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7 Control De Microorganismos
 

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    7 Control De Microorganismos 7 Control De Microorganismos Document Transcript

    • Definiciones Definición de términos frecuentes • Esterilización – Destrucción o eliminación de todas las células vivas y/o esporas viables y/o virus y/o viroides y/o priones de un objeto o hábitat UNIDAD III.- NUTRICIÓN, METABOLISMO, CRECIMIENTO Y • Desinfección CONTROL DE LOS MICROORGANISMOS – Destrucción inhibición o eliminación de organismos patógenos – desinfectante • Agente, habitualmente químico, usado para desinfectar Tema 8.- Control de microorganismos: Definiciones. Cinética de • Generalmente sobre objetos inanimados muerte microbiana. Técnicas físicas (calor, bajas temperaturas, • Saneamiento filtración y radiación) químicas (fenoles, alcoholes, halógenos, – Reducción de la población microbiana hasta niveles que se consideran seguros para la salud pública metales pesados, amonio cuaternario, aldehídos, gases • Antisepsia esterilizantes,) y evaluación de su eficacia . Antibióticos, – Prevención de una infección o sepsis de tejidos vivos evaluación de su eficacia y mecanismos de acción. Antifúngicos y – antisépticos • Agentes químicos aplicados sobre tejidos vivos para la prevención e antivirales. inhibición del crecimiento de agentes patógenos Agentes antimicrobianos • Agentes que eliminan a los microorganismos o que inhiben su crecimiento • El sufijo –cida se emplea para agentes que matan: i.e. germicida (alimina patógenos y algunos no patógenos pero no necesariamente endosporas). Incluye bactericidas, fungicidas, algicidas y viricidas. • El sufijo –estatíco se emplea para agentes que inhiben el crecimiento i.e. Bacteriostático, fungistático Cinética de muerte microbiana Control microbiano por técnicas químicas y físicas Cinética de muerte microbiana • La población microbiana no se destruye instantáneamente Control y evaluación de la eficacia de técnicas físicas y • En general su destrucción ocurre exponencialmente químicas antimicrobianas • Se considera que los microorganismos están muertos cuando son incapaces de Técnicas Físicas: reproducirse en condiciones que normalmente permiten su crecimiento •Calor •Temperaturas bajas •Filtración •Radiación. Agentes Químicos: •Fenoles •Alcoholes • Compuestos Halogenados Condiciones que afectan la efectividad de los agentes antimicrobianos •Compuestos clorados • Tamaño de la población (a mayor Tamaño mayor tiempo necesario) •Metales pesados •Sales de amonio cuaternario • Composición de la población microbiana •Aldehidos • Concentración e intensidad de los agentes empleados (a  [],  rapidez, no es lineal) •Gases • Duración de la exposición •Antibióticos • Temperatura • Ambiente local (pH, viscosidad, compuestos orgánicos) Técnicas físicas (Calor) Técnicas físicas (Calor) Empleo de técnicas Físicas: Calor Evaluación de la eficacia: Calor • Calor húmedo: Efectivo contra todo tipo de microorganismos. Degrada ácidos • Valor Z: Aumento de temperatura nucleicos, desnaturaliza proteínas y disgrega membranas necesario para reducir D a 1/10 • Esterilización con calor seco: Es menos efectivo, requiere mayores temperaturas y • Valor F: tiempo, en minutos, mayores tiempos de exposición. Oxida componentes celulares y desnaturaliza necesario para destruir una proteínas población de células o esporas a Evaluación de la eficacia: Calor un a temperatura determinada (en • Tiempo de muerte térmica (TMT ó general 121,1 ºC) TDT en inglés): Tiempo mínimo necesario para destruir todos los microorganismos a una temperatura específica y condiciones definidas • Tiempo de reducción decimal (D o valor D): tiempo necesario para destruir el 90 % de los microorganismos o esporas en una muestra a una temperatura específica
