¿Qué es la homeostasis bacteriana?

La homeostasis se refiere a los procesos de autorregulación que utilizan los organismos vivos para mantener su estabilidad interna, garantizando así su supervivencia. Las bacterias también pueden autorregularse, ajustándose a las cambiantes condiciones ambientales que las rodean. Los principales procesos homeostáticos que garantizan la supervivencia de las bacterias incluyen la homeostasis del hierro y los metales, la homeostasis del pH y la homeostasis de los lípidos de membrana.

El hierro es vital para la mayoría de las bacterias, pero en grandes cantidades puede ser tóxico. Las bacterias pueden lograr la homeostasis del hierro incluso en entornos con bajas cantidades de este elemento. En esta situación, algunas bacterias utilizan proteínas especializadas, que maximizan la absorción de hierro. Las bacterias patógenas que viven en la sangre humana pueden mantener su homeostasis del hierro utilizando la hemoglobina del huésped u otros complejos de hierro. Las bacterias también tienen proteínas, como la ferritina, que utilizaban para almacenar hierro como reserva intracelular. Cuando se encuentran en ambientes con niveles tóxicos de hierro, las bacterias usan sus proteínas de desintoxicación de hierro (Dps), que protegen su cromosoma del daño.

Además del hierro, las bacterias pueden detectar los niveles externos de otros elementos, como plomo, cadmio y mercurio. Los sensores de metales son proteínas complejas que se encuentran en algunas bacterias, que pueden detectar y regular los niveles internos tanto de metales pesados ​​tóxicos como de iones metálicos beneficiosos. El patógeno humano Mycobacterium tuberculosis y el Streptomyces coelicolor que habita en el suelo tienen más de diez sensores metálicos.

El nivel de acidez de una sustancia se mide a través de su pH. Aunque la mayoría de las especies de bacterias requieren niveles de pH externos cercanos a neutro o 7, las bacterias llamadas extremófilas pueden vivir en entornos con valores de pH inferiores a 3, ácidos, superiores a 11 o alcalinos. Las bacterias tienen mecanismos para detectar cambios externos en el pH. La compleja homeostasis del pH de la mayoría de las bacterias les permite tolerar valores de pH externos que son diferentes a sus niveles internos de acidez.

La membrana de las bacterias contiene diferentes tipos de proteínas y lípidos. Las bacterias pueden ajustar la composición lipídica de sus membranas, alterando así su permeabilidad. La capacidad de las bacterias para controlar la constitución de lípidos de sus membranas se denomina homeostasis de lípidos de membrana y les permite sobrevivir en una gran variedad de entornos.