Microbiología

Sección: LQ-01.

Profesor: Integrantes:

Lic. Alfredo Barceló

El Tigre, Noviembre 2012.

INTRODUCCIÓN.-

PNF. - LICENCIATURA EN QUÍMICA EL TIGRE EDO ANZOÁTEGUI

Becerra Mariel C.I.: 13.753.515Domínguez Angélica C.I: 14.132.613Domínguez Luisa C.I: 10.938.590García Julio C.I.E: 80.337.538Patete Elimar C.I.:18.679058Rivero Yerika C.I.: 19.142935 Spósito Odette C.I.: 20.737.563

Instituto Universitario de Tecnología“José Antonio Anzoátegui”

La bacteriología es una rama de la microbiología (que es una rama de la biología

dedicada a estudiar los organismos que son sólo visibles a través del microscopio:

organismos procariotas y eucariotas simples los microorganismos, también conocidos como

microbios). Encargada del Estudio de las bacterias y enfermedades que éstas provocan.

Queda incluida la cadena epidemiológica (reservorio, mecanismos de transmisión,

inmunidad, factores que hacen que existan más o menos defensas contra ellas).

Las bacterias son seres microscópicos estudiadas mediante microscopios ópticos en

preparaciones teñidas o sin teñir (en fresco) para estudiar su estructura o morfología, pero

para estudiar su estructura interna se necesita un microscopio electrónico.

La bacteriología se clasifica en Bacteriología General, Bacteriología Agrícola,

Bacteriología Alimenticia, Bacteriología Farmacéutica y Bacteriología Médica.

Se inicia desde que el naturalista holandés Antoni van Leeuwenhoek las describió

por primera vez, con ayuda de su microscopio, aunque más formalmente la bacteriología

comenzó a desarrollarse después de casi 200 años de investigaciones por parte de químicos

y biólogos como Louis Pasteur quién describió el origen bacteriano de los procesos de

fermentación y de muchas enfermedades infecciosas. También inició el conocimiento

científico de la inmunidad frente a las bacterias.

El objetivo de la siguiente investigación es dar a conocer todo lo referente a las

bacterias y la esta ciencia incluyendo la estructuras, metabolismo, clasificación y tipos de

bacterias, cultivos, medios de cultivos, su preparación, factores de crecimiento entre otros

aspectos.

BACTERIOLOGÍA.-

Parte de la microbiología que estudia las bacterias

Historia de la Bacteriología.-

Anton van Leeuwenhoek, la primera persona que observó una bacteria a través de

unmicroscopio.

La existencia de microorganismos fue conjeturada a finales de la Edad Media. En

el Canon de medicina (1020), Abū Alī ibn Sīnā (Avicenna) planteaba que las secreciones

corporales estaban contaminadas por multitud de cuerpos extraños infecciosos antes de que

una persona cayera enferma, pero no llegó a identificar a estos cuerpos como la primera

causa de las enfermedades. Cuando la peste negra (peste bubónica) alcanzó al-Ándalus en

el siglo XIV, Ibn Khatima e Ibn al-Jatib escribieron que las enfermedades infecciosas eran

causadas por entidades contagiosas que penetraban en el cuerpo humano.8 9 Estas ideas

sobre el contagio como causa de algunas enfermedades se volvió muy popular durante

el Renacimiento, sobre todo a través de los escritos de Girolamo Fracastoro.

Las primeras bacterias fueron observadas por Anton van Leeuwenhoek en 1683 usando

un microscopio de lente simple diseñado por él mismo.11 Inicialmente las

denominó animalículos y publicó sus observaciones en una serie de cartas que envió a

la Royal Society.12 13 14 El nombre de bacteria fue introducido más tarde, en 1828,

por Ehrenberg. Deriva del griego βακτήριον -α, bacterion -a, que significa bastón

pequeño.15 Enfermos de cólera.

Louis Pasteur demostró en 1859 que los procesos de fermentación eran causados por el

crecimiento de microorganismos, y que dicho crecimiento no era debido a la generación

espontánea, como se suponía hasta entonces. (Ni las levaduras, ni los mohos, ni los hongos,

organismos normalmente asociados a estos procesos de fermentación, son bacterias).

Pasteur, al igual que su contemporáneo y colega Robert Koch, fue uno de los primeros

defensores de la teoría germinal de las enfermedades infecciosas.16 Robert Koch fue

pionero en la microbiología médica, trabajando con diferentes enfermedades infecciosas,

como el cólera, el ántrax y la tuberculosis. Koch logró probar la teoría germinal de las

enfermedades infecciosas tras sus investigaciones en tuberculosis, siendo por ello

galardonado con el premio Nobel en Medicina y Fisiología, en el año 1905.17 Estableció lo

que se ha denominado desde entonces los postulados de Koch, mediante los cuales se

estandarizaban una serie de criterios experimentales para demostrar si un organismo era o

no el causante de una determinada enfermedad.

Bacterias.-

Las bacterias son microorganismos unicelulares que presentan un tamaño de unos

pocos micrómetros (entre 0,5 y 5 μm, por lo general) y diversas formas incluyendo esferas

(cocos), barras (bacilos) y hélices (espirilos). Las bacterias son procariotas y, por lo tanto, a

diferencia de las células eucariotas (de animales, plantas, hongos, etc.), no tienen

el núcleo definido ni presentan, en general, orgánulos membranosos internos. Generalmente

poseen una pared celular compuesta de peptidoglicano. Muchas bacterias disponen

de flagelos o de otros sistemas de desplazamiento y son móviles. Del estudio de las

bacterias se encarga la bacteriología, una rama de la microbiología.

Las bacterias son los organismos más abundantes del planeta. Son ubicuas, se

encuentran en todos los hábitats terrestres y acuáticos; crecen hasta en los más extremos

como en los manantiales de aguas calientes y ácidas, en desechos radioactivos,1 en las

profundidades tanto del mar como de la corteza terrestre. Algunas bacterias pueden incluso

sobrevivir en las condiciones extremas del espacio exterior. Se estima que se pueden

encontrar en torno a 40 millones de células bacterianas en un gramo de tierra y un millón de

células bacterianas en un mililitro de agua dulce. En total, se calcula que hay

aproximadamente 5×1030 bacterias en el mundo.

Estructura Bacteriana,-

Las bacterias pertenecen al reino Procaryotae. Son elementos unicelulares sin un

núcleo verdadero. Su tamaño aproximado es de 1-3 micras. A los elementos bacterianos los

podemos dividir en:

Elementos obligados:

Pared bacteriana.

Membrana citoplasmática.

Citoplasma.

Ribosomas.

Nucloide (Nucleoide) o cromosoma bacteriano.

Elementos facultativos:

Capsula.

Flagelos.

Fimbrias o pili.

Esporo.

Glicocalix.

Plasmidos.

Transposones.

Pared celular.-

Se pone de manifiesto con la tinción de Gram: Tinción desarrollada por Hans

Christian Gram (1853-1938). Permite dividir a las bacterias en dos grandes grupos:

1. Grampositivos y Gramnegativos.

Es una estructura compleja y fundamental para la bacteria formada

porpeptidoglicanos (mureína o glucopeptido), cuyos componentes básicos son:

El N-acetilglucosamina (NAG)

El N-acetilmurámico (NAM).

Un tetrapeptido:

Compuesto por aminoacidos que se alternan en sus configuraciones L y D. De estos

aminoacidos, el D-glutamato, D-alanina y el acido mesodiaminopimelico no se

encuentran en otra proteína conocida.

El peptidoglicano representa el 5-20 % de la composición de la pared de las

bacterias Gramnegativas y el 90 % en las Grampositivas.

Componentes del Peptidoglicano.- 

Su espesor varía según se trate de bacterias grampositivas o gramnegativas:

En las bacterias grampositivas es una capa sólida de 50-100 moléculas de

peptidoglicanos.

En las bacterias gramnegativas tiene un espesor de solo una o dos moléculas.

Por su rigidez le da su forma peculiar a la bacteria. 

La protege de los cambios de la presión osmótica del medio que la rodea. 

Es el lugar donde se localizan numerosos determinantes antigénicos que permiten

diferenciar a las bacterias entre sí. 

La endotoxina de algunos grupos también se encuentra aquí. 

La pared celular se constituye (se "fabrica") mediante una serie de etapas

enzimáticas en las que participan al menos 30 enzimas. 

Es el sustrato donde actúan antimicrobianos como los beta-lactámicos.

Participa en la división celular.

Membrana citoplasmática.-

Está formada por fosfolípidos y proteínas, y a diferencia de las eucariotas, no contiene

esteroles (excepto el mycoplasma). Las enzimas del transporte electrónico se encuentran

aquí (produce energía).

Componentes de la cápsula y la pared celular son sintetizados aquí.

Es una barrera osmótica, selectiva y activa.

Actúa como barrera osmótica para la célula.