    • Técnicas físicas (Calor) Técnicas físicas (Calor y bajas temperaturas) Calor húmedo Calor húmedo • pasteurización autoclaves – Calentamiento controlado a temperaturas muy por debajo del punto de ebullición – se emplean para destruir microorganismos, – Reduce la población microbiana total y como consecuencia aumenta el tiempo incluidas las esporas, eficientemente de conservación del material tratado (reduce la putrefacción) Pasteurización de la leche – en su interior, una atmosfera de vapor a presión permite alcanzar temperaturas • Pasteurización rápida (High Temperature Short-Term – HTST) superiores a 100º C – 72°C durante 15 segundos después se enfría rápidamente • Esterilización a temperatura ultraelevada (UltraHigh-Temperature, UHT) – de 140 a 150° C durante 1 a 3 segundos Bajas temperaturas • Congelación – detiene la reproducción microbiana debido a la ausencia de agua líquida Levaduras – algunos microorganismos mueren como consecuencia de la rotura de la membrana provocada por los cristales de hielo Mohos • Refrigeración Bacterias – reduce el crecimiento microbiano y la reproducción Virus Técnicas físicas (Filtración) Técnicas físicas (Filtración) Filtración Filtrado de aire • Disminuye la población microbiana o esteriliza • mascarillas disoluciones que contienen compuestos termosensibles a • tapones de algodón través de la eliminación de todos los microorganismos Filtrado de líquidos • Filtros HEPA (high-efficiency particulate air) • Filtros de profundidad – empleadas en las cabinas de seguridad (cámaras) de flujo laminar de flujo – filtros granulares o de fibras gruesas que elimina laminar microorganismos por adsorción, o por tamizado o ambos • Filtros de membrana – membranas porosas con un tamaño de poro definido que elimina los microorganismos principalmente por tamizado Membranas de nylon con bacterias Membranas de policarbonato con Sistema de filtración con bomba retenidas (poro de 0.2 µm) bacterias retenidas (poro de 0.4 µm) peristáltica polycarbonate membrane with 0.4 µm pores Técnicas físicas (Radiación) Técnicas químicas Radiación Agentes químicos de control microbiano • radiación ultravioleta (UV) – uso limitado para esterilización de superficies ya que la radiación UV no penetra el vidrio, superficies sucias agua o otras sustancias • radiación ionizante – penetra profundamente en los objetos – destruye endosporas bacterianas (o es siempre efectiva contra virus) – empleado para la esterilización y pasterurización de antibióticos, hormonas, suturas, plásticos desechables y alimentos Objetos que se esterilizan frecuentemente con radiación Desinfectante: Agente, habitualmente químico, usado para desinfectar (destrucción inhibición o eliminación de organismos patógenos, generalmente sobre objetos inanimados. Antisépticos: Agentes químicos aplicados sobre tejidos vivos para la prevención e inhibición del crecimiento de agentes patógenos
    • Técnicas químicas Técnicas químicas Fenoles Halógenos (Fluor, cloro, bromo y iodo) • Iodo – se emplea sobre la piel como antiséptico – oxida componentes celulares y ioda proteínas – a altas concentraciones mata esporas – puede dañar la piel, la colorea y puede ocasionar problema alérgicos – iodoforo • comúnmente empleados en la desinfección de laboratorios y hospitales • iodo formando complejos con • desnaturaliza porteínas y disgrega membranas transportadores orgánicos • tubercolicida, efectivo en presencia de materia orgánica y duraderos sobre las •Cloro superficies que se aplican - oxida componentes celulares • olor desagradable y pueden irritar la piel - importante en la desinfección de suministros de agua y Alcoholes piscinas, se emplea en industrias lácteas y alimentarias y como desinfectante en los productos de limpieza • bactericida, fungicida pero no esporicida - destruye células vegetativas de bacterias y hongos, pero • inactiva algunos virus no esporas • desnaturaliza proteínas, precipita el ADN y, - puede reaccionar con compuestos orgánicos para dar posiblemente, disgrega membranas lugar compuestos cancerígenos Técnicas químicas Técnicas químicas • moléculas muy reactivas Metales pesados Aldehídos • esporicida, y puede • ej. iones de mercurio, plata, arsénico, zinc y cobre emplearse como esterilizante • efectivos pero, en general, tóxicos químico • se combina con las proteínas y las inactiva; también pueden precipitar proteínas • se combina con ácidos nucleicos y proteínas y las inactiva Compuestos de amonio cuaternario • detergentes Gases esterilizantes – moléculas orgánicas anfipáticas (tienen un extremo hidrófilo y otro hidrófobo) • empleado para esterilizar materiales – actúan como humectantes y emulsionantes termosensibles • los detergentes catiónicos son efectivos desinfectantes • microbicida y esporicidad – matan la mayoría de las bacterias pero no Mycobacterium tuberculosis o las • se combina con las proteínas y las endosporas inactiva – seguro y fácil de usar, pero se inactivan con agua dura o jabón Evaluación de la efectividad Evaluación de la efectividad Evaluación de la efectividad de los agentes antimicrobianos Niveles de actividad de germicidas seleccionados • Proceso complejo regulado por agencias gubernamentales – En USA es la EPA (Environmental Protection Agency) y la FDA (Food and Drug Administration) – En la UE es la Agencia Europea para la Evaluación de Medicamentos (EMEA) Prueba del coeficiente de fenol • la potencia de un desinfectante es comparada con la de el fenol • Un valor superior a 1 indica que el desinfectante es mejor que el fenol • ej.: un valor de 2.7 para el mercuriocromo indica que cuando se diluye 2.7 veces más que el fenol es igual de efectivo que este
