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5.4: La capacidad de competir por los nutrientes - Biología

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Objetivos de aprendizaje

  • Explique por qué la capacidad de competir por el hierro y otros nutrientes es importante para que las bacterias causen enfermedades y describa brevemente tres formas en que las bacterias pueden lograr esto como parte de su patogenicidad.

A menudo, la capacidad de ser patógeno está directamente relacionada con la capacidad de la bacteria para competir con éxito con el tejido del huésped y la flora normal por nutrientes limitados. Una razón por la que el tiempo de generación de bacterias que crecen en el cuerpo es sustancialmente más lento que en el cultivo de laboratorio es porque los nutrientes esenciales son limitados. De hecho, esta es una de las principales razones por las que la inmensa mayoría de las bacterias que se encuentran en la naturaleza no son dañinas para los humanos.

Para ser patógena, una bacteria debe poder multiplicarse en el tejido del huésped. Cuanto más rápida sea la tasa de replicación, más probable es que se establezca la infección. Los patógenos, por lo tanto, pueden competir con éxito por nutrientes limitados en el cuerpo. Generalmente, las bacterias compiten por los nutrientes sintetizando sistemas de transporte específicos o componentes de la pared celular capaces de unir sustratos limitantes y transportarlos al interior de la célula. Un buen ejemplo de esto es la capacidad de las bacterias para competir por el hierro.

Como veremos más adelante en la Unidad 5, bajo inmunidad innata, el cuerpo hace un ajuste metabólico considerable durante la infección para privar a los microorganismos de hierro. El hierro es esencial tanto para el crecimiento bacteriano como para el crecimiento celular humano. Las bacterias sintetizan quelantes de hierro, compuestos capaces de unirse al hierro, llamados sideróforos. Muchos sideróforos son excretados por la bacteria al medio ambiente, se unen al hierro libre y luego vuelven a entrar en la célula y liberan el hierro. Otros sideróforos se encuentran en la pared celular donde se unen al hierro y lo transportan a la bacteria.

Mientras tanto, el cuerpo produce sus propios quelantes de hierro (transferrina, lactoferrina, ferritina y hemina), por lo que la concentración de hierro libre es muy baja. La capacidad de los quelantes de hierro bacterianos para competir con éxito con los quelantes de hierro del cuerpo, así como con los de la flora normal, puede ser esencial para las bacterias patógenas. Además de sus propios sideróforos, algunas bacterias:

  1. Producir receptores para sideróforos de otras bacterias de esta manera tomar hierro de otras bacterias.
  2. Son capaces de unir transferrina, lactoferrina, ferritina y hemina humanas y las utilizan como fuente de hierro. Por ejemplo, Neisseria gonorrhoeae, Neisseria meningitidis, y Haemophilus influenzae pueden usar hierro unido a la transferrina y lactoferrina humanas para sus necesidades de hierro, mientras que son patógenas Yersinia las especies pueden utilizar transferrina y hemina como fuentes de hierro.
  3. Produce proteasas que degradan la lactoferrina, la transferrina o el hemo humanos para liberar el hierro unido para que lo capturen los sideróforos bacterianos.
  4. No utilice hierro como cofactor. Borrelia burgdorferi en su lugar, utiliza manganeso como cofactor.
  5. Son capaces de producir exotoxinas que matan a las células huésped solo cuando las concentraciones de hierro son bajas. De esta manera, las bacterias pueden acceder al hierro que estaba en esas células.

Staphylococcus aureus, por otro lado, produce adhesinas de superficie que se unen a proteínas de la matriz extracelular y polisacáridos que rodean el tejido de la célula huésped, incluyendo fibronectina, colágeno, laminina, ácido hialurónico y elastina. S. aureus Las proteasas y la hialuronidasa luego disuelven estos componentes de la matriz extracelular proporcionando alimento para las bacterias y permitiendo que las bacterias se propaguen.


Control biológico poscosecha del moho azul de la manzana mediante Pseudomonas fluorescens durante el almacenamiento comercial y posibles modos de acción

Tres P. fluorescens aislamientos inhibidos P. expansum in vitro y en vivo.

