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» » Patógenos que se alimentan de la sangre humana

Las bacterias son diminutos microorganismos, pero como cualquier otro ser vivo necesitan ciertas moléculas para sobrevivir. No importa qué nicho ocupa una colonia bacteriana, de todas formas requiere una fuente de hierro. Para las bacterias que viven dentro del cuerpo humano, existe una molécula muy rica en hierro que circula a través del cuerpo humano y que además impregna todos los tejidos. ¿Adivinan cuál? Exacto, la hemoglobina, una molécula que le da a la sangre su característico color rojo y se utiliza para transportar oxígeno a través del cuerpo.

La imagen de arriba muestra la estructura de una molécula de hemoglobina. Se compone de cuatro sub-cadenas (se muestran en rojo y azul), cada una de ellas transporta hierro que contiene el "cofactor hemo" (en el diagrama de color verde). Estas moléculas de hemoglobina están bien empaquetadas dentro de las células rojas de la sangre, tan apretadas que los glóbulos rojos no tienen siquiera un núcleo, son sólo máquinas para transportar la hemoglobina. La falta de núcleo se traduce en que no pueden crecer ni dividirse, por eso mismo, después de haber sido elaborados en la médula ósea y de circular por la sangre alrededor de tres meses, los glóbulos rojos serán discretamente eliminados y reemplazados.

Todo este hierro circulante es una gran oportunidad para que las bacterias patógenas hayan desarrollado varios sistemas para hacerse con el botín. En primer lugar tienen que romper los glóbulos rojos, en general, secretan diversos químicos capaces de romper la membrana celular y liberando la hemoglobina. Después, tienen que unirse a la hemoglobina mediante unos receptores especializados situados en su superficie celular. Una vez unidos, la hemoglobina pasa a través de la pared celular bacteriana y entra en el interior de la célula. Para las bacterias con dos membranas celulares (bacterias Gram negativas) se trata de una tarea compleja que involucra a varias proteínas diferentes, transportadoras y que usan de la quimiosmosis. Para las bacterias con una grande y espesa membrana célular (bacterias Gram positivas), parece estar implicado alguna suerte de proceso proteínas de relevo, que utilizan mucha menos energía. Un mayor detalle de ambos procesos se pueden encontrar en los diarios referenciados al final de este artículo.

Una vez dentro de la bacteria, la hemoglobina se rompe liberando el precioso hierro que transporta. Esto es más peligroso de lo que parece, porque ese hierro transporta oxígeno, lo que significa que el potencial reactivo del oxígeno al ser liberado cause estragos en el interior de la célula. Y no sólo eso, sino que en algunas bacterias el mismo "cofactor hemo" puede ser tóxico. Algunas bacterias contienen enzimas especiales, llamadas "oxigenasas hemo", que se ocupan del oxígeno, mientras que otras secuestran la hemo en las vacuolas lejos del resto de la célula, o activan las moléculas exportadoras. No está muy claro si las exportadoras se llevan la hemo o algún otro producto tóxico, pero son vitales para la prevención de los efectos tóxicos de la hemoglobina dentro de la bacteria.

Todo el proceso de extracción del hierro de la hemoglobina es realmente muy peligrosa para las bacterias. Este proceso requiere todo tipo de moléculas especiales y transportistas que no figuran en las células humanas, así que eso las convierte en el blanco perfecto para el sistema inmunológico al reconocerlas como un elemento invasor. En particular, las proteínas vinculadas a la hemoglobina, son como si colocaran algo así como una gran bandera roja con la etiqueta "invasor" sobresaliendo en la superficie de la célula bacteriana. No sólo eso, sino que es una energía que sale bastante cara hacerla funcionar, concretamente para las células Gram negativas. En consecuencia, las bacterias tienden a activar este sistema únicamente cuando se encuentran especialmente bajas en hierro y no hay otras fuentes disponibles alrededor.


- Referencia: ScienticAmerican.com, 5 mayo 2012, por S.E. Gould
- Citas: »Ref 1: Pishchany G, & Skaar EP (2012). Taste for blood: hemoglobin as a nutrient source for pathogens. PLoS pathogens, 8 (3) PMID: 22412370 . »Ref 2: Pishchany, G., McCoy, A., Torres, V., Krause, J., Crowe, J., Fabry, M., & Skaar, E. (2010). Specificity for Human Hemoglobin Enhances Staphylococcus aureus Infection Cell Host & Microbe, 8 (6), 544-550 DOI: 10.1016/j.chom.2010.11.002 .
- Imagen 1) La estructura de la hemoglobina, por Richard Wheeler (Zephyris) 2007. Wikipedia. - Imagen 2) Una forma muy simple esquemática de la diferencia entre bacterias Gram positivas (arriba) y Gram negativas (abajo). Por Graevemoore en Wikipedia.

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Editor del blog Pedro Donaire

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