    • Antibióticos Antibióticos AGENTES QUÍMIOTERAPEÚTICOS Penicilina • Agentes químicos empleados en el tratamiento de enfermedades • fue descubierta por Ernest Duchesne • Destruyen los microorganismos patógenos o inhibe su crecimiento en el (1896) pero su trabajo fue olvidado huésped • fue accidentalmente redescubierta por • La mayoría son antibióticos Alexander Fleming (1928) – Productos microbianos o sus derivados, elimina a microorganismos – observó la actividad de la penicilina en susceptibles o elimina su crecimiento placas Petri contaminadas EL DESARROLLO DE LA QUIMIOTERAPIA – abandonó las investigaciones • su efectividad fue demostrada por Florey, • Paul Ehrlich (1904) Chain, y Heatley (1939). Purificaron y – desarrolla el concepto de toxicidad selectiva caracterizaron clínicamente la penicilina – identifica colorante que tratan de forma efectiva la Una colonia del moho enfermedad del sueño Penicillium próxima bacterias • Sahachiro Hato (1910) Descubrimientos posteriores Staphylococcus – trabajando con Ehrlich, identifica compuestos de arsénico para el tratamiento efectivo de la sífilis • La streptomicina fue descubierta por Selman Waksman (1944) • Gerhard Domagk, and Jacques and Therese Trefouel (1935) • en 1953 ya se disponía además de cloranfenicol, terramicina, neomicina y – descubrió las sulfamidas y derivados tetraciclina Antibióticos Antibióticos Características generales de los fármacos antimicrobianos Propiedades de algunos fármacos antibacterianos comunes • toxicidad selectiva – capacidad de un fármaco de matar o inhibir patógenos al tiempo que daña mínimamente al huésped • dosis terapéutica – nivel del fármaco requerida para un tratamiento clínico • dosis tóxica – nivel del fármaco al cual resulta demasiado tóxico para el paciente (ej., produce efectos secundarios) • índice terapéutico – relación entre la dosis tóxica y la terapéutica Fármacos de amplio espectro – atacan diferentes tipos de patógenos Fármacos de corto espectro – atacan unos pocos tipos de patógenos El sufijo –cida (cidal) se emplea para agentes que matan: i.e. germicida (alimina patógenos y algunos no patógenos pero no necesariamente endosporas). Incluye bactericidas, fungicidas, algicidas y viricidas. El sufijo –estatíco (static)se emplea para agentes que inhiben el crecimiento i.e. Bacteriostático, fungistático Antibióticos Antibióticos (evaluación de efectividad) • Algunos antibióticos son de origen sintético (químico) Determinación del nivel de actividad antimicrobiana – sulfamidas, cloranfencol • la efectividad se expresa de dos formas – la concentración mínima inhibitoria (minimal inhibitory concentration, MIC) • otros son de origen natural y provienen en general de hongos y bacterias concentración más baja de un fármaco que inhibe el crecimiento de un – Streptomicina, penicilina patógeno Fuentes microbianas de algunos antibióticos – Concentración letal mínima (minimal lethal concentration, MLC): concentración más baja de un fármaco que mata a un patógeno • dos técnicas son empleadas rutinariamente para determinar la MIC y la MLC – Pruebas de sensibilidad por dilución – Pruebas de sensibilidad por difusión en agar Pruebas de sensibilidad por dilución • se inoculan medios de cultivo con diferentes concentraciones de fármaco – la menor concentración de fármaco en el caldo o el agar que no muestre crecimiento es la MIC – si se emplean caldos de cultivo, los tubos en los que no se observa crecimiento pueden ser subcultivados (transferidos) a un medio sin fármaco • la menor concentración de fármaco en el caldo de cultivo a la que no se observa recuperación de los microorganismos es la MLC