Contiene sistemas de transporte para los solutos y regula el transporte de productos

celulares hacia el exterior.

Las bacterias gramnegativas tienen dos membranas: una interna y otra externa,

mientras que las grampositivas, solo poseen una membrana (interna).

Es sitio de acción de detergentes y antibióticos polipeptídicos como la polimixina

(Por ejemplo: colistin).

Citoplasma.-

Formado 85 % por agua. Contiene los ribosomas y el cromosoma bacteriano.

Ribosomas.- 

Compuestos por ARN ribosómico. Su importancia radica en ser el sitio de acción de

numerosos antibióticos: Aminoglucosidos, tetraciclinas, cloranfenicol, macrolidos y

lincosamidas.

Nucleoide o cromosoma bacteriano.-

Llamado también equivalente nuclear. No posee membrana nuclear (de allí el termino

nucleoide). Está formado por un único filamento de ADN apelotonado (superenrollado).

Confiere sus peculiaridades genéticas a la bacteria. Regula la síntesis proteica.

Cápsula.-

Estructura polisacarida de envoltura. Factor de virulencia de la bacteria. Protege a la

bacteria de la fagocitosis y facilita la invasión. Permite la diferenciación en tipos

serologicos.

Flagelos.-

Estructuras proteicas, de mayor longitud que los pili. De estructura helicoidal y

locomotores (responsables de la motilidad bacteriana).   Según la posición de los flagelos

tenemos bacterias:   monotricas: un flagelo en un extremo o ambos. logotricas: varios

flagelos en un extremo o ambos. Peritricas: flagelos en toda la superficie.

Fimbrias o pili.- 

Son estructuras cortas parecidas a pelos. Visibles solo al microscopio electrónico.

Carentes de motilidad. Los poseen fundamentalmente las gramnegativas. Intervienen en

la adherencia de las bacterias al huésped. Facilitan el intercambio de ADN durante la

conjunción bacteriana. Tiene capacidad antigénica.

Esporas.-

Estructura presente en algunas especies bacterianas exclusivamente bacilares. Le

permite a la célula sobrevivir en condiciones extremadamente duras. El material genético

de la célula se concentra y es rodeado por una capa protectora, que hace que la célula

sea impermeable a la desecación, al calor y numerosos agentes químicos. Se coloca en una

situación metabólica de inercia. Puede permanecer meses o años así. Cuando las

condiciones son más favorables se produce la germinación, con la formación de una célula

única que después se reproduce con normalidad. El esporo no se tiñe con los colorantes

habituales y se identifica como una zona clara, redondeada u ovalada, que contrasta con el

resto de la bacteria que aparece coloreada.

Glicocalix.-

Entramado de fibrillas polisacaridas situadas en posición extracelular. Facilita la

adherencia.

Plásmidos y transposones.-

Los plásmidos (plasmidios) son elementos extracromosómicos compuestos por ADN de

doble cadena, con frecuencia circular, autoreplicativos y autotransferibles.

Los transposones (genes saltarines o móviles) son elementos compuestos de ADN que

pueden moverse de forma autosuficiente a diferentes partes del genoma bacteriano. No

poseen la capacidad de autoreplicarse pero pueden transferirse a través de plasmidios. El

transposon al cambiar de posición puede arrastrar una secuencia de ADN contigua y

originar cambios fenotípicos en la bacteria.

Metabolismo de las Bacterias.-

Todos los seres vivos llevan a cabo el procesamiento de los nutrientes que los mantienen

vivos. A este conjunto de procesos, se le conoce como metabolismo y consiste de un gran

número de reacciones químicas destinadas a transformar las moléculas nutritivas en

elementos que posteriormente serán utilizados para la síntesis de los componentes

estructurales; como pueden ser las proteínas. Otra parte importante del metabolismo es la

de transformar y conservar la energía que está contenida en una reacción química en algún

proceso que requiera de energía, como puede ser el trabajo o el movimiento.

Es evidente que los nutrientes son transformados cuando entran en un organismo, ya que

en ningún caso el alimento contiene todas las moléculas que una célula requiere. Esto se vio

con claridad al observar el crecimiento normal de levaduras en un medio de cultivo que

sólo contenía glucosa como única fuente de energía. Así pues, se pensó que la síntesis de

todos los componentes celulares se llevaba a cabo en el interior de las levaduras. Hoy

sabemos que las transformaciones que sufre la glucosa no ocurren en un solo paso, sino

que, por el contrario, se forman varios productos intermedios que en muchas ocasiones no

tienen una función específica a no ser la de formar parte de lo que se conoce como vía

metabólica.

La transformación de los nutrientes en compuestos útiles para la subsistencia de un

organismo se lleva a cabo por medio de las reacciones químicas que realizan unas proteínas

conocidas como enzimas. De tal forma que no podemos hablar del metabolismo si no

describimos brevemente qué son y cómo funcionan las enzimas.

Morfología Bacteriana.-

Existen bacterias con múltiples morfologías. Las bacterias presentan una amplia

variedad de tamaños y formas. La mayoría presentan un tamaño diez veces menor que el de

las células eucariotas, es decir, entre 0,5 y 5 μm. Sin embargo, algunas especies

como Thiomargarita namibiensis y Epulopiscium fishelsoni llegan a alcanzar los 0,5 mm,

lo cual las hace visibles al ojo desnudo.41 En el otro extremo se encuentran bacterias más

pequeñas conocidas, entre las que cabe destacar las pertenecientes al género Mycoplasma,

las cuales llegan a medir solo 0,3 μm, es decir, tan pequeñas como los virus más grandes.

La forma de las bacterias es muy variada y, a menudo, una misma especie adopta

distintos tipos morfológicos, lo que se conoce como pleomorfismo. De todas formas,

podemos distinguir tres tipos fundamentales de bacterias:

Coco (del griego kókkos, grano): de forma esférica.

Diplococo: cocos en grupos de dos.

Tetracoco: cocos en grupos de cuatro.

Estreptococo: cocos en cadenas.

Estafilococo: cocos en agrupaciones irregulares o en racimo.

Bacilo (del latín baculus, varilla): en forma de bastoncillo.

Formas helicoidales:

Vibrio: ligeramente curvados y en forma de coma, judía o cacahuete.

Espirilo: en forma helicoidal rígida o en forma de tirabuzón.

Espiroqueta: en forma de tirabuzón (helicoidal flexible).

Algunas especies presentan incluso formas tetraédricas o cúbicas.43 Esta amplia

variedad de formas es determinada en última instancia por la composición de la pared

celular y el citoesqueleto, siendo de vital importancia, ya que puede influir en la capacidad

de la bacteria para adquirir nutrientes, unirse a superficies o moverse en presencia de

estímulos.44 45

A continuación se citan diferentes especies con diversos patrones de asociación:

Neisseria gonorrhoeae en forma diploide (por pares).

Streptococcus en forma de cadenas.

Staphylococcus en forma de racimos.

Actinobacteria en forma de filamentos. Dichos filamentos suelen rodearse de una

vaina que contiene multitud de células individuales, pudiendo llegar a ramificarse,

como el género Nocardia, adquiriendo así el aspecto del micelio de un hongo.

Las bacterias presentan la capacidad de anclarse a determinadas superficies y formar un

agregado celular en forma de capa denominado biopelícula o biofilme, los cuales pueden

tener un grosor que va desde unos pocos micrómetros hasta medio metro. Estas biopelículas

pueden congregar diversas especies bacterianas, además de protistas y arqueas, y se

caracterizan por formar un conglomerado de células y componentes extracelulares,

alcanzando así un nivel mayor de organización o estructura secundaria

denominada microcolonia, a través de la cual existen multitud de canales que facilitan la

difusión de nutrientes.

 En ambientes naturales tales como el suelo o la superficie de las plantas, la mayor parte

de las bacterias se encuentran ancladas a las superficies en forma de biopelículas.49 Dichas

biopelículas deben ser tenidas en cuenta en las infecciones bacterianas crónicas y en los

implantes médicos, ya que las bacterias que forman estas estructuras son mucho más

difíciles de erradicar que las bacterias individuales.

Por último, cabe destacar un tipo de morfología más compleja aún, observable en

algunos microorganismos del grupo de las mixobacterias. Cuando estas bacterias se

encuentran en un medio escaso en aminoácidos son capaces de detectar a las células de

alrededor, en un proceso conocido como quorum sensing, en el cual todas las células

migran hacia las demás y se agregan, dando lugar a cuerpos fructíferos que pueden alcanzar

los 0,5 mm de longitud y contener unas 100.000 células.51 Una vez formada dicha

estructura las bacterias son capaces de llevar a cabo diferentes funciones, es decir, se

diferencian, alcanzando así un cierto nivel de organización pluricelular. Por ejemplo, entre

una y diez células migran a la parte superior del cuerpo fructífero y, una vez allí, se

diferencian para dar lugar a un tipo de células latentes denominadas mixosporas, las cuales

son más resistentes a la desecación y, en general, a condiciones ambientales adversas.

