¡Descarga Apuntes microbiología y más Apuntes en PDF de Microbiología solo en Docsity!
FACTORES DEL CRECIMIENTO
MICROBIANO
Hay cuatro factores que juegan un papel destacado en el control del crecimiento microbiano: la temperatura, el pH, la disponibilidad de agua, y el oxígeno. Otros factores que también pueden afectar al crecimiento, son la presión osmótica e hidroestática, la radiación,salinidad y nutrientes.
Efecto de la temperatura sobre el crecimiento microbiano:
A temperaturas muy frías o muy calientes los microorganismos no crecerán o morirán. Para cada microorganismo existe una temperatura mínima por debajo de la cual no produce crecimiento, una temperatura óptima a la que se produce el crecimiento más rápido, y una temperatura máxima por encima de la cual no es posible el crecimiento. Estas tres temperaturas, se llaman temperaturas cardinales.
A medida que se eleva la temperatura, las reacciones químicas y enzimáticas que se dan en la célula son más rápidas, y el crecimiento
se acelera. Un aumento de temperatura acarrea un aumento en el crecimiento y en el funcionamiento metabólico, sin embargo, por encima de una cierta temperatura, las reacciones celulares y crecimiento caen a cero.
La temperatura máxima de crecimiento de un organismo refleja la inactivación de una o más proteínas celulares que son esenciales. Los factores que determinan la temperatura mínima de crecimiento de un organismo no están tan claros. La membrana citoplasmática debe estar en un estado fluido para su correcto funcionamiento y tal vez la temperatura mínima de crecimiento sea el resultado de la «congelación» de esas funciones de la membrana en cuanto a transporte de nutrientes o a la formación del gradiente de protones. La temperatura óptima de crecimiento refleja un estado en que todos o la mayor parte de los componentes celulares están funcionando a su máxima velocidad.
A-.Clases de microorganismos según la temperatura:
Se pueden distinguir cuatro grupos de microorganismos con relación a su temperatura óptima:
Psicrófilos , con temperaturas óptimas bajas, se encuentran en ambientes muy fríos.
Mesófílos , con temperaturas óptimas moderadas, se encuentran en animales de sangre caliente y en medios acuáticos y terrestres de latitudes templadas y tropicales. Ejemplo: Escherichia coli.
Termófilos , con altas temperaturas óptimas, se encuentran en ambientes muy calientes.
Hipertermófilos , con temperaturas óptimas muy elevadas, se encuentran en ambientes extremadamente calientes como fuentes termales, géiseres y emisiones hidrotermales submarinas.
son meramente tolerantes al ácido sino que requieren altas concentraciones de iones hidrógeno para su estabilidad.
Alcalófilos: Microorganismos extermófilos que crecen mejor a un pH muy alto, es decir, de 9 o más. Un ejemplo es el B.firmus. La superficie externa de la membrana es alcalina y en lugar de usar la fuerza motriz de protones para suministrar energía para el transporte y movilidad, usan una fuerza motriz de Na +, aunque también se genera una fuerza motriz de protones en células de B. firmus, incluso aunque la cara externa de la membrana está repleta de iones hidroxilo.
1) pH intracelular:
El pH óptimo para el crecimiento de un organismo es el pH del medio extracelular. El pH intracelular debe permanecer próximo a la neutralidad para evitar la destrucción de macromoléculas celulares.
Neutrófilos: Microorganismos cuyo pH óptimo para el crecimiento está entre 6 y 8, su citoplasma permanece neutro o muy próximo a la neutralidad.
Acidófilos y alcalófilos: El pH interno puede variar. Por ejemplo,en el acidófilo P.oshimae , el pH intracelular es 4,6 y en alcalófilos extremos se han logrado medir valores de pH intracelular de hasta 9,5.
Tampones:
En cultivos cerrados el pH cambia durante el crecimiento a consecuencia de las reacciones metabólicas que consumen o producen sustancias ácidas o básicas. Por eso, a los medios de cultivo microbianos se añaden sustancias amortiguadoras o tampones para mantener el pH relativamente constante. Para valores próximos a la neutralidad el fosfato potásico (KH2P04) y el carbonato cálcico (CaC03).
Efectos osmóticos sobre el crecimiento microbiano:
La disponibilidad de agua depende del contenido de agua que está presente en un medio o hábitat y de la concentración de solutos, como sales, azúcares y otras sustancias que puedan estar presentes en el agua. Las sustancias disueltas tienen una cierta afinidad por el agua que hace que el agua asociada a los solutos no esté disponible para los organismos.