Volátiles de P. fluorescens los aislamientos inhibieron completamente la germinación de las esporas.

Dos P. fluorescens los aislados mostraron potencial para la síntesis de fenazina.

Tres P. fluorescens aísla hifas de hongos colonizadas in vitro y en heridas de manzana.


La hidratación celular como factor principal en la carcinogénesis: un concepto unificador

El artículo analiza el concepto unificador de que la hidratación celular es el factor principal en el mecanismo de carcinogénesis. El concepto incluye las siguientes hipótesis: (1) El aumento de la hidratación celular causa cáncer no solo al promover la división celular y la expresión de oncogenes, sino también al inactivar genes que inducen la diferenciación celular y al prevenir la apoptosis. Por el contrario, los factores que reducen la hidratación celular previenen el cáncer al inhibir la división celular y la expresión de oncogenes, al tiempo que activan genes que inducen la diferenciación celular y promueven la apoptosis. La capacidad única de la hidratación celular para tener estos efectos opuestos sobre el comportamiento celular y la expresión génica puede explicar su papel postulado como factor principal tanto en la promoción como en la prevención del cáncer. (2) Un aumento progresivo de la hidratación celular, inducido por mutaciones sucesivas y / o cambios epigenéticos, es el mecanismo básico de la carcinogénesis en múltiples etapas, aumentando el grado de malignidad con el grado de hidratación celular. (3) El aumento de la hidratación de las células cancerosas acelera su frecuencia respiratoria, lo que mejora su capacidad para competir por los nutrientes con sus contrapartes normales. Este efecto puede desempeñar un papel importante en la promoción del crecimiento tumoral y en el mecanismo postulado de carcinogénesis de múltiples pasos. (4) También se propone una mayor hidratación celular como una explicación alternativa o adicional del efecto carcinogenético de los agentes inflamatorios y de las hormonas. Una revisión de la literatura proporciona evidencia consistente con estas hipótesis, pero se incluyen sugerencias para futuras investigaciones para probar su validez y sus implicaciones. Desde una perspectiva clínica, el contenido de agua anormalmente alto de las células cancerosas permite el uso de tecnología de microondas para la detección y el tratamiento de tumores. También tiene una importancia terapéutica considerable el aumento de la sensibilidad de las células cancerosas a la desecación, que se postula como resultado de cambios genéticos inducidos por una mayor hidratación. Este bien puede ser el talón de Aquiles del cáncer, y las investigaciones recientes indican que puede ser explotado de manera muy eficaz en el tratamiento de la enfermedad. En conclusión, sugiero que la necesidad de que los estudios sobre la biología molecular del cáncer se complementen con más información sobre los efectos ambientales sobre la expresión génica y sobre los factores bioquímicos y fisiológicos que median los efectos genéticos a nivel celular. Este enfoque también podría usarse para evaluar la validez del papel postulado de la hidratación celular como un factor de particular importancia.


Preparación de figuras, esquemas y tablas

  • El archivo para figuras y esquemas debe proporcionarse durante el envío en un solo archivo zip y con una resolución suficientemente alta (mínimo 1000 píxeles de ancho / alto, o una resolución de 300 ppp o superior). Se aceptan formatos comunes, sin embargo, se prefieren TIFF, JPEG, EPS y PDF.
  • Nutrientes Puede publicar archivos multimedia en artículos o como material complementario. Comuníquese con la oficina editorial para obtener más información.
  • Todas las Figuras, Esquemas y Tablas deben insertarse en el texto principal cerca de su primera cita y deben estar numeradas siguiendo su número de aparición (Figura 1, Esquema I, Figura 2, Esquema II, Tabla 1, etc.).
  • Todas las figuras, esquemas y tablas deben tener un título y una leyenda explicativos breves.
  • Todas las columnas de la tabla deben tener un encabezado explicativo. Para facilitar la edición de copias de tablas más grandes, se pueden utilizar fuentes más pequeñas, pero no menos de 8 pt. en tamaño. Los autores deben usar la opción Tabla de Microsoft Word para crear tablas.
  • Se anima a los autores a preparar figuras y esquemas en color (RGB a 8 bits por canal). No hay ningún costo adicional por publicar gráficos a todo color.