Clasificación de las Bacterias según su Agrupación:

Es la clasificación más antigua en la que se consideran: bacilos, cocos, espirilos y

espiroquetas.

Bacilos: se pueden encontrar en grupos de dos denominados diplobacilos, o en

cadenas similares a las que presentan los cocos por los que se les llama

estreptobacilos. El género más representativo de esta morfología lleva el nombre

Bacillus, el cual se caracteriza por la formación de endosporas. Son útiles en la

producción de antibióticos tales como bacitracina, gramicidina y polimixina, entre

otros. También se han utilizado como biocontroladores en la erradicación de ciertas

plagas en cultivos de importancia económica, de las cuales son parásitos. Los bacilos

se encuentran en diferentes ambientes y solo se pueden observar con un microscopio.

Los bacilos se suelen dividir en:

Bacilos Gram: fijan el violeta de genciana (tinción de Gram) en la pared celular

porque carecen de capa de lipopolisacárido.

Bacilos Gram negativos: no fijan el violeta de genciana porque poseen la capa de

lipopolisacárido(peptidoglicano).

Aunque muchos bacilos son patógenos para el ser humano, algunos no hacen daño, pues

son los encargados de producir algunos productos lácteos como el yogurt (lactobacilos).

Cocos o micrococos: generalmente son aerobios estrictos. Algunas veces estas

bacterias tienden a agruparse. Cuando se presentan asociadas dos bacterias reciben el

nombre de diplococos como por ejemplo el diplococo Neisseria gonorrhoeae que es el

agente causal de la gonorrea, el Pneumococo que es responsable de la neumonía

infecciosa, etc. En otras ocasiones los micrococos se reúnen formando grupos de cuatro

elementos dispuestos en cuadro, y se denominan entonces tetracocos, tetrágenos o

tétradas.

Las sarcinas, son especies de bacterias cocales que se dividen en tres planos

perpendiculares para formar paquetes de ocho, dieciséis, treinta y dos, o más micrococos.

Son anaerobios obligados y ácido-tolerantes por lo que pueden crecer en un pH inferior a 2

después de fermentar azúcar. Algunas especies como Sarcina ventriculi producen una capa

fibrosa y gruesa de celulosa que se dispone alrededor de la pared celular y funciona como

cemento para mantenerse adheridas entre sí. Esta especie habita en sitios muy ácidos como

suelos, barro, heces y en el contenido estomacal.

Espirilos: se clasifican dentro de las Gram negativas. Para su clasificación

taxonómica se utilizan criterios como la forma de la célula, el tamaño, la flagelación y

las relaciones simbióticas entre otras. Los espirilos con muchas vueltas a pesar de su

semejanza morfológica con las espiroquetas, se diferencian de ellas porque poseen

flagelos bacterianos típicos externos mientras las espiroquetas poseen flagelos

periplásmicos o filamentos axiales internos. Dentro de este grupo se pueden encontrar

especies benéficas y patógenas. La especie Azospirillum lipoferum es un organismo

fijador de nitrógeno, de importancia agronómica debido a que establece una relación

simbiótica laxa con plantas herbáceas tropicales y con cereales cultivados. Un ejemplo

de espirilo patógeno es el género Helicobacter asociado con las úlceras pilóricas en los

humanos.

Espiroquetas: Habitualmente se hallan en ambientes acuáticos o en el cuerpo de

animales. El cilindro protoplásmico de estas células se encuentra rodeado por una

membrana de tres capas conocida como cubierta celular externa, además poseen una

estructura única que le permite la movilidad llamada filamento axial, compuesta de un

flagelo que atraviesa el cuerpo celular y se sitúa entre la pared delgada flexible y la

envoltura externa. Las espiroquetas pueden encontrarse como parásitos en humanos

mientras otras viven libres en agua o madera.

Los vibrios: Son bacilos Gram negativos, dotados de flagelo polar que les permite

una elevada movilidad. No forman esporas, varias especies marinas son

bioluminiscentes, tanto de vida independiente como simbiótica o parasitaria. Soportan

medios alcalinos y concentraciones de sal. Son anaerobios facultativos y oxidasa

positiva, se pueden encontrar unidas en sus puntos distales, por lo que forman agregados

espirales o en forma de S.

Arreglos de las células.-

Solas.

Pares.

Tetadras.

Octadas.

Cadenas.

Paquetes.

Tipos de locomoción.-

Flagelos.: son apéndices filamentosos y muy finos compuestos por la proteína

flagelina dispuesta en fibras helicoidales y con apariencia lisa, anclados a la pared

celular. Presentan un gancho, que une el filamento al cuerpo basal (parte motora).

Su función es el desplazamiento de la célula mediante movimientos variables de

rotación. Su distribución es variable, así como su número. Independientemente del

mecanismo de locomoción que desplieguen las bacterias, éste les permite responder

en sentido positivo o negativo a gradientes fisicoquímicos (quimiotropismo,

fototropismo). Son muy antigénicos.

Pili y Fimbrias: Conocidos también como (Latín: cabellos), fimbriae (Latín:

flecos). Estructuras más delgadas y cortas que los flagelos. Actúan como órganos de

fijación entre células (bacteria - bacteria, bacteria - célula eucariota) También se les

relaciona con la formación de biopelículas y la conjugación (pilis sexuales).

Factores de relevancia en la colonización. Ejemplo: las fimbrias de Streptococcus

pyogenes contienen el principal factor de virulencia, la proteína M.

Pigmentos de la colonia.-

Pigmentación: algunas bacterias producen pigmentos en sus colonias como el

Staphilococcus aureus (pigmento de color amarillo dorado) y la Pseudomona (pigmento

verdoso). Hemólisis: algunas bacterias tienen la capacidad de hemolizar los hematies en

un medio como agar sangre, por ejemplo algunos Streptococos. Olor: algunas bacterias

descompone sustratos que utilizan para su metabolismo desprendiendo sustancias que

proporcionan un olor característico a los cultivos.

Fijación y tinción de células.-

El tamaño de la mayoría de las células bacterianas es tal que resultan difíciles de ver con

el microscopio óptico. La principal dificultad es la falta de contraste entre la célula y el

medio que la rodea, y el medio más simple de aumentar el contraste es la utilización de

colorantes. Estos pueden emplearse para distinguir entre tipos diferentes de células o para

revelar la presencia de determinados constituyentes celulares, tales como flagelos, esporas,

cápsulas, paredes celulares, centros de actividad respiratoria, etc.

Las células generalmente son tratadas para coagular el protoplasma antes de teñirlas,

proceso llamado fijación. Para bacterias, la fijación por el calor es lo más corriente, aunque

también puede fijarse con sustancias químicas como formaldehido, ácidos y alcoholes.

Después de la fijación, si se añade el colorante, no se producen ulteriores cambios

estructurales en el protoplasma. La fijación se realiza habitualmente en células que han sido

fijadas sobre un portaobjetos. Tratando después éste con el agente fijador, y siguiendo

inmediatamente el proceso de tinción. La fijación produce habitualmente el encogimiento

de las células; la tinción, por el contrario, hace que las células aparezcan mayores que lo

que es realmente, de manera que las medidas de las células que han sido fijadas o teñidas

no pueden realizarse con mucha precisión.

La mayoría de los colorantes son compuestos orgánicos que tienen alguna afinidad

específica por los materiales celulares. Muchos colorantes utilizados con frecuencia son

moléculas cargadas positivamente (cationes) y se combinan con intensidad con los

constituyentes celulares cargados negativamente, tales como los ácidos nucleídos y los

polisacáridos ácidos. Ejemplos de colorantes catiónicos son el azul de metileno, el cristal

violeta y la safranina. Otros colorantes son moléculas cargadas negativamente (aniones) y

se combinan con los constituyentes celulares cargados positivamente, tales como muchas

proteínas. Esos colorantes incluyen la eosina, la fucsina ácida y el rojo Congo. Otro grupo

de colorantes son sustancias liposolubles; los colorantes de este grupo se combinan con los

materiales lipídicos de la célula, usándose a menudo para revelar la localización de las

gotículas o depósítos de grasa. Un ejemplo de colorante liposoluble es el negro Sudán.

Algunos colorantes teñirán mejor sólo después de que la célula haya sido tratada con

otra sustancia química, que no es un colorante por sí mismo. Esta sustancia se denomina

mordiente; un mordiente hábitual es el ácido tánìco. El mordiente se combina con un

constituyente celular y lo altera de ta1 modo que ahora sí podrá atacar el colorante.

