Fundamentos de MicrobiologíaTema 6: Crecimiento microbiano

Crecimiento celular

Se suele definir el crecimiento, a nivel individual, como el incremento ordenado de todos sus componentes, lo cual implica un aumento de la masa celular que eventualmente conduce a la multiplicación celular. En organismos unicelulares que se dividen por fisión o por gemación, a nivel poblacional, lo que ocurre es un aumento en el número de células.

Ello implica tener que:

● Llevar a cabo reacciones catabólicas para producir energía y poder reductor● Llevar a cabo reacciones anabólicas para producir nuevas moléculas● Llevar a cabo reacciones de polimerización de los monómeros, que se ensamblan formando

las nuevas estructuras celularesA la hora de dividirse, la mayoría de células lo hacen por fisión binaria. El tiempo necesario para la duplicación se acuña como tiempo de generación, en el que todos los constituyentes celulares se han duplicado.

6.1 Métodos para medir el crecimiento de poblaciones:

Determinación de masa bacteriana (no permiten distinguir entre vivas y muertas)

● Métodos indirectos○ Determinación de Nitrógeno (Kjedahl)○ Proteínas totales (Lowry, Bradfor)○ Medida del metabolismo (CO2, O2, ácidos)

● Métodos directos○ Peso seco en crisol (1mg = 1010 células)○ Espectrofotometría○ Nefelometría○ Métodos turbidimétricos (muy utilizados en hospitales, rápidos)

■ Observación directa de la turbidez■ Comparación con escalas prefabricadas

Recuento del número de individuos

● Métodos directos○ Cámaras de recuento (Petroff-Hausser): Portaobjetos tipo rejilla con surcos de cierta

profundidad. A partir del volumen de la cámara y la dilución que se efectuó, se puede calcular el nº de microorganismos haciendo un recuento en cada una de las celdas (se pueden contar todos o hacer una media de unos pocos), multiplicando

Este método contiene una serie de limitaciones. Sin técnicas especiales de tinción, no permite distinguir entre células muertas y vivas (hay ciertos colorantes de unión a DNA que solo se ligan si la bacteria está lisada), no suele ser adecuado para suspensiones de baja densidad celular, y es necesario inmovilizar las células móviles.

● Métodos Indirectos○ Método de recuento en placa mediante diluciones decimales o seriadas

� Siembra por extensión

� Siembra por vertido

En los dos métodos de siembra es importante que el número de colonias que aparezca en las placas no sea demasiado grande ni demasiado pequeño, dado que en placas muy cargadas las colonias se pueden fusionar, y en placas poco cargadas la estimación estadística no será correcta (el número de colonias ha de oscilar entre 30 y 300).Para obtener el número apropiado de colonias (se desconoce el número de

células viables de antemano) se realizan diluciones decimales

○ Método de recuento en filtros de membrana (para suspensiones muy diluidas): Se utiliza un filtro de membrana con poros suficientemente pequeños, después se coloca sobre un medio con agar, y se incuba hasta que cada célula forme una colonia individual

6.2 Modelo de crecimiento bacterianoEl crecimiento de un cultivo bacteriano en un medio adecuado, sin limitación de nutrientes, y sin productos tóxicos (de desecho) se incrementa proporcionalmente a un mismo factor (mu) en el tiempo.

La representación de los datos de crecimiento puede ser aritmética o semilogarítmica.

Cálculo de la constante de crecimiento a partir del tiempo de generación

Una célula, tras n-divisiones, originará 2n células, por tanto N=1x2n

N0 células, tras n-divisiones, originarán N células, por tanto N=N0·2n

n=log(N) - log(N0)/log(2)

Sabemos que g (tiempo de generación) se da cuando N=2N0

logN/N0 = μ(g) → log2N0/N0=μ·gμ=log2/g

Tipos de crecimiento balanceado

No restringidoEn condiciones ideales, la velocidad μ de crecimiento se mantiene indefinidamente de forma

máxima

μ=μmáx

En la práctica, sólo se pueden matener en cortos intervalos de tiempo, debido a la falta de nutrientes y acumulación de sustancias de desecho.

RestringidoSi uno de los nutrientes del medio (S) es limitante μ no es máxima (se mantiene por debajo).

Ni carbono ni nitrógeno suelen estar totalmente ausentes

μ sólo depende de características genéticas de la bacteria