Crecimiento Bacteriano

Crecimiento Bacteriano

El Crecimiento poblacional, no se refiere al aumento de tamaño de los microorganismos.

Es el incremento en el número de células y masa celular.

Reacciones:

Transformaciones de la energía

Biosíntesis de pequeñas moléculas

Coenzimascofactores

Requerimientos para el Crecimiento

Físicos

Químicos

Temperatura Gases

pH

Nutrientes

PRESION OSMÓTICA

La actividad del agua (aw) es la relación entre la presión de vapor de agua del substrato de cultivo (P) y la presión de vapor de agua del agua pura (P0). El valor de la actividad de agua está relacionado con el de la humedad relativa (HR).

Una presión osmótica alta causa pérdida de agua y plasmólisis de la célula, por lo que se utiliza este fenómeno para conservar los alimentos ya sea añadiendo sal o azúcar, lo que previene el crecimiento.

Para el crecimiento microbiano es fundamental contar con agua para realizar todas las reacciones bioquímicas y enzimáticas.

El agua difunde siempre desde una zona de alta concentración (baja concentración de solutos) a una zona de baja concentración de agua (alta concentración de solutos).

La actividad de agua depende de la disponibilidad de ésta en el medio ambiente y de la concentración de solutos presentes en ella.

Entre los microorganismos tenemos a los:

HALÓFILOS. Microorganismos que requieren del ión sodio para desarrollarse.

Halófilos discretos (1-6 %) Halófilos moderados (6-15 %) Halófilos extremos (15-30 %)

OSMÓFILOS. Microorganismos que viven en presencia de altos valores de azúcares.

XERÓFILOS. Microorganismos que viven en presencia de alta sequedad o ausencia de agua.

NUTRIENTES necesarios para el crecimiento de microorganismos.

Macronutrientes:

Se requieren en mayor cantidad.C y N son los más importantes.Después P, S, K, Mg, Ca y Na.

Micronutrientes:

Elementos trazas.Necesarios pero en pequeñas cantidadesCr, Co, Cu, Mn, Mo, Ni, Se, W, V.

Proporcionan los nutrientes necesarios para el crecimiento y en ciertos casos, algunos aminoácidos o vitaminas que determinados tipos de microorganismos no pueden sintetizar. a fin de iniciar posteriores cultivos puros requiere.

medios de cultivo

Los medios de cultivo se pueden clasificar en definidos cuando su composición química se conoce totalmente y complejos cuando no es el caso porque están compuestos por mezclas de extractos de materiales complejos (extracto de levadura, extracto de carne, etc.).

Por otra parte, los medios de cultivo pueden ser líquidos o bien sólidos si se añade algún agente solidificante que no sea consumible por los microorganismos (normalmente agar).

En función de los microorganismos que pueden crecer en ellos, los medios pueden ser:

De Transporte.Selectivos.Diferenciales.Enriquecidos. De enriquecimiento.

pHNeutroalófilos: pH=7Acidófilos: pH ácidosAlcalófilos: pH alcalinos

Bacterias pH de 6 a 8.

Levaduras pH de 4.5 a 6.

Hongos pH=3.5 a 4 filamentosos

.

OXÍGENOAerobias: se desarrollan en presencia de oxígeno libre.

Anaerobias obligadas: se desarrollan en ausencia de oxígeno libre, no pueden crecer con el.

Anaerobias facultativas: se desarrollan tanto en presencia como en ausencia de oxígeno libre.

Anaerobias aerotolerantes: crecen en presencia y en ausencia de oxígeno libre, sin embargo solo poseen un metabolismo fermentador, por lo que su crecimiento no es mejor en presencia de oxígeno.

Microaerófilicas: crecen en presencia de pequeñas cantidades de oxígeno libre, concentraciones altas de oxígeno son letales.

TEMPERATURACada especie microbiana posee una temperatura

óptima, mínima y máxima de crecimiento.

Clasificación:

Psicrófilas: capaces de desarrollarse a 0° C o menos. Su temperatura óptima es alrededor de los 15° C.

Mesófilas: crecen mejor entre 25 y 40°

Termófilas: crecen mejor entre 45 y 60° C.

Velocidad de crecimiento

Cambio en el número de células o en la masa celular experimentado por unidad de tiempo.

A través de la velocidad de crecimiento de un cultivo, se conoce cuantas generaciones han crecido.

