració de vinagre, de formatges, de iogurts, etc.) són comptades entre les més antigues de la humanitat (microbiologia d’aliments). També tenen interès per llur paper en l’alteració dels aliments (alteració microbiològica d’aliments) i en la degradació dels més diversos productes (biodegradació). La posició sistemàtica dels bacteris dins les classificacions dels organismes ha estat molt discutida d’ençà que foren descoberts per Leeuwenhoek, vers el 1680. Ehrenberg (1838) els considerà animals inferiors; de fet, però, se'n diferencien per la manca de nucli i d’orgànuls citoplàsmics, per la forma de la divisió cel.lular i per la incapacitat d’ingerir aliments microparticulats. Cohn (1854) els considerà com a vegetals, i formà amb ells la classe dels esquizomicets, solució que encara avui és molt admesa; a més de diferenciar-se dels tal.lòfits unicel.lulars per la manca de nucli i per la forma de divisió, se'n diferencien per la manca de plastidis, tot i que alguns tenen pigments fotosintetitzadors. Actualment, entre la majoria dels autors hi ha la tendència de considerar tots els protocariotes (esquizofícies, bacteris, rickèttsies, virus) un regne a part, del qual els bacteris o esquizomicets formarien una classe. La classificació dels bacteris es fa tenint en compte llurs característiques metabòliques i, secundàriament, llur morfologia; el criteri filogenètic, en canvi, és pràcticament impossible d’aplicar. Hi ha actualment diversos sistemes de classificació, però el més generalment acceptat arreu del món és el proposat per Bergey. També són seguits per força bacteriòlegs els sistemes de Prévot (sobretot a França) i de Krasil’nikov (sobretot a Rússia).