Relaciones de las plantas con otros organismos.

Si bien las plantas tienen fácil acceso al carbono (dióxido de carbono) y al agua (excepto en climas secos o durante la sequía), deben extraer minerales e iones del suelo. A menudo, el nitrógeno es más limitante para el crecimiento de las plantas, mientras que comprende aproximadamente el 80% de la atmósfera, el nitrógeno gaseoso es químicamente estable y no está disponible biológicamente para las plantas. Muchas plantas han desarrollado relaciones mutualistas con microorganismos, como especies específicas de bacterias y hongos, para mejorar su capacidad de adquirir nitrógeno y otros nutrientes del suelo. Esta relación mejora la nutrición tanto de la planta como del microbio.

Aunque la atmósfera es 80% de nitrógeno, el nitrógeno en su forma gaseosa no está disponible para la mayoría de los organismos. Solo unas pocas especies de bacterias son capaces de "fijar" el nitrógeno, y todo el nitrógeno biológicamente disponible proviene de las actividades de estas bacterias. Las plantas pueden utilizar el nitrógeno de las bacterias fijadoras de nitrógeno o del nitrógeno liberado por descomponedores como los hongos. Por Cicle_del_nitrogen_de.svg: * Cicle_del_nitrogen_ca.svg: Johann Dréo (Usuario: Nojhan), traducción de Joanjoc d'après Imagen: Cycle azote fr.svg.trabajo derivado: Burkhard (charla) Nitrogen_Cycle.jpg: Agencia de Protección Ambiental trabajo derivado: Raeky ( hablar) - Cicle_del_nitrogen_de.svgNitrogen_Cycle.jpg, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=7905386


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Modificaciones dietéticas para prevenir enfermedades crónicas.

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Nutrición Alimentaria

Evaluar una agencia gubernamental involucrada en la regulación de alimentos (por ejemplo, USDA). Indique claramente la agencia que seleccionó como tema y complete un ensayo de 300 a 400 palabras sobre esa agencia. Incluya los siguientes subtítulos: 1. Alimentos que la agencia regula o inspecciona 2. Otras responsabilidades llevadas a cabo por la agencia 3. Cómo la regulación

Hiponatremia / Beber demasiada agua

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Diabetes mellitus tipo II

Mini estudio de caso: la diabetes de Donna Durante los últimos 2 o 3 años, Donna siempre ha tenido niveles de azúcar en sangre en ayunas en el rango de 100-120 mg / dL. Sin embargo, cuando se presenta en su clínica, su nivel de azúcar en sangre en ayunas es 137 y su hemoglobina A1c es del 8,3%. Donna tiene 58 años, no tiene antecedentes de diabetes, mide 5'4 & quot y nosotros

Atención preventiva a la población anciana

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Calcio, espinillas y dieta amp

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Atletas de calcio y amperios

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Propósito de los suplementos de aminoácidos no esenciales

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¿Cómo anticipa que la nueva etiqueta de alimentos afectará las elecciones de alimentos de los consumidores? ¿Cómo interpretarán los consumidores la etiqueta? ¿Qué pasos, si los hay, se necesitarán para mejorar la comprensión? Si se le diera el poder de tomar decisiones, ¿cuáles de estas propuestas apoyaría y por qué o por qué no? Esto no es para nada calificado. Ellos nosotros

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Atletas y consumo de grasa

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Carbohidratos simples o complejos después de un entrenamiento de resistencia

Si uno hace ejercicio durante al menos 3 horas seguidas seguidas y necesita repostar porque su energía se está agotando durante su actividad, ¿le recomendaría consumir carbohidratos simples y / o complejos? Si son complejos, ¿cuáles recomendarías para que no tengan problemas intestinales?

Fructosa y náuseas durante el ejercicio

La siguiente pregunta se centra en un sacárido específico. Hay deportistas que no pueden consumir jugos durante el ejercicio ya que les provoca fuertes calambres intestinales, ¿esto se debe a la fructosa u otro factor?