El intervalo de formación de dos células a partir de una supone una generación; y el tiempo transcurrido para que esto ocurra se llama Tiempo de Generación.

Incremento de la población, en el

que cada periodo fijo de

tiempo se duplica el

número de células.

Crecimiento Exponencial

Progresión geométrica en base 2. Cuando dos células se dividen se convierten en

cuatro:21 22

Cuando cuatro células se convierten en ocho se expresa:

22 23

Relación directa entre el número de células presentes inicialmente en un cultivo y el número presente tras un periodo de crecimiento exponencial.

PARAMETROS DEL CRECIMIENTO

N = N02n

N = número total de célulasN0 = número inicial de células n = número de generaciones que han ocurrido durante el

periodo de crecimiento exponencial

Cuando una célula aislada comienza a crecer sobre un substrato sólido, el resultado del crecimiento al cabo del tiempo es una colonia.

Se denomina unidad formadora de colonia (UFC) a una célula viva y aislada que se encuentra en un substrato y en condiciones ambientales adecuadas y produce una colonia en un breve lapso de tiempo.

Una UFC también puede corresponder a más de una célula cuando éstas forman parte de grupos unidos fuertemente (estreptococos o diplococos, por ejemplo) ya que cada grupo formará una sola colonia.

Cuando algunos tipos de bacterias o de levaduras patógenas crecen sobre superficies forman biopelícuas (biofilms) en los que las células se asocian entre sí mediante capas de polisacáridos que forman una película que recubre la superficie sobre la que se encuentran las células.

Tiempos de generación

Varían ampliamente entre los distintos microorganismos, pueden ser minutos, horas o días.

Está en función de el medio de cultivo utilizado y de las condiciones de incubación empleadas.

Se calcula con t/n t= horas o minutos del crecimiento exponencial.

Por lo tanto conociendo el número inicial y final de células en una población con crecimiento exponencial es posible calcular n; y conociendo n y t

Bacterias MedioTemperatur

aºc

Tiempo de generación

min.Bacillusmycoides Caldo 37 28

Bacillus thermophilus Caldo 55 18.3

Escherichia coli Caldo 37 17Leche 37 12.5

Lactobacillus acidophilus Leche 37 66-87

Mycobacterium tuberculosis Sintético 37 792-932

Rhizobium japonicum

Sales minerales + levadura + manita 25 344-461

Staphylococcus aureus Caldo 37 27-30

Streptococcus lactis Caldo lactosado 37 48Leche 37 26

Treponema pallidum Testículo de conejo 37 1.980

Fase de latencia

Fase exponencial

Fase estacionaria

Fase de muerte

FASES DE CRECIMIENTO MICROBIANO

Fase de Latencia

Periodo desde que se inocula la muestra en un medio fresco, hasta que comienza el crecimiento.

Puede ser breve o larga dependiendo de la procedencia del cultivo y de las condiciones de crecimiento.

Factores que afectan:

La célula carece de varios componentes esenciales para dividirse.

Cuando las células han sido dañadas por calor radiaciones o compuestos tóxicos.

Transferir de un medio rico a uno pobre. Retraso porque se necesita síntesis de nuevas enzimas

cuando se transfiere de un medio a otro.

Fase Exponencial

Cada célula se divide para formar dos, cada una de estas otras dos y así sucesivamente.

Las células en fase exponencial son las más indicadas para estudios enzimáticos y de estructura ya que están en el estado fisiológico más sano.

La mayoría de microorganismos unicelulares crecen exponencialmente, pero la velocidad de crecimiento exponencial es variable.(condiciones ambientales, características genéticas del organismo)

procariotas

Eucariotas de pequeñosEucariotas mayor tamaño

Velocidad de crecimiento en fase exponencial

Fase estacionaria

En un sistema de cultivo cerrado no se puede prolongar indefinidamente.

No ascenso ni descenso de el número de células.

No hay crecimiento pero las funciones celulares continúan:

Metabolismo energéticoProcesos biosintéticos

En algunos casos puede existir un crecimiento lento.

FASE DE MUERTE

Si la incubación continúa después de que la población haya alcanzado la fase estacionaria, las células pueden continuar vivas y metabólicamente activas pero también pueden morir.

La fase de muerte también es exponencial pero en la mayoría de los casos es mas lenta que la de crecimiento exponencial. (hay más células muriendo que las que están en crecimiento)

gracias