NUTRICIÓN Y CRECIMIENTO BACTERIANOFUNDACIÓN H.A BARCELÓ

TECNICATURA DE ANÁLISIS CLÍNICOS

MICROBIOLOGÍA 1° CUATRIMESTRE 2015

Lic. Maria Andrea Camilletti

El objetivo principal de una bacteria es duplicarse, y deberá duplicar todos los componentes celulares. Para ello debe cumplir una serie de requisitos:

La célula debe estar en un medio que le provea1

2

NUTRIENTES

METABOLISMO

CELULAR

CATABOLISMO

(Degradación)

ANABOLISMO

(síntesis)

Los microorganismos deben extraer del medio ambiente las sustancias requeridas para:- La síntesis de su material celular y la generación de ENERGÍA

REQUERIMIENTOS NUTRICIONALES

C (carbono)N (nitrógeno)O (oxígeno)S (azufre)

Los microorg difieren en la forma específica en la cual obtienen los sig nutrientes:

Las bacterias fotosintéticas fabrican su propia fuente de C, mientras que las que no, lo obtienen directamente a partir de compuestos orgánicos.

FUENTE DE CARBONO

Doble función: fuente de Energía y fuente de Carbono

El carbono es el elemento mayoritario en las macromoléculas

Requerimiento de O2 para el crecimiento

SI NO

Aerobios obligados o estrictos

Anaerobios

Facultativos

Aerotolerantes

Estrictos

Si hay O2 lo utilizan

Pueden crecer en presencia de O2 , pero no lo utilizan

NO pueden crecer en presencia de O2

REQUERIMIENTOS DE OXÍGENO

NO todas las bacterias requieren de O2, podemos encontrar bacterias:

1. Aerobias obligadas o estrictas: Crecen sólo en presencia de O2 ya que dependen de la respiración aeróbica para obtener energía (el O2 funciona como el último aceptor de electrones). Ej. Bacilo de la tuberculosis y algunos bacilos esporulados

2. Anaerobias facultativas: NO requieren de O2 pero cuando está presente lo utilizan como aceptor final de electrones. En ausencia de O2 obtienen energía mediante reacciones de fermentación a través de cadenas respiratorias que no tienen al O2 como aceptor final de electrones.

3. Anaerobias aerotolerantes: NO requieren ni utilizan O2

pero pueden crecer en presencia o ausencia del mismo. Su metabolismo es siempre de tipo fermentativo

4. Anaerobias obligadas o estrictas: NO requieren de O2 pero tampoco lo toleran. Crecen sólo en ausencia de O2

SOD: Presente en Aerobios y Anaerobios facultativos y aerotolerantes

Catalasa: Presente en Aerobios y Anaerobios facultativos

Ambas ausentes en los anaerobios estrictos

MACRONUTRIENTES

Además de C y N, los microorg requieren de P, S, K, Mg, Ca, Na y Fe

Necesario para síntesis de ác. Nucleicos y fosfolípidos

Síntesis de proteínas y juega un rol importante en la homeostasis

Necesario para el aa Cys y Met, y vitaminas como Tiamina, Biotina, Ác. Lipoico y coenzima A. La mayor parte del azufre la obtienen de fuentes inorgánicas como sulfatos o sulfitos.

MACRONUTRIENTES

Respiración celular y citocromos

Estabiliza a los ribosomas, células y ác. Nucleicos. Es necesario para la actividad de muchas enzimas

Ayuda a estabilizar la pared celular y tiene un rol fundamental en el mantenimiento del calor en las endoesporas

Interviene en homeostasis

MICRONUTRIENTES

También llamados elementos traza:Co, Ni, Cr, Cu, Mn, Se, Zn. Muchos de ellos cumplen un rol fundamental en la estructura de las enzimas

Importante

Todo aquel compuesto que un microorg NO PUEDE SINTETIZAR, debe ser aportado como nutriente

Dichos compuestos orgánicos se denominan Factores de Crecimiento e incluye vitaminas, aa, purinas y pirimidinas

MEDIOS DE CULTIVO:Soluciones de nutrientes para el crecimiento de los microorganismos

Un medio de cultivo DEBE:-Aportar los nutrientes que un microorg específico requiere en la concentración adecuada. Ej: una elevada cc de un nutriente, como un aminoácido puede llegar a inhibir el crecimiento

Cultivo de Bacterias en el Laboratorio

MEDIOS DE CULTIVOClasificación

LíquidosSólidos

Semi Sólidos

Por su consistencia

Por su finalidad o uso

Preservación

ResucitaciónEnriquecimiento

Fermentativos Selectivo de EnriquecimientoAislamientoSelectivo de Aislamiento

Diferenciales

Identificación Genéricos

Líquidos

Sólidos Semi Sólidos

Soluciones acuosas de uno o más componentes.

Ej: peptona buffereada,Caldo nutritivo

Son medios de cultivo que contienen también un agente solidificante o gelificante como el ágar-ágar, en concentraciones oscilan entre 1-2%

Son medios vertidos en forma inclinada, que contienen 0,15% de ágar-ágar.

Usualmente se emplean para test de movilidad

Ej: ágar-SIM

Preservación Resucitación

Enriquecimiento Fermentativos

Son medios que preservan y mantienen la viabilidad de los microorganismos por un largo período. Durante el almacenamiento por largos periodos, el medio de preservación protege a los microorg de influencias que le son adversas

Medios NO SELECTIVOS ricos en nutrientes que permiten a los microorg deteriorados o debilitados, reparar y recuperar su capacidad para crecer normalmente.

Ej: Tripteína Soja ágar con 0,3% de extracto de levaduras

Son medios líquidos de cultivo que proveen los nutrientes necesarios para la multiplicación de los microorg.