Si se desea simplemente incrementar el contraste de las células para la microscopía, son

suficientes los procedimientos simples de tinción. EI azul de metileno es un buen colorante

simple que actúa sobre todas las células bacterianas rápidamente y que no produce un color

tan intenso que oscurezca los detalles celulares. Es especialmente útil para detectar la

presencia de bacterias en muestras naturales, puesto que la mayor parte del material no

celular no se tiñe.

La tinción negativa es el reverso del procedimiento de tinción usual: las células se dejan

sin teñir, pero se colorea en cambio el medio que las rodea. Lo que se ve, por tanto, es el

perfil de las células. La sustancia utilizada para la tinción negativa es un material opaco que

no tiene afinidad por los constituyentes celulares y que simplemente rodea las células, tal

como la tinta china (que es una suspensión de partículas de carbono coloidal) o la nigrosina

(un colorante negro insoluble en agua). La tinción negativa es un modo satisfactorio de

aumentar el contraste de las células en la microscopia óptica, pero su máxima utilidad está

en revelar la presencia de cápsulas alrededor de las células bacterianas.

Los métodos de tinción son de gran utilidad, pero deben usarse siempre con precaución,

ya que pueden conducir a errores. Las moléculas de colorante forman en ocasiones

precipitados o agregados que parecen estructuras celulares auténticas, pero que son

formaciones completamente artificiales inducidas por el mismo colorante. Tales estructuras

se denominan artefactos, y deben tomarse muchas precauciones para tener la seguridad de

que no nos estamos equivocando al creer que un artefacto es una estructura realmente

existente.

Tipos de tinciones.-

Tinción Simple: utiliza un solo colorante.

Tinción de Gram: Utiliza varios colorantes (cristal violeta 1m, Yodo 1m, lavado

con alcohol, Safranina 30 seg).

Tinción Ácido Resistente: Una vez teñidos, conservan su color resistiendo al

lavado con ácido mineral reducido. En esta tinción las bacterias ácido resistentes

conservan el colorante primario color rosa o rojo, los demás microorganismos son

decolorados por el ácido y toman el color azul.

Tinción de Giensa: El colorante se aplica a un frotis de sangre y se utiliza cuando

se sospeche de protozoos en la sangre para observar materias núcleos de las células.

Tinción de Esporas: Se usa verde de malaquita en contraste con safranina para

detectar presencia de estructuras de supervivencia.

Tinción de Cápsula: Colorante nigrosuna, aquí se observa microorganismos

encapsulados creando resistencias.

Tinción de Flagelos: Se usa mordiente el cual aumenta el tamaño del

microorganismo.

Clasificación de bacterias según su respiración, necesidades de crecimiento y

metabolismo.-

Según la respiración:

1. Bacterias aerobias: para respirar, este tipo de bacterias se valen del oxígeno. Estas

forman parte de un tipo de organismos que necesitan un ambiente que contenga

oxígeno diatómico (un gas compuesto por dos átomos de oxígeno) para existir y

desarrollarse. El metabolismo aerobio de muchos organismos es una consecuencia

evolutiva de la fotosíntesis, que comenzó a liberar grandes cantidades de oxígeno y

que inicialmente resulto tóxico para muchos seres vivientes. Sin embargo muchos

aprendieron a utilizarlo, oxidando con el químicos tales como la glucosa, lo cual

permitió liberar mucha más energía que los procesos anaerobios (aquellos que no

utilizan oxígeno) haciendo de los organismos aerobios los predominantes sobre la faz

de la tierra. Aerobiosis, es un proceso conocido como respiración celular, usa el

oxígeno para oxidación del sustrato (por ejemplo azúcares y grasas para obtener

energía).

Un buen ejemplo podría ser la oxidación de la glucosa (un monosacárido) en la

respiración aeróbica.

C6H12O6 + 6 O2 -> 6 CO2 + 6 H2O + 38 ATP

Dando alrededor de 2.880 kJmol-1.

El oxígeno es usado durante la oxidación de la glucosa y produce agua.

Se denominan aerobios o aeróbicos a los organismos que pueden vivir o desarrollarse en

presencia de oxígeno diatómico, mientras que si lo necesitan se denominan aerobios

estrictos. El adjetivo "aerobio" se aplica no sólo a organismos sino también a los procesos

implicados ("metabolismo aerobio") y a los ambientes donde se realizan. Un "ambiente

aerobio" es aquel rico en oxígeno, a diferencia de uno anaerobio, donde el oxígeno está

ausente, o uno microaerofílico, donde el oxígeno se encuentra a muy baja concentración.

El metabolismo aerobio (respiración) surgió en la evolución después de que la

fotosíntesis oxigénica, la forma más común de fotosíntesis, liberó a la atmósfera oxígeno, el

cual había sido muy escaso hasta entonces. Inicialmente representó una forma de

contrarrestar la toxicidad del oxígeno, más que una manera de aprovecharlo. Como la

oxidación de la glucosa y otras sustancias libera mucha más energía que su utilización

anaerobia por ejemplo, la fermentación, los seres aerobios pronto se convirtieron en los

organismos dominantes en la Tierra.

El antepasado común de los organismos eucariontes (con células nucleadas) adquirió la

capacidad de realizar el metabolismo aerobio integrando a una bacteria aerobia como

orgánulo permanente, la mitocondria (teoría de la endosimbiosis).

Aerobiosis, es un proceso conocido como respiración celular, usa el oxígeno para

oxidación del sustrato (por ejemplo azúcares y grasas para obtener energía).

Un buen ejemplo podría ser la oxidación de la glucosa (un monosacárido) en la

respiración aeróbica.

C6H12O6 + 6 O2 -> 6 CO2 + 6 H2O + 38 ATP

Dando alrededor de 2.880 kJmol-1.

El oxígeno es usado durante la oxidación de la glucosa y produce agua.

¿Cómo se realiza la respiración Aerobia?

La respiración aerobia es la que utiliza oxígeno para extraer energía de la glucosa.

Se efectúa en el interior de las células, en los organelos llamados mitocondrias.

El siguiente es el proceso:

Durante el proceso respiratorio, parte de la energía contenida en la glucosa pasa a las

moléculas de ATP. Con esta energía se alimentan, excretan los desechos, se reproducen y

realizan todas las funciones que les permiten vivir. Tanto el dióxido de carbono como el

agua salen de la célula y del cuerpo del ser vivo (Si se trata de un organismo pluricelular)

por que constituyen sustancias de desecho. La energía puede utilizarse de inmediato o

almacenarse para su uso posterior.

Las bacterias no tienen mitocondrias, por lo cual la respiración se efectúa en su

citoplasma. En el resto de los organismos pertenecientes a los 4 reinos (Protistas, hongos,

plantas y animales) si existen estos organelos.

Algunas células tienen más mitocondrias que otras; por ejemplo, las neuronas, las

células musculares y los espermatozoides requieren de altas cantidades de energía y por

ello tienen numerosas mitocondrias.

La respiración anaerobia consiste en que la célula obtiene energía de una sustancia sin

utilizar oxígeno; al hacerlo, divide esa sustancia en otras; a la respiración anaerobia también

se le llama fermentación. Probablemente la respiración anaerobia más conocida sea la de

las lavaduras de la cerveza (Saccharomyces cerevisiae), que son hongos unicelulares.

Para elaborar la cerveza se utilizan semillas de cebada, las cuales contienen glucosa,

sustancia de la cual las levaduras obtienen la energía. Las semillas de cebada se combinan

con agua y la flor de una planta llamada lúpulo, que le da sabor a esta bebida. Los

ingredientes se mezclan y luego se filtran.

El líquido resultante, que contiene la glucosa, se deposita en barriles de madera, junto

con las levaduras y se deja reposar varios meses o años; durante éste tiempo, las levaduras

utilizan la glucosa para obtener energía y la transforman en un tipo de alcohol llamado

etanol.

2. Bacterias anaerobias: estas, en cambio, no utilizan oxígeno, sino que deben

sustituirlo por moléculas inorgánicas como las del sulfato o carbonato. La respiración

anaerobia consiste en que la célula obtiene energía de una sustancia sin utilizar oxígeno;

al hacerlo, divide esa sustancia en otras; a la respiración anaerobia también se le llama

fermentación. Probablemente la respiración anaerobia más conocida sea la de las

lavaduras de la cerveza (Saccharomyces cerevisiae), que son hongos unicelulares. Para

elaborar la cerveza se utilizan semillas de cebada, las cuales contienen glucosa, sustancia

de la cual las levaduras obtienen la energía. Las semillas de cebada se combinan con

agua y la flor de una planta llamada lúpulo, que le da sabor a esta bebida. Los

ingredientes se mezclan y luego se filtran.

El líquido resultante, que contiene la glucosa, se deposita en barriles de madera, junto

con las levaduras y se deja reposar varios meses o años; durante éste tiempo, las levaduras

utilizan la glucosa para obtener energía y la transforman en un tipo de alcohol llamado

etanol. Supongamos que una levadura toma una molécula de glucosa ¿Qué hace con ella?

