Fisiología bacteriana

José Miguel Amaro S.Profesor Asistente

Metabolismo bacteriano

3 funciones específicas

• Obtener energía química del entorno, almacenarla, parautilizar luego en diferentes funciones celulares.

• Convertir los nutrientes exógenos en unidades precursoras delos componentes macromoleculares de la célula bacteriana.

• Formar y Degradar moléculas necesarias para funcionescelulares específicas (movilidad, captación de nutrientes, etc.)

Metabolismo bacteriano

Por tanto es posible agrupar a las bacterias de acuerdo a varios

criterios fisiológicos…

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Fuente de carbono y nitrógeno

Heterotróficas:

• Requieren como fuente de carbono compuestos orgánicos (o compuestos nitrogenados)

• No pueden fijar el CO2 ni el N2 atmosférico.

• La mayor parte de las bacterias patógenas son heterotróficas.

Autotróficas:

• Pueden fijar el CO2 y/o el N2 de la atmósfera

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Grupos nutricionales

Tipo Fuente de energía

Dador de electrones y protones

Ejemplos

Fotolitotróficas Luz Compuestos inorgánicos (CO2)

Algas y cianobacterias

Fotoorganotróficas Luz Compuestos Orgánicos

Algas y bacterias fotosintéticas

Quimiolitotróficas Química Compuesto inorgánicos:

(H2, NH3, NO2,H2S, CO2)

Pocas bacterias

Quimioorganotróficas Química Compuesto orgánicos:

glucosa

La mayoría de bacterias

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Aceptor final de electrones y protones

Respiradores

• Aquellas bacterias que poseen una cadena respiratoria en la membrana plasmática.

• Esta cadena genera el gradiente de protones que finalmente se utilizará para la síntesis de ATP, fosforilación oxidativa.

• La respiración puede ser aeróbica o anaeróbica, dependiendo si el aceptor final de electrones es el oxígeno u otro compuesto diferente, respectivamente.

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Aceptor final de electrones y protones

Fermentadores

• La acción de las bacterias sobre los azúcares, almidón u otro hidrato de carbono se manifiesta por la producción de ácidos, acompañada o no de la producción de gas (CO2, H2)…Fermentación.

• Entre los ácidos orgánicos producidos está el ácido láctico, cítrico, butírico.

• La capacidad para fermentar un azúcar específico es un rasgo generalmente utilizado en la identificación microbiológica.

• La fermentación es un proceso que no requiere oxígeno y que genera ATP principalmente por fosforilación a nivel de sustrato.

• En este proceso no interviene la cadena respiratoria, y además, el aceptor de electrones y protones es un compuesto orgánico interno del metabolismo celular y no externo como en el caso de la respiración.10:13

Nutrición

De acuerdo a los requerimientos nutritivos, las bacterias se dividen en:

• Poco exigentes: Cuando crecen en medio corrientes.

• Exigentes o Fastidiosas: Cuando necesitan sustancias más complejas para su desarrollo (factores de crecimiento, como vitaminas, aminoácidos, etc.)

Ej: genero Haemophilus

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Requerimientos de Oxígeno

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Requerimientos Temperatura

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A. Acidófilos

B. Neutrófilos

C. Alcalófilos

Requerimientos pH

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Curva de crecimiento bacteriano

* Cultivo puro de bacterias en un medio líquido10:13

Medios de cultivo

Importancia

• Identificación de microorganismos: observar su crecimiento en sustancias nutritivas preparadas en el laboratorio.

• El material en el que crecen los microorganismos es el Medio de Cultivo y el crecimiento de los microorganismos es el Cultivo.

• Condiciones mínimas:

– Temperatura

– Humedad

– Presión de oxígeno

– pH

Preparación

• Para preparar:

- a partir de sus componentes

- a partir de productos en polvo deshidratados comerciales

- medios listos para su uso

Agentes Gelificantes o solidificantes

AGAR

• Polisacárido natural de peso molecular elevado

• Producido por algas marinas (Gracilaria y Gelidium).

• Empleado para la preparación de medios de cultivo.

• Se licua completamente a la temperatura del agua hirviendo y se solidifica al enfriarse a 40°C.

