METABOLISMO BACTERIANO

Lady J. Franco

Natalia Jaramillo B.

Profesor:

Omar Ocampo

UNIVARSIDAD DE ANTIOQUIA

FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES

LABORATORIO DE MICROBIOLOGIA

MEDELLIN

2011

Marco teórico

El término metabolismo se refiere al conjunto dereacciones químicas que tiene lugar en la célula, y tiene tres funciones específicas:

1. obtener energía química del entorno, almacenarla, para utilizar luego en diferentes funciones celulares.

2. convertir los nutrientes exógenos en unidadesprecursoras de los componentes macromoleculares de la célula bacteriana.

3. formar y degradar moléculas necesarias para funcionescelulares específicas, como por ejemplo, movilidad ycaptación de nutrientes.

El metabolismo tiene lugar a través de secuencias dereacciones catalizadas enzimáticamente, y se divide enanabolismo y catabolismo. El proceso por el cual lacélula bacteriana sintetiza sus propios componentes se conoce como anabolismo, y como resulta en laproducción de nuevo material celular, también sedenomina biosíntesis.

La biosíntesis es un proceso que requiere energía, por lotanto las bacterias deben ser capaces de obtenerla de suentorno para crecer y, eventualmente, multiplicarse. Elconjunto de reacciones degradativas de los nutrientes para obtener energía o para convertirlos en unidadesprecursoras de la biosíntesis, se conoce como catabolismo.

La diversidad metabólica que presentan las bacterias permite ayudar con su identificación a nivel de género y especie, gracias a que los sustratos que utilizan, ya que son específicos de ciertas enzimas genéticamente determinadas.

De esta manera surgen los medios de cultivo bacteriano selectivos en el laboratorio como lo son:

Medios generales: Permiten el crecimiento de la mayoría de las bacterias presentes en la muestra. (Agar sangre, agar chocolate, agar nutritivo, caldo tioglicolato, caldo cerebro corazón)...

Medios selectivos: Permiten el crecimiento de sólo determinado tipo de bacteria presente en la muestra, impidiendo el desarrollo de otras debido a que contienen sustancias (antibióticos, colorantes, sales,…) que inhiben el desarrollo de ciertas bacterias. (Agar manitol salado (alta concentración de NaCl), Agar Thayer-Martin (presencia de antibióticos), agar EMB (contiene eosina y azul de metileno que inhiben a las bacterias gram positivas)…

Medios diferenciales: Poseen sustancias que permiten diferenciar entre grupos bacterianos según determinadas características biológicas (hemólisis, fermentación de azúcares, precipitación de sales,…) y permiten realizar una identificación presuntiva inicial de las bacterias presentes en la muestra. (agar sangre (hemólisis), agar EMB (fermentación de lactosa),…).

CULTIVO Y ASILAMIENTO BACTERIANO

Resultados

Medio de cultivo

Bacteria Observación

Agar Nutritivo Escherichia coli Color blanco, crecimiento moderado, colonia ameboide.

Bacillus cereus Colonias de color blanco y crecimiento abundante.

Staphylococcus aureus

Mancha sobre la estría de color amarillo.

boca Poco crecimiento, colonias puntiformes de color blanco.

Agar nutritivo E. coli Blanco, consistencia cremosa, crecimiento a lo largo de las líneas (método francés).

Agar Eosina azul de metileno (EMB)

E. coli Colonias de color verde metálico con crecimiento moderado.

B. cereus Colonia en forma ameboide de color amarillo.

S. aureus Escaso crecimiento.boca No hay crecimiento.

Agar manitol salado( AMS)

E. coli Reacción amarilla con el medio, posiblemente este color provenga de S. aureus.

B. cereus Colonia puntiforme de color beige y el medio se torna rosado.

S. aureus Reacción amarilla con el medio.boca No hay crecimiento

Agar sangre (AS)

E. coli Estría de color gris oscuro.

B. cereus Crecimiento en líneas gruesas de color verde con mancha amarilla alrededor.

S. aureus Mancha de color gris y consistencia cremosa.

Boca Colonias puntiformes color blanco, crecimiento moderado.

Agar sólido inclinado

E. coli Colonias con crecimiento arborecente.

B. cereus Crecimiento por toda la superficie.Caldo E. coli Precipitado blanco, turbidez en el medio

S. aureus Velo blanco en la superficie+.

Discusión de resultados

Agar nutritivo (AN):En el agar nutritivo crecieron exitosamente todas las bacterias que sembramos, ya que este medio proporciona requerimientos nutricionales tales como nitrógeno, vitaminas y carbono para un buen crecimiento bacteriano.