Según sus necesidades de crecimiento:

1. Bacterias autótrofas: estas bacterias tienen la capacidad de sintetizar las sustancias

que necesitan para su metabolismo de sustancias inorgánicas. Dentro de este tipo se

encuentran las fotosintetizantes que, gracias a los pigmentos que las componen, se valen

de la energía de las radiaciones luminosas. También existen las quimiosintetizantes que

utilizan la energía generada a partir de las reacciones químicas generadas por la

oxidación.

El metabolismo en las células fotoautótrofas se puede resumir en los siguientes pasos:

1. Las células fotoautótrofas pueden transformar la energía luminosa en energía

química (ATP). Este proceso del anabolismo tiene lugar en el cloroplasto.

La energía obtenida la utilizan para sintetizar materia orgánica a partir de sustancias

inorgánicas (agua, dióxido de carbono y sales minerales). Este proceso se denomina

fotosíntesis.

2. Parte de la materia orgánica obtenida es utilizada en las mitocondrias, donde se

produce el catabolismo. Mediante la respiración celular esta materia orgánica es oxidada,

obteniéndose energía y sustancias inorgánicas.

3. Como resultado del catabolismo se produce dióxido de carbono, que es expulsado.

4. Con la energía y las moléculas sencillas se sintetizan grandes moléculas orgánicas

(anabolismo).

1. Bacterias autótrofas: La energía obtenida la utilizan para sintetizar materia orgánica a

partir de sustancias inorgánicas (agua, dióxido de carbono y sales minerales).

2. Bacterias heterótrofas: este tipo de bacterias parasitan a los seres vivos y usan los

compuestos orgánicos que estos elaboran. Dentro de este grupo existen las bacterias

patógenas o parasitarias y son las causantes de enfermedades en los seres vivos. 

También están aquellas bacterias de la putrefacción o saprófitas que descomponen las

sustancias orgánicas en las que viven y se valen de su materia orgánica muerta para

poder alimentarse. 

3. Otro tipo de bacterias son las simbióticas, que viven en cooperación con otros

organismos. Por último están aquellas que realizan fermentaciones, de las que se

vale el humano, como el ácido acético, fermentos lácticos, entre otros.

Por su tipo de metabolismo, las bacterias se clasifican en tres grupos principales:

1. Según la fuente del carbono, las bacterias se pueden clasificar como:

Heterótrofas, cuando usan compuestos orgánicos.

Autótrofas, cuando el carbono celular se obtiene mediante la fijación del dióxido de

carbono. Las bacterias autótrofas típicas son las cianobacterias fotosintéticas, las

bacterias verdes del azufre y algunas bacterias púrpura.

2. Según la fuente de energía, las bacterias pueden ser.

Fototrofas o fotosintéticas, es decir, que emplean la luz a través de la fotosíntesis.

Quimiotrofas o quimiosintéticas, es decir, que obtienen energía a partir de

sustancias químicas que son oxidadas principalmente a expensas del oxígeno o de otros

receptores de electrones alternativos (respiración aerobia o anaerobia).

3. Según los donadores de electrones. Un criterio adicional para clasificar a los

microorganismos que respiran es el receptor de electrones usado en la respiración.

En los organismos aerobios, el oxígeno se utiliza como receptor de electrones.

En los organismos anaerobios se utilizan como receptores de electrones otros

compuestos inorgánicos tales como nitratos, sulfatos o dióxido de carbono.

Las 5 bacterias que más se están fortaleciendo a raíz de nuestras ingestiones

irresponsables de antibióticos y que se prodigan cada vez más en nuestro ambiente, sobre

todo en hospitales, son las siguientes:

1) La Streptococcus pneumoniae, que es una de las causantes de la sinusitis, la otitis y

la neumonía. A veces provoca enfermedades más graves, como la septicemia o la

meningitis. Resiste los antibióticos que se acostumbran a usar para tratarlas: penicilina y

macrólidos.

2) La Enterococcus sp, forma parte de la flora intestinal y puede originar infecciones en

el tracto urinario y, además, endocarditis, peritonitis y abscesos intraabdominales.

3) La Escherichia coli, que es la primera causante de infecciones del tracto urinario y

de la septicemia. Las formas resistentes a los antibióticos tipo penicilina, cefalosporina y

aminoglicosida son cada vez más habituales.

4) La Klebsiella pneumoniae, que coloniza la piel, el tracto gastrointestinal y las vías

respiratorias de los pacientes hospitalizados. Está asociada a infecciones urinarias y

respiratorias en pacientes con las defensas bajas.

5) La Pseudomonas aeruginosa, que provoca infecciones nosocomiales y

complicaciones bacterianas en pacientes con fibrosis quística.

Características de las bacterias.-

Son microorganismos unicelulares, de forma diferente y hábitat variable.

Algunas son capaces de formarse una envoltura o cápsula.

Todas se multiplican por división.

Algunas bacterias son capaces de formar endoporos más resistentes a las formas

adversas de vida.

El oxigeno es indispensable para las bacterias aeróbicas y resulta nocivo para las

anaeróbicas que lo toman de compuestos oxigenados.

Las bacterias son capaces de generar mutantes.

La mayoría de las bacterias poseen una pared que les confiere su tamaño y forma

Carecen de una estructura nuclear definida.

Las envolturas bacterianas son muy importantes y complejas.

Están contenidas en una Pared Celular.

Poseen ambos tipos de ácidos nucleicos (ADN y ARN).

Se multiplican por fisión binaria (tipo de reproducción asexual, donde la replicación

es lineal, comenzando en un extremo de la cadena de ADN y terminando en el otro.

Pueden ser: Aerobias o Anaerobias, Móviles o Inmóviles, y Patógenas.

Control de crecimiento de las bacterias.-

Fundamentos del control de los microorganismos.-

Los materiales alimenticios cuya composición es utilizada por el hombre con fines

nutritivos, son también utilizados para los mismos fines por los microorganismos. La

intervención microbiana sobre los diversos alimentos trae como consecuencia

modificaciones en la calidad, que se conoce como deterioro, ocasionando pérdidas

económicas muy importantes. La supervivencia y el crecimiento microbiano pueden

potenciar la presencia de algunos microorganismos que afectan la inocuidad de los

alimentos, trayendo consigo enfermedades de origen alimentario, como son las infecciones

y las intoxicaciones de origen microbiano. Estas circunstancias han conducido a desarrollar

una serie de tecnologías que buscan prevenirlos procesos de deterioro y la ocurrencia de las

enfermedades microbianas transmitidas por los alimentos. La mayor parte de los procesos

tecnológicos utilizados en la industria alimentaria se basan en fundamentos físicos,

químicos y biológicos que permiten un control del crecimiento microbiano. El

conocimiento de los reservorios naturales, de su sistema ecológico y de las técnicas que

permitan su identificación y cuantificación son temas que complementan tales tecnologías y

coadyuvan al mejor entendimiento de herramientas como la limpieza y desinfección en

plantas industriales, la aplicación de buenas prácticas de manipulación de alimentos

(BPMA) y la implementación del sistema de análisis de peligros y puntos críticos de

control (APPCC), la cual es un proceso sistemático preventivo para garantizar la seguridad

alimentaria, de forma lógica y objetiva.

Las razones principales para controlar los microorganismos son:

Prevenir la transmisión de la infección y la enfermedad.

Prevenir la contaminación o la proliferación de microorganismos perjudiciales.

Prevenir el deterioro o destrucción de materiales por los microorganismos.

Controlar las algas en las piscinas recreacionales y en los sistemas acuáticos de

refrigeración.

Los microorganismos se eliminan, inhiben o matan por medio de:

Agentes físicos.

Procedimientos físicos.

Agentes químicos.

Factores físicos que controlan el crecimiento microbiano.

Altas Temperaturas:

Esterilización por calor húmedo:

- Autoclave.

- Tindalización o esterilización

- Pasteurización.

- Hervir.

Esterilización por calor seco:

- Horno.

- Incineración.

Esterilización por calor húmedo:

- Autoclave: El calor en forma de vapor a saturación y a presión proporciona

temperaturas superiores a las que se obtienen por ebullición. El aparato utilizado se

llama autoclave (una olla que regula la presión interna y el tiempo).

- Los autoclaves de laboratorio: Presión de vapor de una atmósfera por encima de la

presión atmosférica lo cual corresponde a una temperatura de 121°C. El tiempo de

exposición depende del volumen del líquido, de tal manera que para volúmenes

pequeños (hasta unos 3 litros) se utilizan 15 a 20 minutos a 121° C; si los

volúmenes son mayores debe alargarse el tiempo de tratamiento. Usualmente 15

minutos a 121°C.

- La Tindalización o esterilización: comienza cuando se ha alcanzado la temperatura

óptima en el interior del aparato (autoclave o estufa). Según el contenido, una

autoclave puede requerir tiempos más largos para alcanzar la temperatura de

esterilización.

