Agentes Fisicos

I. OBJETIVO:

OBJETIVO GENERAL

• Conocer del efecto del cambio de temperatura, grado de salinidad y las radiaciones UV como parámetros de control de crecimiento microbiano.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

• Comprender la importancia de estos factores físicos en la selección de poblaciones microbianas.

• El desarrollo de los microorganismos en diferentes ambientes e que se encuentran.

• Observar como la acción de agentes físicos alteran el crecimiento microbiano, de manera de utilizar estas características para la eliminación de los mismos en agentes patógenos.

• Conocer la importancia de haber realizado este tipo de laboratorio, para la carrera de Ingeniería Ambiental.

I. FUNDAMENTO TEÓRICO:

ACCIÓN DE LOS AGENTES FISICOS SOBRE LOS MICROORGANISMOS

1.1 EFECTO DE LA TEMPERATURA: La temperatura es uno de los parámetros ambientales más importantes que condicionan el crecimiento y la supervivencia de los microorganismos.

La temperatura afecta a la velocidad de crecimiento (por lo tanto al tiempo de generación).

Cada bacteria muestra una curva característica de tasa de crecimiento en función de la temperatura, donde podemos distinguir tres puntos característicos llamados temperaturas cardinales:

El margen entre la temperatura mínima y la máxima se suele llamar margen de crecimiento, y en muchas bacterias suele comprender unos 40 grados.

La temperatura mínima se puede explicar en función de un descenso de la fluidez de la membrana, de modo que se detienen los procesos de transporte de nutrientes y el gradiente de protones.

Por encima de la temperatura mínima la tasa de crecimiento va aumentando proporcionalmente hasta alcanzar la temperatura óptima, debido a que las reacciones metabólicas catalizadas por enzimas se van aproximando a su óptimo. En dicha temperatura óptima las enzimas y reacciones se dan a su máxima tasa posible.

A partir de la temperatura óptima, si seguimos subiendo la temperatura se produce un descenso acusado de la tasa de crecimiento hasta alcanzar la temperatura máxima.

Dicha temperatura refleja desnaturalización e inactivación de proteínas enzimáticas esenciales, colapsamiento de la membrana citoplásmica y a veces lisis térmica de la bacteria.

1.2 EFECTO DE LA LUZ ULTRA VIOLETA:

1.2.1 Radiación: Propagación de energía por el espacio. Los principales tipos de radiaciones que pueden tener efectos sobre los seres vivos son:

Radiación Electromagnética l (longitudes de onda, en nm)

radiación infrarroja (IR) 800-106

radiación visible 380-800

ultravioleta (UV) 13,6-380

rayos X 0.14-13.6

rayos g 0.001-0.14

1.2.2 La radiación UV: Tiene un efecto letal y mutagénico, que depende de su longitud de onda.

Los rayos UV no tienen actividad ionizante, pero provocan cambios químicos en las moléculas absorbentes, de modo que aparecen moléculas alteradas denominadas genéricamente fotoproductos quienes originan la inactivación de macromoléculas.

Las consecuencias de inactivar proteínas o ARN no se dejan sentir a efectos de letalidad, ya que existen muchas copias de cada uno de estos tipos de macromoléculas, y se pueden volver a sintetizar. En cambio, la inactivación del único cromosoma de la bacteria tiene efectos letales primarios y efectos mutagénicos secundarios. Por lo tanto, el espectro de acción biológica de la luz UV equivale al de absorción del UV por el ADN (260 nm).

 Foto productos del ADN ocasionados por la Luz UV: Derivan de alteraciones en las bases pirimidínicas (citosina, timina)

 Mecanismos de reparación de los Fotoproductos: Debido al carácter esencial del ADN como molécula central informativa de los seres vivos, la evolución ha desarrollado una serie de mecanismos capacitados para enfrentarse con los posibles daños ocasionados por la luz ultravioleta.

1.3 EFECTOS DE LA PRESIÓN OSMÓTICA:

Las bacterias pueden vivir en medios tanto hipotónicos como hipertónicos, debido a la protección de una pared celular rígida y a la membrana citoplásmica semipermeable.

Normalmente el citoplasma de las bacterias poseen una osmolaridad ligeramente superior a la del entorno, lo que garantiza el paso de agua al interior. La presión de turgor es relativamente constante porque la membrana citoplásmica se topa con la rigidez de la pared celular. Esta presión de turgor permite que la bacteria aguante cambios bruscos de concentración de solutos en su entorno (dentro de ciertos límites).

 En medios hipotónicos (con una aw>aw del citoplasma) es la pared celular la que ejerce todo el papel: su rigidez se opone a la entrada de agua, y por lo tanto, evita que la membrana citoplásmica tienda a sufrir una presión de turgor excesiva.

 En medios hipertónicos (cuando la aw del exterior es menor que la del citoplasma). Las bacterias poseen mecanismos compensatorios por los que tienden a aumentar la osmolaridad interior por encima de la del medio (para garantizar la entrada de agua del ambiente y mantener su metabolismo).

Ello se logra esencialmente aumentando la concentración de un soluto muy soluble en agua en el interior celular, soluto llamado genéricamente soluto compatible, lo cual se puede lograr por varios posibles mecanismos:

Dejando aparte las bacterias halófilas, hay algunas bacterias halotolerantes (como por ejemplo, Staphylococcus aureus), pero la inmensa mayoría de los procariotas viven a valores de actividad de agua de 0.98. Por ello, un método que ya se conocía empíricamente en la antigüedad para conservar ciertos alimentos era el desecarlos o salarlos, o añadirles grandes cantidades de azúcar (como en las mermeladas).

i) Algunas Definiciones:

 Bacterias Halófilas:

Son aquellos que viven en ambientes con un contenido mayor o igual a 8% w/v de ClNa. Estos microorganismos extremofilos se encuentran generalmente en lagos salinos cuya salinidad es la de saturación o sobresaturación.

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