Agar eosina azul de metileno (EMB):Selectivo de bacilos Gram negativos de rápido desarrollo y escasas exigencias nutricionales. Permite el desarrollo de todas las especies de la familia Enterobacteriaceae. Este medio inhibe el crecimiento de algunas bacterias gram positivas, E. coli presentó una reacción verde metálico, lo que indica que es una bacteria gram negativa de buen crecimiento en este medio, esta bacteria presenta alto riesgo para la salud al ser ingerida.

Agar manitol salado (AMS): Medio de cultivo selectivo y diferencial, utilizado para el aislamiento y diferenciación de estafilococos, en nuestra prueba se produjo una reacción amarilla en el sembrado de S. aureus que se extiende como una gran mancha alrededor de todo el agar, invadiendo así la muestra de E. coli que se muestra inhibida bajo este medio de cultivo, esta reacción amarilla nos indica que este tipo de estafilococo es coagulasa positiva ya que fermentan el manitol, siendo esta la característica más distintiva de estas bacterias.Las colonias de B. cereus aparecen rodeadas de un halo de precipitación blanco sobre fondo rosa-rojo-violeta, probablemente no fermenten el manitol ya que no hubo cambio de color a amarillo del medio. E. coli y las bacterias provenientes de la boca, probablemente no puedan desarrollarse en medio con altas concentraciones salinas.

Agar sangre (AS):Todas nuestras muestras fueron positivas en agar sangre lo que indica presencia de bacterias hemolíticas. S. aureus crece muy bien en este medio ya que tiene la

capacidad de sintetizar hemolisinas de las cuales alfa y delta son significativas para el hombre.

Caldo nutritivo:Esta prueba se hace con el objetivo de observar la respuesta que tienen las bacterias con respecto al oxígeno, E. coli creció muy bien en el fondo del tubo ya que esta es anaerobia facultativa, es decir, pueden realizar metabolismo energético aerobio y anaerobio dependiendo del ambiente y la disponibilidad de aceptores finales de electrones. Sin embargo S. aureus creció muy bien sobre la superficie del tubo pues es bien sabido que estas bacterias son aerobias estéricas y necesitan el O2 como aceptor final de electrones.

En la caja de Petri con agar nutritivo se sembró exitosamente una muestra de E. coli utilizando el método francés, observándose el crecimiento de colonias a lo largo de las líneas y disminuyendo la intensidad de este desde la primera asada hasta la última.

Agar inclinado:En el cultivo de agar inclinado el crecimiento de E. coli fue alrededor de la estría mostrando un patrón arborescente, para B. cereus su crecimiento se presentó sobre la estría de manera difusa.

Conclusión

El agar manitol salado es un excelente cultivo selectivo porque una alta concentración de sal promueve el crecimiento de unos microorganismo, mientras inhibe el de otros además es diferencial porque contiene azúcar de manitol y el indicador de ph rojo de fenol así los organismos que puedan fermentar el manitol liberan subproductos ácidos que producen un cambio de color, de esta manera S. epidermidis y S. aureus aunque toleren el alto contenido de sal, solo S. aureus puede fermentar el manitlol causando que el color del rojo de fenol vire a amarillo intenso lo que indica un pH por debajo de 6.9.El cultivo EMB es un excelente medio es utilizado para el aislamiento selectivo de bacilos Gram negativos, por eso se usa con frecuencia para identificar E. coli y otros agentes patógenos en los productos de consumo humano. Así como el agar sangre es el más adecuado para observar bacterias hemolíticas que crezcan en la boca.

Con respecto al agar nutritivo, este puede tomarse como un control, para comparar los crecimientos de cada bacteria en los diferentes medios de cultivo, pues en este obtienen los requerimientos nutricionales para su metabolismo.

METABOLISMO BACTERIANO

Resultados

Familia Enterobacteriaceae

Kliger H2S

GAS(O2)

CITRATO DE SIMONS

SIM AGAR BLANDO

CALDO UREA

Fondo

Inclinado

INDOL

MOTILIDAD

UREASA

3. Pseudomona aeuruginosa

K K - + + - + v

6. Shigella sp A K - + - - V v

V: variable dudosa K: alcalino A: ácido

Discusión de resultados

Bactería N°3

La prueba de Kliger dio como resultado (k, k) ya que el medio se tornó más rojizo (alcalino), lo que indica que nuestra bacteria es no puede realizar fermentación anaeróbica de la glucosa o la lactosa, porque si así fuera se visualizaría amarilla al adquirir un carácter acido.