Proteínas y aminoácidos: la importancia de los suplementos

Proporcione una lista de fuentes de proteínas de alta calidad para el desayuno, el almuerzo, la cena y los refrigerios para su caso del atleta corredor de larga distancia. Describe por qué se consideran proteínas de alta calidad. ¿Qué papel juega la proteína en la capacidad de su atleta para prepararse o recuperarse de entrenamientos y / o competencias? Hay investigacion

Necesidades de gordo y atleta

¿Cuáles son las recomendaciones generales con respecto a la ingesta de grasa y colesterol en la dieta para mis atletas que practican el mismo o similar tipo de deporte que el atleta de su caso de estudio (como porcentaje de sus calorías totales)? ¿Qué papel juega la grasa dietética en el rendimiento de su atleta? Es posible que deba considerar las diferencias entre aeróbicos y


Competencia como regulador

Cuando dos organismos o poblaciones compiten entre sí, ya sea directa o indirectamente, se puede esperar uno de varios resultados. En casos extremos, una población (o individuo) compite con la otra y el organismo "perdedor" se extingue del área. Sin embargo, si el evento de la competencia se extiende en el tiempo y el animal perdedor tiene tiempo para responder y recuperarse, puede reubicarse en otra área geográfica (emigrar). Si el organismo perdedor no es desplazado, puede cambiar su comportamiento o requisitos para utilizar diferentes recursos de modo que ya no compita con su oponente.
La competencia intraespecífica puede servir como regulador del tamaño de la población. Si una fuente particular de presa o un hábitat abiótico no está disponible, la competencia por las que sí lo son será fuerte. Si los requisitos son lo suficientemente escasos, esto hará que la población se mantenga estable o disminuya. Si los recursos están fácilmente disponibles, la competencia será baja y la población puede aumentar.


Interacciones planta-animal

III.A.2. Beneficios para las plantas: ¿qué motiva a las hormigas?

Las hormigas pueden beneficiar a las plantas de tres formas. Primero, pueden patrullar la planta y desalentar o repeler a los posibles herbívoros. También podan las plantas vecinas, lo que reduce la competencia de las plantas por su huésped. Finalmente, algunas hormigas alimentan a su planta huésped (mirmecotrofia).

Se ha observado con frecuencia que las hormigas matan y eliminan insectos herbívoros, y numerosos experimentos demuestran la eficacia de esta defensa. Por ejemplo, Fonseca observó cuatro veces más herbívoros en Tachigali myrmecophila plantas de las que sacó Pseudomyrmex concolor hormigas como en plantas con colonias de hormigas intactas. Además, la tasa diaria de herbivoría fue aproximadamente 10 veces menor cuando las hormigas estaban presentes, lo que dio como resultado que las plantas experimentales sin hormigas exhibieran aproximadamente el doble de daño acumulado por herbívoros durante el experimento de 18 meses. La longevidad de las hojas también fue sustancialmente mayor en plantas con hormigas. Es interesante notar que estas hormigas no se comen a los herbívoros que matan. En cambio, se alimentan exclusivamente de insectos catenococcid que tienden dentro del domatium, que es el raquis hueco de la hoja compuesta.

Las hormigas también son disuasorias eficaces de la herbivoría de los mamíferos. Por ejemplo, el mirmecófito africano Acacia drepanolobium, posee dos tipos de espinas. Las espinas hinchadas son domatia en las que Crematogaster las hormigas viven y crían sus crías. Stapley ha demostrado que las espinas no hinchadas ralentizan el daño de las plantas al ramonear a los mamíferos, pero que los exploradores pueden compensarlo alimentándose por más tiempo. Las hormigas eran defensas mucho más efectivas. Cuando un mamífero ramoneador se encontraba y era picado por hormigas, dejaba de alimentarse inmediatamente y no se le podía inducir a alimentarse más de ese árbol.

Un segundo beneficio que pueden proporcionar las hormigas patrulleras es la competencia con las plantas vecinas. Las hormigas podarán las enredaderas (lianas) y las ramas de los árboles vecinos, evitando de forma eficaz que el árbol anfitrión crezca demasiado. El resultado de esta vigilancia es que el árbol huésped ocupa un cilindro de espacio dramáticamente abierto en medio de copas de árboles densamente pobladas. Aunque tal poda de vecinos beneficia claramente al árbol huésped, también beneficia a la colonia de hormigas al reducir el número de direcciones desde las cuales puede ser atacado por hormigas competidoras o depredadoras.

