MICROBIOLOGIA Bacterias aeróbicas.

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1 MICROBIOLOGIA Bacterias aeróbicas

2 Definición de medio de cultivo
Un medio de cultivo es un conjunto de nutrientes, factores de crecimiento y otros componentes que crean las condiciones necesarias para el desarrollo de los microorganismos. La diversidad metabólica de los microorganismos es enorme; por ello la variedad de medios de cultivo es grande, no existiendo un medio de cultivo universal adecuado para todos ellos. Un medio de cultivo debe contener en forma asimilable: Nitrógeno y Proteínas (peptonas), lípidos, hidratos de carbono, distintas sales minerales, factores de crecimiento (Ej. vitaminas, sangre, etc), agua, extractos de carne o levadura agentes solidificantes (agar o gelatina). Deben ser estériles, isotónicos, poseer propiedades buffer, una viscosidad óptima y un potencial oxido reductor determinado. Las diferencias en la capacidad de empleo de los nutrimentos y las reacciones que con ellos se verifiquen, constituye parte de las bases para la identificación de microorganismos.

3 Tipos de medios de cultivo por su consistencia
• Los medios de cultivo pueden ser: • 1. Líquidos • 2. Sólidos o semisólidos • Los medios sólidos o semisólidos pueden contener los mismos ingredientes que los medios líquidos, pero poseen además agentes solidificantes que pueden ser agar, gelatina ó sílica gel. • El agar proviene de las algas rojas Gelidium, Gracilaria, Acanthopeltis, Ceramium y Pterocladia y químicamente es un polímero de azúcares que posee interesantes propiedades que lo hacen ideal para el cultivo de una gran variedad de microorganismos. Se funde a altas temperaturas (87oC) y solidifica a oC. Además no es degradado por la mayoría de las bacterias. Se usa a una concentración del 1.5-2% • La gelatina tiene el inconveniente de que se licúa a temperaturas relativamente bajas y muchos microorganismos la utilizan como fuente de carbono y nitrógeno. Se utiliza a una concentración del 5-10%. • La sílica gel se emplea para algunos microorganismos que se inhiben en presencia de agar.

4 Tipos de medio de cultivo por su uso Medio sintetico: son los medios que contienen una composición química definida cuali y cuantitativamente. Se utilizan para el estudio de requerimientos nutricionales y para obtener resultados reproducibles. Medio minimo: son los medios que presentan la minima cantidad de nutrientes capaz de permitir el desarrollo de los microorganismos. Medio complejo: medios que contienen nutrientes de composición química variable o no establecida. Son mezclas complejas y poco definidas de sustancias. Se forman a partir de extractos animales, vegetales, etc. Se utilizan cuando se necesita obtener una amplia gama de microorganismos.

5 Medio enriquecido: medio que tiene un gran exceso de nutrientes y se utiliza para microorganismos que tienen grandes exigencias nutricionales. No pueden ser selectivos. Agar chocolate, agar cerebro-corazón, etc. Medio selectivo: medio que sólo permite el crecimiento de un grupo de microorganismos e inhibe el de otros. Permite seleccionar y aislar microorganismos a partir de poblaciones mixtas Agar sales-manitol o Chapman (permite el crecimiento de ciertos Staphilococcus). Medio diferencial: medio que permite revelar características fisiológicas de los microorganismos. Levine (permite visualizar la fermentación de lactosa por viraje de un indicador ácido-base), Agar sangre (permite visualizar la síntesis de hemolisinas). Medios de transporte: Estos medios se utilizan para el transporte de diversas muestras biológicas evitando la muerte de los microorganismos de interés. La característica de estos medios es que su composición permite la viabilidad de los microorganismos pero no permite su multiplicación. Medio de Stuart, de agua peptonada para Vibrio, Cary y Blair, Glicerol-Solución Salina, Amies y Douglas, etc

6 Cuando se desean cultivar bacterias no solo es necesario tomar en cuenta los nutrientes, sino también las condiciones físicas como son pH, condiciones de oxígeno, luz, temperatura, entre otros

7 1.- Aporte de nutrientes La cantidad y naturaleza de los nutrientes en un medio de cultivo viene determinada por el rendimiento de un producto en especial además de los requerimientos nutricionales del microorganismo pH Un microorganismo puede alterar el pH del medio de cultivo como resultado de las sustancias producidas por el propio microorganismo; por ejemplo: Utilización de carbohidratos ----> Producción de ácidos orgánicos ----> Acidificación Catabolismo de proteínas ----> Producción de materiales nitrogenados ----> Alcalinización Estos cambios pueden llegar a ser tan grandes que inhiban el crecimiento del microorganismo. Estos cambios se pueden prevenir controlando el pH mediante sistemas tampón. Uno de los más utilizados en microbiología es la combinación de KH2PO4 y K2HPO4 tamponando el medio a un pH de aproximadamente 6,8.