• No tiene efecto sobre el crecimiento de las bacterias y no es atacado por aquellas que crecen en él (existen excepciones).

GELATINA

• proteína (hidrólisis de colágeno)

• Se disuelve solo en agua hirviendo

• Transparente

• Reemplaza a agar

Clasificación medios de cultivo

Según características FISICAS

Sólidos• Contienen un agente solidificante entre sus

componentes (1,2-1,9 % de agar).

• Se preparan en placas de Petri o en tubos principalmente tendidos.

Semisólidos• Contiene menor cantidad de solidificante.

(0,2-0,35 % de agar).

Líquidos• No contiene solidificante.

• Se denominan caldos y se preparan en tubos o matraz

Clasificación medios de cultivo

Según características FUNCIONALES

Medios simples o básicos• Pobres nutricionalmente, se desarrollan bacterias

poco exigentes y constituyen la base para otros medios.

Ej.: Caldo peptonado, Agar tripticasa.

Medios de enriquecimiento• Son medios complejos (normalmente) con aditivos

adicionales para favorecer el crecimiento de determinados microorganismos (particularmente

heterótrofos exigentes).

Ej: adicción de sangre o suero.

Clasificación medios de cultivo

Según características FUNCIONALES

Medios selectivos• Favorecen por su diseño el crecimiento específico

de un microorganismo particular (o grupo de microorganismos).

• De gran utilidad para el aislamiento de microorganismos a partir de una población microbiana mixta.

Medios diferenciales• Facilitan la discriminación de microorganismos de

una mezcla por sus propiedades diferenciales de crecimiento en dichos medios.

• Ejemplo: Agar sangre diferencia hemolíticos de no hemolíticos; Mac Conkey diferencia lactosa (+) de lactosa (-).

Medios más usados

Infusión Cerebro Corazón

• Medio líquido adecuado para el enriquecimiento y cultivo de bacterias aerobias y anaerobias.• Muy rico en nutrientes• Caldo son muy apropiados para los hemocultivos.

• Medio para propósitos generales (aislamiento y cultivo).

• Cultivo de microorganismos aerobios y anaerobios nutricionalmente exigentes a partir de una gran variedad de muestras,

• Es posible detectar hemolisis.

Agar Sangre

• Para aislamiento de bacilos gram negativos de fácil desarrollo, aerobios y anaerobios facultativos.

• Medio diferencial para m.o. que utilizan o no la lactosa

Lactosa (+ o -)

• Todas las especies de la familia Enterobacteriaceae se desarrollan en este medio.

Agar Mac Conkey

• Para el aislamiento de Salmonella spp. y de algunas especies deShigella spp. a partir de heces, alimentos y otros materiales en los cuales se sospeche su presencia.

Agar Salmonella Shigella S-S

A. Klebsiella pneumoniaeB. Escherichia coliC: Salmonella sp.D: Proteus mirabilisE: Pseudomonasaeruginosa

• Lleva como base agar nutritivo y se agrega sangre desfibrinada a una temperatura de aprox. 80° C.

• Esta temperatura permite la liberación de hemina y NAD, necesarios para el desarrollo de ciertos organismos

Agar Chocolate

Fundamento

• Utilizado para la realización de Antibiograma en medio sólido,.

Agar Mueller Hinton

Medios de transporte

Medio de Transporte Stuart

• Medio para recolección, transporte y preservación de muestras clínicas aptas para exámenes bacteriológicos.

• Permite mantener la viabilidad de los microorganismos presentes en la muestra sin que exista un crecimiento significativo.

• Es recomendado para exudados faríngeos, vaginales y muestras de heridas.

Medio de Transporte Amies

• Medio semisolido, no nutritivo.

• Útil para bacterias fastidiosas.

• El buffer fosfato provee un ambiente reducido.

• En este medio un fosfato inorgánico del buffer ha sustituido al glicerolfosfato.

Medio de Transporte Cary Blair

• Contiene una baja cantidad de nutrientes y buffer fosfato.

• Se inhibe el sobrecrecimiento de E.coli y Klebsiella.

• Posee un bajo potencial redox que permite una mejor viabilidad de algunas bacterias.