En determinadas circunstancias, las hormigas pueden dañar a su propio anfitrión al podarlo en lugar de a sus vecinas. Por ejemplo, Stanton y sus colegas descubrieron una situación en la que Nigriceps Crematogaster poda tan severamente su árbol anfitrión, Acacia drepanolobium, que el árbol no puede florecer y está esterilizado. En el hábitat estudiado, cuatro especies de hormigas compiten fuertemente por hospederos, y C. nigriceps le va mal en los conflictos violentos sobre el espacio para anidar. En lugar de podar los árboles vecinos, C. nigriceps poda su propio árbol, aparentemente porque no puede podar árboles vecinos ocupados por hormigas competitivamente dominantes. De hecho, la observación cuidadosa de un gran número de árboles ocupados por C. nigriceps reveló que estos árboles siempre se podan de tal manera que se evite el contacto del dosel con árboles adyacentes ocupados por colonias de hormigas en competencia. La poda del dosel de su propio árbol parece ser una respuesta defensiva de un C. nigriceps colonia a competir con hormigas dominantes que le impiden podar sus árboles.


Acerca del libro

Descripción

Advances in Physiological Sciences, Volumen 12: Nutrición, Digestión, Metabolismo cubre las actas del 28º Congreso Internacional de Ciencias Fisiológicas, celebrado en Budapest en 1980, que se centra principalmente en la nutrición, la digestión y el metabolismo humanos. Esta recopilación se divide en ocho partes. En primer lugar, este texto ofrece una introducción a las vitaminas y los oligoelementos, incluido su papel, efectos e influencias en los procesos biológicos humanos. A continuación, este libro explica el papel de los nucleótidos cíclicos en el acoplamiento entre el estímulo y la secreción de las glándulas exocrinas y los componentes fisiológicos de la barrera de la mucosa gástrica, junto con su papel en la defensa de la mucosa. También se abordan la motilidad en el control de los polipéptidos intestinales del vaciado gástrico y los nervios peptidérgicos y los cambios moleculares durante los procesos metabólicos de las hormonas peptídicas gastrointestinales. Este texto también presenta los factores involucrados en el mecanismo integrado de absorción intestinal. Este libro concluye explicando el metabolismo de las lipoproteínas, las apolipoproteínas y los componentes lipídicos. Esta publicación será invaluable para aquellos en el campo de las ciencias fisiológicas interesados ​​específicamente en estudiar la nutrición, la digestión y el metabolismo humanos.

Advances in Physiological Sciences, Volumen 12: Nutrición, Digestión, Metabolismo cubre las actas del 28º Congreso Internacional de Ciencias Fisiológicas, celebrado en Budapest en 1980, que se centra principalmente en la nutrición, la digestión y el metabolismo humanos. Esta recopilación se divide en ocho partes. En primer lugar, este texto ofrece una introducción a las vitaminas y los oligoelementos, incluido su papel, efectos e influencias en los procesos biológicos humanos. A continuación, este libro explica el papel de los nucleótidos cíclicos en el acoplamiento entre el estímulo y la secreción de las glándulas exocrinas y los componentes fisiológicos de la barrera de la mucosa gástrica, junto con su papel en la defensa de la mucosa. También se abordan la motilidad en el control de los polipéptidos intestinales del vaciado gástrico y los nervios peptidérgicos y los cambios moleculares durante los procesos metabólicos de las hormonas peptídicas gastrointestinales. Este texto también presenta los factores involucrados en el mecanismo integrado de absorción intestinal. Este libro concluye explicando el metabolismo de las lipoproteínas, las apolipoproteínas y los componentes lipídicos. Esta publicación será invaluable para aquellos en el campo de las ciencias fisiológicas interesados ​​específicamente en estudiar la nutrición, la digestión y el metabolismo humanos.


5.4: La capacidad de competir por los nutrientes - Biología

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