- Pasteurización: Es un proceso que reduce la población microbiana de un líquido. La

leche, y ciertas bebidas alcohólicas (cerveza y vino), los jugos, se someten a

tratamientos de calor controlado que sólo matan a ciertos tipos de microorganismos

pero no a todos; 62.8 grados centígrados.

Esterilización por calor seco:

- Horno: La esterilización seca se logra a 160-170 °C por 2-3 hrs. El calor seco se

utiliza principalmente para esterilizar material de vidrio y otros materiales sólidos

estables al calor. Para el material de vidrio de laboratorio se consideran suficientes

dos horas de exposición a 160° C.

- Incineración: La destrucción de los microorganismos por combustión. En los

laboratorios, las asas de siembra se calientan a la llama de mecheros Bunsen. La

incineración también se utiliza en la eliminación de residuos hospitalarios.

Radiaciones:

Rayos ionizantes:

Rayos no ionizantes

Rayos ionizantes:

- Rayos gamma: Las radiaciones gamma tienen mucha energía y son emitidas por

ciertos isótopos radiactivos como es el Co60. Son difíciles de controlar porque este

isótopo emite constantemente los rayos en todas direcciones. Estos rayos pueden

penetrar materiales, por lo que un producto se puede empaquetar primero y después

esterilizar.

- Rayos catódicos: Radiación con haz de electrones. Se usan para esterilizar material

quirúrgico, medicamentos y otros materiales. Su ventaja es que el material se puede

esterilizar después de empacado (ya que éstas radiaciones penetran las envolturas) y

a la temperatura ambiente.

Rayos no ionizantes:

- La luz ultravioleta- Lámparas germicidas: Son muy utilizadas para reducir la

población bacteriana de los hospitales , salas de envasado aséptico de la industria

farmacéutica y en la industria lechera para el tratamiento de superficies

contaminadas

- La luz UV es absorbida por muchos componentes celulares pero de manera más

significativa por los ácidos nucleídos, a los que causa el mayor daño,

predominantemente en las pirimidinas. A menos que los dímeros de pirimidinas

sean separados por enzimas intracelulares especificas, se inhibe la replicación de

ADN y se presentan mutaciones.

Se usan para reducir la población microbiana en:

- Quirófanos.

- Cuartos de llenado asépticos en la industria farmacéutica.

- Superficies contaminadas en la industria de alimentos y leche.

- Bodegas de carne refrigeradas.

Filtros:

Desecación: La desecación de las células vegetativas microbianas paraliza su

actividad metabólica. Este proceso se utilizaba ampliamente antes del desarrollo de

la refrigeración.

- Desecador: El tiempo de supervivencia de los microorganismos después de

desecados depende de muchos factores, entre ellos la especie microbiana. En

general, los cocos Gram (-) son más susceptibles a la desecación que los cocos

Gram (+). Las endoesporas bacterianas son muy resistentes a la desecación

pudiendo permanecer viables indefinidamente.

- Presión osmótica: La pared celular de las bacterias las protege de cambios en la

presión osmótica del medio. Pero si la presión osmótica externa es alta el organismo

puede morir. Altas concentraciones de sal interrumpen los procesos de transporte a

través de la membrana y desnaturalizan las proteínas.

Factores químicos para el control de microorganismos.-

Dentro de los compuestos químicos podemos encontrar agentes:

Esterilizante. Aparato, solución, que esteriliza instrumentales, equipos, materiales,

objetos, etc. eliminando microorganismos y gérmenes patógenos.

Los Desinfectantes: Son preparaciones con propiedades germicidas y bactericidas,

que eliminan microorganismos patógenos. Entre los principales activos: El fenol,

cresol, etc.

Antiséptico: Son sustancias antimicrobianas que se aplican a un tejido vivo o sobre

la piel para reducir la posibilidad de infección, sepsis o putrefacción. Sustancia

antiséptica sobre una herida (Yodo).

La efectividad de estos agentes depende de las condiciones bajo las que actúan:

Concentración: Varía con el tipo de agente y de microorganismo: una misma

concentración del agente puede producir un efecto diferente en distintos

microorganismos.

Tiempo: Los microorganismos no son susceptibles a un agente en la misma forma,

por lo que no todos los microorganismos mueren al mismo tiempo.

pH: Afecta tanto a los microorganismos como a los agentes químicos. El aumento

de pH por encima de 7 incrementa la carga negativa de los microorganismos

afectando la concentración del agente sobre la célula. El pH determina el grado de

disociación y la efectividad del agente químico, pues a menor disociación mayor

permeabilidad y mayor efectividad.

El desinfectante ideal.

Actividad antimicrobiana a baja concentración.

Solubilidad.

Estabilidad.

No ser tóxico para personas y animales.

Homogeneidad.

No combinarse con materia orgánica extraña.

Actividad a temperatura ambiente o del cuerpo.

Capacidad de penetración.

No ser corrosivo ni teñir.

Poder desodorante.

Capacidad detergente.

Disponible y barato.

Cultivo.-

Es un método para la multiplicación de microorganismos, tales como bacterias, hongos y

parásitos, en el que se prepara un medio óptimo para favorecer el proceso deseado. Un

cultivo es empleado como un método fundamental para el estudio de las bacterias y otros

microorganismos que causan enfermedades en medicina humana y veterinaria.

Medios De Cultivo.-

Es un material alimenticio que se usa en el laboratorio para el desarrollo de los

microorganismos. Una vez que ha sido preparado, un medio de cultivo puede ser inoculado

(es decir, se le añaden organismos) y a continuación incubado en condiciones que

favorezcan el crecimiento microbiano.

Características.-

Muchas especies bacterianas son tan parecidas morfológicamente que es imposible

diferenciarlas sólo con el uso del microscopio. En este caso, para identificar cada tipo de

bacteria, se estudian sus características bioquímicas sembrándolas en medios de cultivo

especiales.

Así, algunos medios contienen un producto que inhibe el crecimiento de la mayoría de

las especies bacterianas, pero no la del tipo que se los paleontólogos comen ciertas especias

diversas, estas utilizadas en el cultivo de dicho objeto desea averiguar si está presente.

Otras veces, el medio de cultivo contiene determinados azúcares especiales que sólo

pueden utilizar algunas bacterias.

En algunos medios se añaden indicadores de pH que cambian de color cuando uno de los

nutrientes del medio es fermentado y se generan catabolitos ácidos. Si las bacterias son

capaces de producir fermentación, generan gases que pueden ser detectados cuando el

cultivo se realiza en un tubo cerrado.

Con otros medios de cultivo se puede identificar si las bacterias producen determinadas

enzimas que digieren los nutrientes. Así, algunas bacterias con enzimas hemolíticas

(capaces de romper los glóbulos rojos) producen hemólisis y cambios apreciables

macroscópicamente en las placas de agar-sangre.

Los diferentes medios y técnicas de cultivo son esenciales en un laboratorio de

microbiología de un hospital, pues sirven para identificar las bacterias causantes de las

enfermedades infecciosas y los antibióticos a los que son sensibles esas bacterias.

Los cultivos suelen usarse en medicina para determinar la presencia de agentes

patógenos en fluidos corporales (como por ejemplo la sangre o la orina).

Requerimientos.-

Los medios de cultivo, para poder ser utilizados y garantizar que los resultados

obtenidos a partir de ellos sean confiables, deben cumplir con los siguientes requisitos:

Fuente de energía.- Las bacterias pueden ser fotótrofas o quimiotótrofas. Las

fototótrofas absorben energía del sol y las quimiotótrofas de compuestos orgánicos.

Fuente de carbono.

Fuente de nitrógeno.- Las bacterias pueden obtener el nitrógeno atmosférico a través

de las proteínas o por la degradación de aminoácidos o péptidos.

Azufre y fosfatos.- La obtienen como elemento (S), y como fosfatos en sales (P).

Vitaminas.

Agua.- Medio de transporte que permite una mejor absorción de los nutrimentos.

También requiere de los requerimientos nutricionales óptimos para su desarrollo:

Proteínas.- Se suministran generalmente peptonas, que se encuentran disponibles en

el comercio, preparadas por digestión parcial de carne con enzimas peptídicas;

consisten en polipéptidos, dipéptidos y aminoácidos.

Carbohidratos.- Sumistran carbono para la síntesis, y además su fermentación libera

energía utilizable en el metabolismo.

Factores accesorios de crecimiento.- Son también requerimientos por algunas

bacterias. Entre ellos están las vitaminas del complejo B; estas suministran enzimas

necesarias para que las bacterias que son incapaces de sintetizar otros factores

necesarios para algunas bacterias son obtenidos de los nutrimentos más complejos.

Sales minerales.- Elementos como K, Ca, Na, etc.; también son requeridas por

algunas bacterias en su desarrollo.

