CARACTERISTICAS DEL CRECIMIENTO BACTERIANO

CARACTERISTICAS DEL CRECIMIENTO BACTERIANO

Se entiende por crecimiento microbiano el aumento del número de microrganismos a lo largo del tiempo. No debe confundirse con ciclo celular, que es el proceso de desarrollo de una única célula, ya que con crecimiento se está refiriendo al demográfico de una población.

A lo largo del ciclo celular bacteriano tiene lugar la replicación del material genético, la síntesis de componentes celulares, la elongación de la bacteria para alcanzar un tamaño doble del inicial y su división por bipartición para dar lugar a dos células hijas. La duración del ciclo celular coincide con el tiempo de generación.

El crecimiento de una población resulta de la suma de los ciclos celulares de todos los individuos de dicha población.

Los cultivos de microrganismos pueden ser asincrónicos cuando cada microrganismo se encuentra en un punto diferente del ciclo celular.

Por consiguiente, en un momento determinado en un cultivo se encuentran células que acaban de dividirse, otras que están replicando su ADN, otras que están creciendo, otras que están iniciando la división celular, etc. Por el contrario, en un cultivo sincrónico todas las células se encuentran simultáneamente en la misma fase del crecimiento celular.

El cultivo de microrganismos consiste en proporcionarles las condiciones físicas, químicas y nutritivas adecuadas para que puedan multiplicarse de forma controlada. En general, podemos distinguir cultivos líquidos y sólidos en función de las características del medio y cultivos discontinuos y continuos en función de la disponibilidad de nutrientes en el medio.(1)

Se pueden diferenciar cuatro fases en la evolución de los parámetros que miden el crecimiento microbiano.

A. Fase lag o de adaptación o latencia

Durante la que los microorganismos adaptan su metabolismo a las nuevas condiciones ambientales (abundancia de nutrientes y condiciones de cultivo) para iniciar la fase de crecimiento exponencial.

La duración de esta fase varía considerablemente según la condición de los microorganismos y la naturaleza del medio. Pudiendo se bastante larga si el inóculo procede de un cultivo viejo, refrigerado o por inoculación de un cultivo en otro químicamente diferente. En el caso de transferir un cultivo en fase de crecimiento exponencial vigoroso a un medio nuevo de la misma composición, la fase de latencia se acorta o no se produce.

B. Fase exponencial o logarítmica

En esta fase la velocidad de crecimiento es máxima y constante, es decir, los microorganismos se dividen y duplican a intervalos regulares. La población es más uniforme, química y fisiológicamente; por ello, los cultivos en esta fase se utilizan para estudios bioquímicos y fisiológicos.

El crecimiento en esta fase es logarítmico.

C. Fase estacionaria

No se produce un incremento en el número de microorganismos (ni la masa u otros parámetros del cultivo). Las células en fase estacionaria desarrollan un metabolismo diferente al de la fase exponencial y durante ella se produce una acumulación y liberación de metabolitos secundarios que pueden tener importancia industrial.

Las bacterias llegan a esta fase cuando el nivel de la población es de aproximadamente 109 células/mL, mientras que protozoos y algas alcanzan la concentración máxima de 106 células/mL.

Los microorganismos entran en fase estacionaria porque:

- Se agota algún nutriente esencial del medio

- Toxicidad de los productos de desecho que han liberado durante la fase exponencial

La fase estacionaria tiene gran importancia porque probablemente represente con mayor fidelidad el estado metabólico real de los microorganismos en los ambientes naturales.

D. Fase de muerte

Se produce una reducción del número de bacterias viables del cultivo, generalmente de forma logarítmica. (2)

Factores de crecimiento

Son los compuestos, necesarios en pequeña cantidad, que debe suministrar el medio para que tenga lugar el crecimiento de algunos microorganismos. Los organismos que requieren un determinado factor de crecimiento son auxotróficos para ese compuesto.

A. Factores orgánicos

Algunos microorganismos carecen de la capacidad de sintetizar ciertos aminoácidos, nucleótidos o vitaminas. Éstos son generalmente aportados por los extractos de levadura y carne, agregados al medio. A veces son adicionados en cantidades demasiado elevadas interfiriendo en el metabolismo microbiano. Generalmente, los microorganismos requieren L-aminoácidos.

B. Factores minerales

La ausencia total de metales comporta la muerte o enfermedades carenciales en todos los seres vivos, pero todo es cuestión de dosis pues, el efecto es beneficioso hasta un cierto nivel, traspasado el cual se observan trastornos fisiológicos. Algunos elementos esenciales, por ejemplo cinc, cobre, cobalto, hierro, molibdeno, son necesarios para la actividad de enzimas específicas. Además, algunos seres vivos tienen requerimientos minerales especiales.

Factores ambientales

A. Agua

La disponibilidad de agua en el ambiente se expresa indirectamente en términos de actividad del agua (aw), la que se define como la razón entre la presión de vapor de agua del substrato o solución (p) y la presión de vapor del agua pura (po) a la misma temperatura, es decir, aw = p/po.

La mayor parte de las bacterias no crecen a una aw por debajo de 0,91 mientras que los mohos pueden desarrollarse con cifras de 0,80. Los valores más bajos obtenidos para arqueobacterias halófilas son del orden de 0,75 mientras que los mohos xerófilos (amantes de la sequedad) y las levaduras osmófilas (que prefieren presiones osmóticas eleva-das) se multiplican muy lentamente aún con valores de 0,65 y 0,60 respectivamente.

B. Tensión superficial

La tensión superficial de los medios de cultivo afecta al desarrollo de un microrganismo.

La humectabilidad es función de la tensión superficial. Las soluciones de detergentes pueden penetrar en grietas y espacios muy pequeños e incluso hasta el centro de los agregados de bacterias, donde el agua quedaría por encima sin mostrar penetración alguna.

C. pH

El pH del medio puede influir sobre la expresión de genes y regular el transporte de protones, la degradación de los aminoácidos, la adaptación a condiciones ácidas o básicas y aún la virulencia. Las células perciben los cambios del pH ambiente a través de diferentes mecanismos. La protonación y desprotonación de los aminoácidos inducida por el pH, puede alterar la estructura proteínica secundaria y por lo tanto la función que señala

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