Para la prueba citrato de Simons nuestra bacteria dio positivo ya que el medio cambio su color inicial a uno azul rey, por ende la bacteria número tres posee la enzima citrato permeasa que le permite desdoblar el citrato y alcalinizar el medio.

En la prueba de hidrolisis de la urea dio V ya que el medio parecía conservar su color inicial, sin embargo puede que la bacteria si posea la enzima ureasa y como su sustrato se encontraba presente en el medio en muy bajas concentraciones el cambio de color no sea perceptible.

Prueba con peróxido al agregar (H2O2) a la bacteria se generó un burbujeo (O2) moderado lo que indica que esta posee la enzima peroxidasa

En la prueba de amilasa al agregar lugol al cultivo el borde que rodeaba la bacteria se tornó oscuro por ende esta no posee esta enzima. Esta misma se le realizo a las bacterias de la boca dando como resultado positivo lo que indica que estas presentan la enzima amilasa

En la prueba de SIM

1. En donde se comprobaba si la bacteria podía generar ácido sulfhídrico a partir de aminoácidos azufrados resulto negativa ya que no se observó un precipitado negro por que no se produjo sulfato ferroso,

2. prueba de INDOL al adicionar el reactivo de Kovacs no se produjo el anillo rojo violeta por consiguiente se puede deducir que la bacteria no posee la triptofanasa para degradar el triptófano.

3. En la prueba de motilidad nuestra bacteria dio positivo ya que se pudo observar un patrón de crecimiento segregado a partir de la siembra.

Bactería N°6

La prueba de Kliger dio como resultado (A, k) ya que el medio se tornó un poco más rojizo (alcalino k) y en el extremo inferior solo un tanto amarilloso (ácido A), lo que indica que nuestra bacteria es Gram negativa debido a la fermentación anaeróbica de la glucosa, pues dicho tono se puede observar gracias a la formación de productos terminales ácidos estables y por lo tanto pH ácido.

Para la prueba citrato de Simons la bacteria seis dio negativo ya que el medio no cambio su color inicial, por ende la bacteria no es capaz de utilizar el citrato como fuente de carbono.

En la prueba de hidrolisis de la urea dio V ya que el medio parecía conservar su color inicial, sin embargo puede que la bacteria si posea la enzima ureasa y como su sustrato se encontraba presente en el medio en muy bajas concentraciones el cambio de color no sea perceptible.

Prueba con peróxido al agregar (H2O2) a la bacteria se generó un burbujeo (O2) moderado lo que indica que esta posee la enzima peroxidasa

En la prueba de amilasa al agregar lugol al cultivo el borde que rodeaba la bacteria se tornó oscuro por ende esta no degrada el almidón.

En la prueba de SIM

1. En donde se comprobaba si la bacteria podía generar ácido sulfhídrico a partir de aminoácidos azufrados resulto negativa ya que no se observó un precipitado negro por que no se produjo sulfato ferroso.

2. prueba de INDOL al adicionar el reactivo de Kovacs no se produjo el anillo rojo violeta por consiguiente se puede deducir que la bacteria no posee la triptofanasa para degradar el triptófano.

3. En la prueba de motilidad nuestra bacteria dio V ya que no se hizo bien la siembra debido al mal pulso del estudiante.

Prueba de fermentación de carbohidratos Se sembró E. coli y Staphylococcus aureus, dando como resultado un cambio de color de naranja a amarillo brillante en el tubo que contenía la muestra de S. aureus y un amarillo opaco para E. coli, ya que no obtuvimos producción de gases en ninguna de las dos y no podemos contrastar con un control, deducimos que para E. coli la muestra resulta positiva pues se produjo un precipitado blanco. A estas dos bacterias también se les realizo la prueba del peróxido, obteniendo una mayor producción de O2 en S. aureus.

Conclusión

A partir de estos resultados se pudo llegar a la conclusión que la bacteria problema número seis es Shigella sp.

A partir de estos resultados se pudo llegar a la conclusión que la bacteria problema número tres es Pseudomona aeuruginosa.

El hecho de saber un poco a cerca de la diversidad metabólica presente en bacterias ha permitido durante muchos años su cultivo, aislamiento y explotación en diferentes áreas de la industria y la medicina, sin embargo es largo el camino por recorrer la meta a alcanzar es lograr cultivar en el laboratorio muchísimas veces más ese pequeño 1% que hasta el momento sea logrado.