Atmósfera.- Algunos microorganismos precisan oxígeno para su desarrollo, otros son

incapaces de reproducirse en presencia de este elemento, en cambio otros organismos

pueden crecer en una atmósfera con oxígeno, logran sobrevivir y crecer sin él, se les

llama anaerobios facultativos.

Presión osmótica.- Las células pueden encogerse y ser destruidas en soluciones

hipertónicas; inversamente se rompen por entrada de agua, en las soluciones

hipotónicas.

Temperatura.- La temperatura para la cual los organismos microbianos crecen mejor,

es considerada como temperatura óptima.

Luz.- La mayoría de las bacterias se desarrollan mejor en ausencia de luz. La luz

ultravioleta puede ser letal.

Reacción.- La mayoría de las bacterias crece en un medio ligeramente alcalino (pH

7.2 a 7.6). Los hongos crecen con facilidad en los medios ácidos (pH 5).

Almacenamiento y Conservación De Los Medios De Cultivo.-

Los medios de cultivo deshidratados se deben almacenar en envases sellados bajo las

condiciones que señale el fabricante. Generalmente se almacenan en un lugar fresco (entre

15 y 25°C), con poca humedad y protegidos de la luz solar directa. Nunca se deben

almacenar cerca de autoclaves, hornos, ni otra fuente de calor o vapor.

Los medios de cultivo deshidratados son higroscópicos. Cuando los envases de estos

medios de cultivo deshidratados son abiertos para su uso inicial, se debe tener la precaución

de cerrarlos tan pronto como sea posible y mantenerlos bien cerrados para prevenir la

entrada de humedad. La absorción de agua produce cambios de pH, formación de grumos,

decoloraciones del polvo, etc., lo cual indica que deben ser descartados porque pueden

haber sufrido cambios químicos o estar contaminados.

Una vez que el medio de cultivo ha sido preparado y esterilizado, puede almacenarse a

temperatura ambiente por un periodo máximo de 2 semanas protegido de la luz, o por

periodos mayores a 12 -15ºC. Sin embargo, almacenados bajo refrigeración entre 2 y 8°C

se prolonga la vida útil de los mismos, (nunca por debajo de 0ºC porque se destruye la

estructura del gel). Los medios de cultivo se deben mantener en recipientes bien cerrados

para evitar su deshidratación y cuando se usa tapón de algodón, se debe colocar por encima

una envoltura de papel (Craft). Otro punto importante a tomar en cuenta, es que cada lote

de medio de cultivo preparado debe pasar por un riguroso proceso de control de calidad, en

donde se determinan sus propiedades fisicoquímicas (apariencia, pH, etc.) y

microbiológicas (esterilidad y promoción de crecimiento) verificando que cumplan con los

requisitos de calidad establecidos y por ende demostrar que son aptos para su uso.

Clasificación de los medios de cultivo.-

De acuerdo a su finalidad, los medios de cultivo pueden clasificarse en:

• Definidos: Es aquél medio de cultivo del cual se conoce su composición exacta. Son

muy utilizados en estudios fisiológicos. Los medios mínimos son medios definidos que

únicamente le proporcionan al microorganismo los nutrientes necesarios para crecer, pero

no para desarrollarse óptimamente.

• Complejos: Es aquél del cual no se conoce la composición exacta del medio. A

menudo, los medios complejos emplean sangre, leche, extracto de levaduras, extracto de

carne u otras sustancias muy nutritivas pero de las cuales se desconoce la composición

química exacta. Estos medios son muy utilizados para cultivar bacterias desconocidas o

bacterias de requerimientos nutricionales muy complejos. De acuerdo a su función, los

medios de cultivo se clasifican como:

1. Medios selectivos: Son aquéllos que poseen uno o más componentes añadidos, los

cuales inhibirán o prevendrán el crecimiento de ciertos tipos de especies de bacterias y/o

promoverán el crecimiento de las especies deseadas. Uno puede ajustar las condiciones

físicas de un medio de cultivo tales como el pH, la temperatura, para hacerlo selectivo para

los organismos de interés.

2. Medios diferenciales: Permiten al investigador distinguir entre diferentes tipos de

bacterias con base en alguna característica observable en su patrón de crecimiento en el

medio, ya sea por producción de algún pigmento o por cambios de color en el medio debido

a indicadores de pH, o por halos de degradación de algún componente en el medio de

cultivo.

3. Medios de enriquecimiento: Contienen algún componente que permite el

crecimiento de cierto tipo específico de bacteria, pero no contienen sustancias inhibidoras.

4. Medios enriquecidos: Se emplean para cultivar microorganismos que requieren un

gran número de factores de crecimiento. Generalmente contienen extractos biológicos poco

usuales como sangre, suero en polvo, extracto de cerebro de res, yema de huevo, etc.

Formas y Métodos De Cultivo.-

• Método de placas.- El propósito de usar medios sólidos pulverizados en cajas petris,

consiste en inocular cantidades sucesivas menores de material en el medio, de manera

que en algún tiempo sean colocados en una capa tan delgada que les permita el

crecimiento de colonias individuales aisladas.

• Medios inclinados.- Este tipo de cultivo es empleado principalmente para resembrar

cepas aisladas, sea para identificación interior o para base cultivo.

• Cultivos por agitación.- Este medio de cultivo es empleado particularmente en el

aislamiento de anaerobios esporulado. Se calienta un tubo o botella a 50°C y luego se

deja enfriar.

• Cultivos por picadura.- En este método el material de laboratorio es colocado en un

alambre recto e introducido al medio. El método puede ser también empleado para

conservar los cultivos patrón.

• Cultivos líquidos.- Al inocular en un medio líquido como el agua con peptona o el

caldo con tioglicolato, el tubo se inclina y el material se extrae del asa por frotamiento

contra la pared del tubo.

Diferentes Medios De Cultivos.-

1. Medios de cultivo para cualquier tipo de bacteria.Medios de Cultivos. Finalidad.

Agar- Agar Agente solidificante en medios de cultivo

bacteriológicos y en otras aplicaciones (cultivo de

tejido, difusión inmunológica, estudios nutricionales,

etc.).

Peptona de Carne Se obtiene a partir de una digestión enzimática de tejido

animal. Es utilizada para trabajos generales en

bacteriología y como fuente de nitrógeno para una gran

diversidad de organismos

Peptona Bacteriológica Está indicada como fuente de nitrógeno en el cultivo de

microorganismos sin exigencias especiales.

Bilis de Buey Polvo de color amarillo verdoso utilizado para estimular

el crecimiento de bacterias del grupo

tifus/paratifus/enteritidis e inhibir el de la flora gram-

positiva, con excepción de los Enterococos.

Extracto de Levadura

Ingrediente para trabajos generales en bacteriología y

como base nutritiva en los medios de cultivo para el

crecimiento de diversos microorganismos. es rico en

vitaminas del grupo B aminoácidos y otros factores de

crecimiento

Transporte Amies sin

Carbón, Medio

Se emplea para favorecer y conservar la viabilidad de los

microorganismos mientras son transportados al

laboratorio. Se trata de un medio no nutritivo,

semisólido y reductor que previene la destrucción de los

gérmenes y los mantiene en Estado estacionario. Su

composición salina permite conservar la muestra hasta

su entrega al laboratorio.

Bordet Gengou, Base de

Agar

Se emplea para la identificación y aislamiento El medio

con glicerina y sangre está indicado para el crecimiento

de Bordetella pertussis y Bordetella parapertussis.

WL, Agar Diferencial Medio de cultivo diferencial de bacterias en la industria

cervecera y otras industrias de fermentación.

2. Medios de cultivo para bacterias en específico.

Medios de Cultivos. Finalidad.

Sangre Azida, Base de

Agar

Se emplea para el aislamiento de Streptococcus y

Staphylococcus en muestras de distintos orígenes.

Bilis-Rojo Neutro-

Violeta Cristal con

Glucosa (VRBG), Agar

(Ph.Eur.)

Se emplea para el recuento de Enterobacterias en

productos lácteos, cárnicos y otros alimentos.

Sulfito Bismuto, Agar Se emplea como medio altamente selectivo para el

aislamiento de Salmonella typhi y de otras Salmonellas

en gran diversidad de muestras muy contaminadas.

Base de Agar (UNE-EN

12780:2003)

Medio selectivo para el recuento de Pseudomonas

aeruginosa según UNE-EN 12780:2003 de aguas.

Desoxicolato, Agar Se emplea para el aislamiento de bacilos entéricos Gram-

negativos. También se usa en el recuento de Coliformes

en leche y productos lácteos.

(EMB Levine), Agar Se emplea para la investigación y diferenciación de

bacilos entéricos y microorganismos Coliformes. Con

este medio se puede identificar Escherichia coli y

Enterobacter. También permite la identificación de

Candida albicans

Cerebro Corazón (BHI),

Agar:

Se emplea para el cultivo de bacterias exigentes como

Estreptococos, Neumococos, Meningococos y otros.