Ej: Agua de peptona buffereada o caldo nutritivo

Son medios líquidos de cultivo formulados de tal forma que contienen los nutrientes necesarios para obtener el máximo rendimiento de un microorg específico o de un producto de su metabolismo

Selectivo de Enriquecimiento

Aislamiento

Selectivo de Aislamiento Diferenciales

Medios formulados para favorecer la multiplicación de un microorg puntual o de un grupo de ellos, mientras que inhibe total o parcialmente el crecimiento de microorg interferentes acompañantes.

Ej: Muller-Kauffman Tetrationato con Novobiocina

Son medios de cultivo sólidos que favorecen el crecimiento de microorg.

Ej: Ágar en placa

Favorece el crecimiento de determinados microorg específicos, mientras que inhibe a los interferentes.

Ej: Ágar Mc Conkey

Medios de cultivo que permiten evaluar una o más características fisiológicas y/o bioquímicas de los microorg. para permitir su identificación.

Ej: Fluorocult o Ágar citrato de Simmons

Identificación Genéricos

Medios de cultivo diseñados para producir una reacción de identificación específica que no requiere ningún test de confirmación posterior.

Ej: TSI Triple sugar agar

Algunos medios pueden asimilarse a varias categorías. Ágar sangre por ejemplo, puede ser utilizado como medio de resucitación, aislamiento, o diferencial para la detección de hemólisis.

Ágar-sangreStreptococcus pneumoniae creciendo en agar columbia nutrido con sangre de caballo. Hemólisis alfa. Cepa mucoide aislado de la conjuntiva de un niño de seis semanas de edad

Ágar MacConkeyAgar Macconkey con bacterias Lac+ (Izquierda) y Lac- (Derecha

MEDIOS DE CULTIVOComo fuente de Nutrientes

SINTÉTICOS

COMPLEJOSSe preparan agregando

cantidades precisas de determinados químicos.

Se usan ocasionalmente cuando se cultivan microorg. con requerimientos nutricionales muy simples

Emplean peptonas y/o extractos suplementados con azúcares (glucosa, generalmente) como fuente de C y Energía y un buffer para mantener un pH óptimo para el crecimiento

MEDIOS DE CULTIVO COMPLEJOSA pesar de la diversidad en las aplicaciones y requerimientos, los medios de cultivo complejos tienen una estructura básica, cuyos constituyentes son:

I. Fuente de N

II. Fuente de C

III. Buffers

IV. Sales minerales y metales

V. Factores de Crecimiento

VI.Cloruro de Sodio

VII.Agentes Gelificantes

VIII.Agentes Selectivos

IX. Indicadores

I. Fuente de N aa, peptonas,y/o extractos derivados de hidrolizados de carne, caseína, levadura y vegetales.

II. Fuente de C Peptonas (se usa como fuente de N y C)Azúcares (dextrosa, lactosa y otros mono y polisacáridos)

III. Buffers Buffers salinos evitan cambios drásticos de pH en el medio (producto de catabolismo o anabolismo), Más usados son el Buffer fosfato y el Buffer Tris

IV. Sales minerales y metales

V. Factores de crecimiento

Ca2+, Mg2+, Fe2+, Fe3+

VI. NaCl

Nutrientes y protección contra agentes tóxicos (como H2O2 por ej)

SO42-, PO43-

Sangre, suero, extracto de levaduras, hemina o vitaminas

Peptonas, infusiones o extractos

Se agrega para mantener el balance osmótico en el medio

VII. Agentes gelificantes

VIII. Agentes selectivos

Ágar-ágar(*)

Inhiben a los microorg acompañantes sin afectar el crecimiento de los organismos buscados. Ej: ATB

SilicagelAlginatoGelatina

El ágar no es inerte, aporta metales minerales y piruvatos

Interacción con base nutritiva

IX. Indicadores Colorantes indicadores de pH. Muestran los cambios debidos a la utilización de los H de C. Ej Rojo fenol, Rojo neutro

Ágar

Sustancia obtenida a partir de algas marinas como Gelidium, Gracilaria, Pterocladia y Ampheltia

Químicamente es un galactano, un carbohidrato complejo compuesto por galactosas

Forma un gel con una temperatura de gelificación de 40-45°C después del enfriamiento, previo calentamiento hasta fusión a temperaturas de 80-90°C

Es un agente solidificante, no es utilizado como nutriente por las bacterias sino como sostén

FACTORES REQUERIDOS PARA EL CULTIVO DE MICROORGANISMOS

Disponibilidad de nutrientes apropiados

O2, y otros gases de acuerdo al

requerimiento

Humedad

pH adecuado

Temperatura adecuada

El medio debe estar libre de

microorganismos interferentes

Prevención de la contaminación

O2

Aerobios obligados: Requieren la libre entrada

de O2

Anaerobios: Crecen solamente en ausencia de

O2 atm

Microaerófilos: Se desarrollan mejor bajo

condiciones parcialmente aeróbicas

Anaeróbicos facultativos: Son capaces de crecer

en ausencia o presencia de O2

Humedad

Los microorg requieren un ambiente acuoso y

deben disponer de “agua libre” (agua no ligada a

estructuras complejas)

La evaporación durante la incubación o el

almacenamiento ocasiona una pérdida del “agua

libre” y una reducción en el tamaño de las

colonias o una total inhibición del crecimiento de

los microorg.

Temperatura adecuada

Bacterias mesófilas1 y hongos: 25-

40°C

Termófilos: > 45°C

Psicrófilos: < 20° C

1Los organismos patógenos son generalmente mesófilos