    • Antibióticos (evaluación de efectividad) Antibióticos (evaluación de efectividad) Pruebas de sensibilidad por difusión en agar Empíricamente se ha observado que hay una relación entre la MIC de un • discos impregnados de concentraciones antibiótico y el diámetro del halo de inhibición (ver figura). Los organismos conocidas de fármaco se sitúan sobre medios de sensibles a un fármaco tienen una MIC baja y muestran halos grandes. cultivo con agar inoculados con el microorganismos con el que se va aprobar • el fármaco difunde del disco hacia el agar Si la concentración de un formando un gradiente de concentración fármaco en el cuerpo oscila entre 7 y 28 µg/ml, desde la • tras la incubación, las zonas claras al rededor gráfica podemos estimar del disco indican que no ha habido crecimiento que son sensibles los microorganismos que muestren un halo superior Método de Kirby-Bauer method a 17 mm con una • método estandarizado para llevar a cabo la concentración de fármaco prueba de difusión de 7 µg/ml y, son • la sensibilidad y la resistencia se determinan resistentes, los que empleando tablas que relacionan el diámetro muestren halos menores de del halo con la resistencia microbiana 12 mm. • los valores de la tabla se emplean para determinar si la concentración de fármaco que se alcanza en el cuerpo es efectiva Antibióticos (evaluación de efectividad) Dispositivo estándar para la prueba de Kirby-Bauer Antibióticos (evaluación de efectividad) Determinación de la concentración de un fármaco en sangre • para que sea efectiva, la concentración del fármaco en el lugar de la infección debe ser superior a la MIC • para determinar la concentración del fármaco en sangre se pueden emplear técnicas – microbiológicas – químicas La sensibilidad o resistencia de una bacteria a un fármaco se determina a partir – inmunológicas de tablas – enzimáticas – Ej.: si un disco con 30 µg de tetraciclina crea un halo de más de 19 mm, la bacteria es sensible – cromatográficas Antibióticos (mecanismo de acción) Antibióticos (mecanismo de acción) Mecanismo de acción de los agentes antimicrobianos • afectan al patógeno alterando alguna función necesaria para su Factores que afectan la efectividad de los fármacos antimicrobianos reproducción y supervivencia • capacidad del fármaco de alcanzar la infección • la función alterada es muy específica del patógeno → alto índice terapéutico – depende del modo de administración (relación entre la dosis tóxica y la terapéutica) • oral (algunos fármacos son destruidos por el ácido en el estómago) • tópica • ruta parenteral (rutas de administración no oral) – los fármacos pueden tener problemas para alcanzar tejidos necróticos o coágulos • sensibilidad del patógeno al fármaco – resistencia al fármaco • el fármaco puede ser alterado o bombeado al exterior • el organismo puede modificar la diana a la que va dirigido • se previene: i) administrando altas concentraciones de fármacos, ii) dando varios simultaneamente, iii) empleándolos solo cuando es necesario, iv) desarrolando nuevos fármacos o terapias (fagos, por ejemplo) – una vez que se origina en una población puede ser transmitida a otras bacterias • a través de plásmidos • Superinfeción: desarrollo y dispersión de un patógeno resistente a un fármaco trás la administración de un fármaco. Ej.: Enterocolitis pseudomembranosa causada por Clostridium difficile trás eliminar la flora bacteriana con antibióticos • capacidad del fármaco de alcanzar una concentración superior a la MIC del patógeno • cantidad administrada • ruta de administración • velocidad de toma • velocidad de eliminacion del cuerpo
    • Antifúngicos Antifúngicos Tratamiento de micosis sistémicas Antifúngicos • menor número de fármacos efectivos debido a la similitud entre las células humanas y las de los hongos • son más fáciles de tratar las infecciones (micosis) superficiales que las sistémicas se une a los esteroles de la membrana Tratamiento superficial Antivirales altera la función del RNA antibiótico polieno obtenido de Streptomyces Fármacos antivirales relativamente pocos debido a la dificultad de alterar específicamente la replicación del virus inhibe las enzimas del virus del herpes alteran la implicadas en las permeabilidad de la síntesis y función del membrana e inhibe altera el uso ADN y el ARN la síntesis de mitótico; esteroles puede inhibir la síntesis de se emplea para prevenir la infección de la proteínas y ADN gripe bloquea la penetración y inhibe la DNA la liberación de la inhibe la DNA polimerasa del cápsula del virus de polimerasa del herpes herpes la gripe y el citomegalovirus Antivirales Fármacos anti-ADN vírico de amplio espectro Fármacos Anti-HIV inhibe la ADN • dos dianas principales polimerasa – Transcriptasa inversa del HIV viral papovavirus, adenovirus, herpesvirus – Proteasa del HIV iridovirus, y poxvirus