Un quiste microbiano es una etapa de reposo o latencia de un microorganismo, generalmente una bacteria o un protista o rara vez un animal invertebrado , que ayuda al organismo a sobrevivir en condiciones ambientales desfavorables. Se puede considerar como un estado de animación suspendida en el que los procesos metabólicos de la célula se ralentizan y la célula cesa todas las actividades como la alimentación y la locomoción. El enquistamiento, la formación del quiste, también ayuda al microbio a dispersarse fácilmente, de un huésped.a otro oa un entorno más favorable. Cuando el microbio enquistado alcanza un ambiente favorable para su crecimiento y supervivencia, la pared del quiste se rompe mediante un proceso conocido como excystation . En el quiste, el estímulo exacto es desconocido para la mayoría de los protistas. [1]
Condiciones ambientales desfavorables como la falta de nutrientes u oxígeno, temperaturas extremas, falta de humedad y presencia de sustancias químicas tóxicas, que no favorecen el crecimiento del microbio [2], desencadenan la formación de un quiste.
Las principales funciones de los quistes son proteger contra cambios adversos en el ambiente como deficiencia de nutrientes, desecación, pH adverso y bajos niveles de O 2 , son sitios de reorganización nuclear y división celular, y en especies parasitarias son la etapa infecciosa. entre hosts. [3]
Formación de quistes en todas las especies
En bacterias
En las bacterias (por ejemplo, Azotobacter sp. ), El enquistamiento se produce por cambios en la pared celular ; el citoplasma se contrae y la pared celular se engrosa. Los quistes bacterianos se diferencian de las endosporas en la forma en que se forman y también en el grado de resistencia a condiciones desfavorables. Las endosporas son mucho más resistentes que los quistes.
Las bacterias no siempre forman un solo quiste. Se conocen variedades de eventos de formación de quistes. A modo de ejemplo, Rhodospirillium centenum puede cambiar el número de células por quiste, que suele oscilar entre 4 y 10 células por quiste, según el entorno.
En protistas
Los protistas, especialmente los parásitos protozoarios , a menudo están expuestos a condiciones muy duras en varias etapas de su ciclo de vida. Por ejemplo, Entamoeba histolytica , un parásito intestinal común que causa disentería , tiene que soportar el ambiente altamente ácido del estómago antes de llegar al intestino y varias condiciones impredecibles como la desecación y la falta de nutrientes mientras está fuera del huésped. [4] Una forma enquistada es muy adecuada para sobrevivir en condiciones tan extremas, aunque los quistes protozoarios son menos resistentes a condiciones adversas en comparación con los quistes bacterianos. [2] Además de la supervivencia, la composición química de ciertas paredes de los quistes protozoarios puede influir en su dispersión. Los grupos sialilo presentes en la pared del quiste de Entamoeba histolytica confieren una carga neta negativa al quiste que impide su adhesión a la pared intestinal [5] provocando así su eliminación en las heces. Otros parásitos intestinales protozoarios como Giardia lamblia y Cryptosporidium también producen quistes como parte de su ciclo de vida (ver oocistos ). Debido a la capa exterior dura del quiste, Cryptosporidium y Giardia son resistentes a los desinfectantes comunes utilizados por las instalaciones de tratamiento de agua, como el cloro. [6] En algunos protozoos, el organismo unicelular se multiplica durante o después del enquistamiento y libera múltiples trofozoítos en el momento de la excitación. [4]
En nematodos
Algunos nematodos parásitos de plantas que habitan en el suelo , como el nematodo del quiste de la soja o el nematodo del quiste de la papa, forman quistes como parte normal de su ciclo de vida.
En Heterodera rostochiensis (nematodo dorado), la supervivencia de los quistes se evaluó en un estudio realizado por el Departamento de Fitopatología de la Facultad de Agricultura del Estado de Nueva York. Este estudio mostró que la viabilidad de las larvas enquistadas disminuyó rápidamente a humilidades relativas del 88% y menos del 2%. Las larvas libres no sobrevivieron a la exposición prolongada a humidades relativas de más de 80 ° F, 20% y 3% a 75 ° F o 40 ° F. La supervivencia de las larvas enquistadas en suelos secos, húmedos e inundados mostró una rápida regresión con el aumento de la humedad del suelo. Aunque algunos quistes fueron viables después de la inundación durante un período de ocho meses, el número de supervivencias fue mayor en suelo seco al aire. [7]
En crustáceos
Varios tipos de branquiópodos pueden producir quistes en diapausa. [8] Esta es una adaptación para vivir en estanques efímeros en hábitats de agua dulce o salada. También ayuda a la dispersión a través del viento o en el tracto digestivo de las aves. [9] Los quistes de Daphnia incluso han revivido después de haber estado enterrados durante 600 años. [10] Los ejemplos entre los branquiópodos incluyen: Artemia [11] [12] [13] y Streptocephalus en Anostraca ; Triops en Notostraca ; Cyzicus en Diplostraca ; y Alona , Latonopsis , Macrothrix , Moina y Sida en Cladocera . [9]
Entre otros crustáceos, algunos ostrácodos —como Cypridopsis , Cyprinotus , Physocypria y Potamocypris— desarrollan quistes de diapausa. [9] Entre los copépodos , Cyclops también lo hace. [14]
Otros animales
Los rotíferos también producen quistes de diapausa. [14] [15]
Composición de la pared del quiste
La composición de la pared del quiste es variable en diferentes organismos. Las paredes del quiste de las bacterias se forman por el engrosamiento de la pared celular normal con capas de peptidoglicano añadidas, mientras que las paredes de los quistes protozoarios están hechas de quitina , [5] un tipo de glicopolímero . Las paredes del quiste de nematodos están compuestas de quitina reforzada por colágeno. La pared del quiste está compuesta por cuatro capas, ectoquiste, mesociste, endoquiste y capa granular. El ectoquiste una capa fina y densa. El mesociste es la capa más gruesa y está compuesto por un material compacto. El endoquiste es una capa delgada, pero no tan densa como el ectoquiste. La capa granular varía en grosor y está compuesta de material granular. Los azúcares de la pared del quiste son N-acetilglucosamina (90%) y glucosa (10%). [dieciséis]
Ver también
- Espora (en bacterias, hongos y algas)
- Endospora (en bacterias firmicute)
- Espora en reposo (en hongos)
Trofozoíto
- Criptobiosis
Patología
Si bien el componente del quiste en sí no es patógeno, la formación de un quiste es lo que le da a Giardia su principal herramienta de supervivencia y su capacidad para propagarse de un huésped a otro. La ingestión de agua, alimentos o materia fecal contaminados da lugar a la enfermedad intestinal más comúnmente diagnosticada, la giardiasis .
Mientras que anteriormente se creía que el enquistamiento solo tenía un propósito para el propio organismo, se ha descubierto que los quistes protozoarios tienen un efecto de albergue. También se pueden encontrar bacterias patógenas comunes refugiándose en el quiste de los protozoos de vida libre. Los tiempos de supervivencia de las bacterias en estos quistes varían desde unos pocos días hasta unos meses en entornos hostiles. [17] No se garantiza que todas las bacterias sobrevivan en la formación de quistes de un protozoo; muchas especies de bacterias son digeridas por el protozoo cuando experimenta un crecimiento quístico. [18]
Referencias
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