8 3.- Presencia del oxígeno Los gases principales que afectan al desarrollo microbiano son el oxígeno y el dióxido de carbono. Las bacterias presentan una respuesta amplia y variable al oxígeno libre clasificándose en cinco grupos: i.- Aerobias: bacterias que se desarrollan en presencia de oxígeno libre. ii.- Anaerobias: bacterias que se desarrollan en ausencia de oxígeno libre. iii.- Anaerobias facultativas: bacterias que se desarrollan tanto en presencia como en ausencia de oxígeno libre. iv.- Aerotolerantes: son microorganismos que pueden tolerar o soportar el oxígeno y crecer en su presencia aún cuando no lo utilizan. v.- Microaerófilas: bacterias que crecen en presencia de pequeñas cantidades de oxígeno libre.

9 La respuesta de un organismo al O2 depende de la presencia de varias enzimas que reaccionan con él y con varios radicales generados por las celulas. Po ejemplo, la oxidación de las flavoproteínas dá origen a la formación de H2 O2 como el producto mayoritario y pequeñas cantidades del radical superóxido que es aún más tóxico. Por lo tanto, todos los organismos que pueden vivir en presencia del O2 (ya sea que lo utilicen o no), contienen superoxido dismutasa.Además la mayoría de estos organismos contienen la enzima catalasa capaz de descomponer el peróxido. Los anaerobios obligados han perdido la superoxido dismutasa y catalasa y/o peroxidasa por lo que la presencia del oxigeno es letal.

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11 Los microorganismos aerobios estrictos respiran usando al oxigeno como aceptor final de electrones en su cadena respiratoria; los anaerobios facultativos pueden obtener su energía tanto por procesos repiratorios como fermentativos, es decir, pueden tener como aceptores finales de electrones al oxígeno o compuestos orgánicos. Los microorganismos microaerofílicos requieren oxígeno pero a tensiones menores del 15%.

12 (a) (b) (c) (d) (e) (a) Los aerobios obligados crecen solo
en la superficie. (b) Los anaerobios, como son sensibles al oxígeno, crecen en el fondo, lejos de la superficie. (c) Los facultativos crecen en todo el tubo. (d) Los microaerofílicos tienden a crecer cercanos a la superficie. (e) Los aerotolerantes crecen en (a) (b) (c) (d) (e)

13 Para desarrollar bacterias aerobias se incuban los medios de cultivo en agitación constante o introduciendo aire estéril en el medio. Los anaerobios estrictos son muy sensibles al O2 por lo que se debe evitar la exposición de estos microorganismos al O2. Se puede obtener un ambiente de anaerobiosis por los siguientes métodos: A.- Agregando al medio de cultivo un compuesto reductor, como es el tioglicolato sódico, para disminuir el contenido de O2. B.- Quitando el O2 por procedimientos mecánicos y reemplazándolo por N2 o CO2. C.- Mediante reacciones químicas dentro del recipiente que contiene el medio de cultivo inoculado para combinar el oxígeno libre con otro compuesto. Por ejemplo: al encender una vela se transforma el oxígeno en dióxido de carbono.

14 4.- Suministro de luz Los organismos fotosintéticos deberán ser expuestos a una fuente de iluminación ya que la luz es su fuente de energía. Esta fuente de iluminación no debe plantear problemas de variación de temperatura, por lo que suelen usarse lámparas fluorescentes con un desprendimiento mínimo de calor Control de la temperatura El desarrollo de las bacterias depende de reacciones químicas, y la velocidad con que se efectúan estas reacciones está influída por la temperatura, por lo que la temperatura puede en parte determinar la velocidad de crecimiento de los microorganismos. Cada especie microbiana posee una temperatura óptima de crecimiento clasificándose según esto en los siguientes grupos: i.- Psicrófilas: capaces de desarrollarse a 0° C o menos. Su temperatura óptima es alrededor de los 15° C. ii.- Mesófilas: crecen mejor entre 25 y 40° C. iii.- Termófilas: crecen mejor entre 45 y 60° C.

15 6.- Otros requerimientos Halófilas: bacterias que para su crecimiento requieren altas concentraciones de sal ( %). Son aquellas bacterias aisladas del mar y ciertos alimentos. Otras bacterias, como las aisladas en las fosas marinas, requieren presiones superiores a las normales.