La disponibilidad del agua se expresa como la actividad de agua, abreviadamente a (^) w , que es el cociente entre la presión de vapor del aire en equilibrio con una sustancia o solución y la presión de vapor del agua pura a la misma temperatura. Los valores de aw varían de 0 a
Osmosis: Proceso mediante el cual el agua difunde desde regiones de alta concentración de agua (baja concentración de solutos) a regiones de menor concentración de agua (mayor concentración de solutos). El citoplasma de una célula tiene una concentración de solutos mayor que el medio, por lo que el agua tiende a entrar dentro de la célula. En esas condiciones se dice que existe un balance de agua positivo. El balance de agua negativo es al revés.
Los efectos osmóticos son notables, en ambientes con altas concentraciones de sal.
Halófilos: Microorganismos que tienen generalmente una dependencia específica por el NaCl y crecen de modo óptimo al valor de actividad hídrica propio del agua de mar. El crecimiento de los halófilos requiere al menos algo de NaCl, pero la concentración óptima de NaCl varía en cada organismo:
Halófilos discretos: Requerimientos bajos (1 -6%) de NaCl.
Halófilos moderados: Requerimientos (6 -15%) de NaCl.
Los microorganismos son incapaces de prosperar en ambientes con muy baja actividad hídrica y mueren, o se deshidratan y pasan a un estado de latencia.
solutos externos, y para cada organismo la cantidad máxima que puede sintetizar o acumular es una característica genética
Ejemplos de solutos compatibles, K+, ectoína, glicerol, glicina betaína…
La glicina betaína es un derivado del aminoácido glicina en el que los átomos de hidrógeno del grupo amino se han sustituido por tres grupos metilo. Esto deja una carga positiva permanente en el átomo de nitrógeno, que aumenta la solubilidad de la sustancia. Se encuentra en cianobacterias y bacterias halófilas.
Efecto del oxígeno y crecimiento microbiano:
1) Tipos de microorganismos con relación al oxígeno:
Aerobios: especies capaces de crecer a tensiones normales de oxígeno (el 21 % del aire es 0 2 ) y respiran oxígeno en su metabolismo.
Microaerófilos: aerobios que pueden usar el 0 2 sólo cuando está
presente a niveles más bajos que en el aire (condiciones microóxicas), normalmente a causa de su limitada capacidad para respirar o porque contienen alguna molécula sensible al oxígeno como enzimas que son lábiles en su presencia.
Aerobios facultativos: bajo las apropiadas condiciones nutritivas y de cultivo pueden crecer tanto en condiciones óxicas como anóxicas.
Anaerobios: microorganismos que no pueden respirar 0 2.
Anaerobios aerotolerantes: pueden tolerar el oxígeno y crecer en su presencia aunque no pueden usarlo.
Anaerobios obligados o estrictos: son inhibidos o mueren en presencia de oxígeno. Uno de los grupos mejor conocidos de anaerobios obligados es el género Clostridium, formado por bacilos grampositivos que forman endosporas.
2) Técnicas de cultivo p ara aerobios y anaerobios:
En aerobios, como el oxígeno es poco soluble en agua,es necesario una agitación de los matraces o un burbujeo de aire esterilizado a través del medio mediante un tubo fino de vidrio o un disco poroso.
En anaerobios, el objetivo es reducir el oxígeno, para los que no son extríctamente sensibles a pequeñas cantidades de oxígeno, se obtienen condiciones anóxicas llenando los tubos con medio de cultivo hasta arriba y cerrando con tapones herméticos. También se puede añadir un compuesto químico que sea un agente reductor capaz de reaccionar con el oxígeno y reducirlo a H 2 O.
Para eliminar completamente el O 2 del cultivo de anaerobios. La jarra
anóxica de anaerobios es un contenedor con una tapadera que puede sellarse y dentro del cual se colocan los tubos o placas que se vana incubar. El aire del recipiente se reemplaza luego por una mezcla de H 2 y C0 2 y, en presencia de paladio como catalizador, las trazas de 0
2 que pudieran quedar en el contenedor se consumen formando agua (H 2 + 0 2 —>H 2 O) y se establecen así condiciones anóxicas. El medio
de cultivo se hierve primero para liberar el oxígeno y luego se añade un agente reductor como H2S y se sella la muestra en una atmósfera de gas libre de oxígeno. Todas las manipulaciones hay que realizarlas bajo una corriente gaseosa de hidrógeno o nitrógeno, libres de oxígeno, que se dirige al recipiente de cultivo cada vez que se abre, evitando así que el oxígeno pueda entrar.