GC, Base de Agar Se emplea para el cultivo de Gonococos y aislamiento de

Neisserias patógenas. Como tal base debe ir acompañada

de uno o varios suplementos según el fin que se persiga.

Giolitti-Cantoni, Caldo Se emplea para el enriquecimiento selectivo de

Staphylococcus aureus en productos alimenticios.

MRS, Caldo y agar Se emplea para el cultivo y recuento de Lactobacilos,

tanto en productos lácteos como en productos

alimenticios en general.

Preparación de algunos medios de cultivos.-

1. Transporte Amies sin Carbón, Medio.

Fórmula (por litro).

Composición (g/l):

Calcio Cloruro..................................................... 0,1.

Magnesio Cloruro................................................ 0,1.

Potasio Cloruro.................................................... 0,2.

Potasio di-Hidrógeno Fosfato............................... 0,2.

Sodio Cloruro........................................................ 3,0.

Di-Sodio Hidrógeno Fosfato.................................. 1,1.

Sodio Tioglicolato................................................ 1,0.

Agar................................................................... 7,5.

pH: 7,3±0,2

Preparación: Disolver 13,2 g en 1 l de agua destilada. Distribuir en tubos o viales con

tapón de rosca llenándolos casi por completo y esterilizar en autoclave (121°C de 10-15

minutos). Dejar enfriar y solidificar en posición vertical. Reapretar los tapones, si fuese

necesario, cuando el medio este frío.

Modo de empleo: La recogida del material se hace con un hisopo de algodón esterilizado.

Este hisopo se introduce en el tubo que contiene el medio de transporte, se cierra

herméticamente y se conserva en frío hasta su transporte.

2. Bilis-Rojo Neutro-Violeta Cristal con Lactosa (VRBL), Agar (ISO 4832)

Fórmula (por litro)

Sales Biliares nº3..........................................1,5

Violeta Cristal...........................................0,002

Rojo Neutro................................................ 0,03

Lactosa........................................................10,0

Extracto de Levadura.................................... 3,0

Peptona de Gelatina..................................... 7,0

Sodio Cloruro................................................. 5,0 Agar..............................................................15,0pH: 7,4±0,2

Preparación: Suspender 41,5 g en 1 l de agua destilada; calentar y agitar hasta ebullición y

hervir durante 1 minuto. Se puede esterilizar con cuidado (30 minutos vapor fluente, 118°C

durante 15 min, por ejemplo). NO ESTERILIZAR EN AUTOCLAVE.

Modo de empleo: Transferir 1 ml de la muestra a analizar y/o 1 ml de sus sucesivas

diluciones a tantas placas como correspondan. Con el medio enfriado a una temperatura

entre 44º y 47ºC, añadir a cada placa 15 ml del medio líquido. Homogeneizar girando

lateralmente las placas en un sentido y otro. Dejar enfriar hasta solidificación. Añadir a

cada placa 10 ml más del medio líquido y volver a dejar solidificar. Incubar entre 30 y 37ºC

durante 24 horas para el recuento de Coliformes.

3. Giolitti-Cantoni, Caldo

Fórmula (por litro).

Extracto de Carne................................................ 5,0

Extracto de Levadura............................................5,0

Glicina................................................................ 1,2

Litio Cloruro.........................................................5,0

D(-)-Manita....................................................... 20,0

Sodio Cloruro......................................................5,0

Sodio Piruvato..................................................... 3,0

Triptona.............................................................10,0

pH: 6,9±0,2

Preparación: Suspender 54,2 g en 1 l de agua destilada; calentar suavemente y agitar

hasta disolución total. Distribuir en tubos de ensayo con 19 ml de caldo y esterilizar a

121ºC durante 15 minutos. Añadir a cada tubo 0,3 ml de Potasio Telurito al 3,5% (0,03 ml

cuando se analice carne o productos cárnicos) antes de usarlo. El medio no se puede

conservar completado; si no se utiliza de inmediato conservar en nevera sin el Potasio

Telurito no más de 10-15 días.

Modo de empleo: Sembrar el material en estudio (habitualmente 1 g para lácteos y 0,1 g

en cárnicos) y sellar los tubos con aceite de vaselina estéril. Incubar anaeróbicamente a

37ºC durante 48 horas. Si no se produce ennegrecimiento del medio, el ensayo se considera

negativo; en caso contrario, será necesaria la confirmación mediante resiembra en Baird-

Parker, Vogel-Johnson o cualquier otro medio selectivo de Estafilococos. El

ennegrecimiento o precipitado negro se deben a la reducción del telurito a teluro metálico.

Tipo de Pruebas o Ensayos Bioquímicos.-

Las pruebas o ensayos bioquímicos, son pruebas simples que se han desarrollado para

demostrar en forma clara una determinada característica bioquímica como presencia o

ausencia de una determinada actividad enzimática, grupo de enzima o determinada vía

metabólica, crecimiento a una determinada temperatura, crecimiento en presencia de

inhibidores, entre otros. No significan de ninguna manera un estudio profundo del

metabolismo bacteriano. Entre estas tenemos:

Catalasa.

Oxidasa.

Rojo de metilo.

KOH.

Extracción de pigmentos con cloroformos.

Tinción de Gram.

Crecimiento en citrato de Simmons.

Hidrolisis de la gelatina.

Crecimiento a 45C°.

Crecimiento a 50°C.

Crecimiento a 65°C.

Crecimiento en agar de hierro triple azúcar.

Tinción de Gram.-

Es la tinción diferencial más útil en un laboratorio de microbiología para identificar a

una bacteria. Dependiendo del resultado de la tinción las bacterias se dividen en dos

grupos: Gram positivas (color purpura) y Gram negativas (color rojo). Las distinción entre

estos dos grupos se basa en la diferencias de composición química que presentan sus

paredes celulares y en la presencia de las membranas externas (La Gram positivas carecen

de membranas externas).

Crecimiento en citrato de Simmons, agar.-

Esta prueba sirve para determinar si un organismo es capaz de utilizar citrato como

única fuente de nitrógeno en su metabolismo, provocando una alcalinización del medio.

Entre las eterobacterias estas características se dan en los siguientes géneros: Enterobacter,

Klebsiella, Serratia, Citrobacter, y algunas especies de Salmenella. Sin embargo,

Escherichia, Shigella, Salmonella typhiparatyphi son incapaces de crecer con esos

nutrientes. Solo las bacterias capaces de metabolizar el citrato podrán multiplicarse en este

medio y liberaran iones amonio lo que junto con la eliminación del citrato (acido), genera

una fuerte basificación del medio que será aparente por un cambio de color del indicador de

pH, de verde a azul.

Prueba de oxidasa.-

Esta prueba sirve para determinar la presencia de enzimas oxidasas. La reacción de

la oxidasa se debe a la presencia de un sistema citocromooxidasa que activa la oxidación

del citocromo que es reducido por el oxígeno molecular que produce agua o peróxido de

hidrogeno según la especie bacteriana. El oxígeno actúa por tanto como aceptor final de

electrones en la cadena transportadora de electrones. Por lo general, el sistema

citocromooxidasa solo se encuentra en los organismos aeróbicos, algunos aerobios

facultativos y excepcionalmente, en algún microaerofilo Vidrio fetus), pero los anaerobios

estrictos carecen de actividad oxidasa. Así mismo, degrada el peróxido de hidrogeno que se

produce como consecuencia de la reducción del oxígeno y cuya acumulación es toxica.

Prueba de KOH.-

Con la prueba de KOH (hidróxido de portasio) basada en la reacción diferencial

rápidamente las bacterias darán su resultado, si son Gram positiva y Gram negativa. La

formación de un hilo lechoso indica que la bacteria es Gram negativa, si el hilo no se forma

el indicador es Gram positiva.

Rojo de Metilo.-

Esta prueba forma parte del IMVIC de las colimetrias y permite la diferenciación

dentro de la enterobacterias del grupo coli y aeregenes. Las enterobacterias son anaerobios

facultativos que utiliza la glucosa en dos fase: primero la metabolización aeróbicamente

(respiración oxibiontica) consumiendo rápidamente el oxígeno del medio, para en segundo

lugar, continuar metabolizando por vía anaeróbica (fermentación).

Importancias de los ensayos o pruebas bioquímicas.-

Lograr la identificación de la cepas que son consideradas actas para la fabricación

de medicina (antibióticos), utilizando los diferentes reactivos, indicadores y reveladores

químicos, con el fin de conocer las características, condiciones, virulencias y reacciones del

organismo o especie en particular que afecta la naturaleza, de esta manera poder controlar

enfermedades, eliminando inhibiendo su reproducción para evitar que se pierdan vidas por

causas de estos microorganismos.