Régimen de temperatura de cultivo
Uno de los parámetros principales para la clasificación de las bacterias es su temperatura óptima de crecimiento. Dependiendo de qué temperatura sea la más favorable para su metabolismo y división, los microorganismos se dividen en tres grupos principales:
- Mesófilos. La temperatura óptima para su cultivo se encuentra en el rango de $20–40\ ^\circ\text{C}$. Este es el grupo más importante en microbiología médica, ya que su temperatura óptima coincide con la temperatura del cuerpo humano. La gran mayoría de las bacterias patógenas son mesófilos.
- Termófilos. Microorganismos termófilos que se multiplican activamente a altas temperaturas, de $40$ a $60\ ^\circ\text{C}$. Los representantes típicos de los termófilos incluyen actinomicetos y algunas especies de bacilos esporulados.
- Psicrofilos. Bacterias psicrófilas cuya temperatura óptima se sitúa entre $0$ y $20\ ^\circ\text{C}$.
Métodos para crear condiciones anaerobias
Para cultivar bacterias sensibles al oxígeno, es necesario crear condiciones gaseosas especiales. Se distinguen dos enfoques principales para lograr el anaerobiosis:
- Método químico. Se basa en el uso de sustancias especiales que absorben el oxígeno del entorno (por ejemplo, pirogalol alcalino). En la práctica, también se utilizan ampliamente recipientes herméticos equipados con sistemas del tipo «gas-pack». El propósito principal de los métodos químicos es el cultivo de bacterias aerotolerantes capaces de sobrevivir en presencia de oxígeno residual.
- Método mecánico (físico). Consiste en la eliminación física completa del aire del volumen de trabajo, seguida de su sustitución por un gas inerte. Este proceso requiere equipos especializados, como anaerostatos o cámaras anaerobias herméticas.
Parámetros de incubación: tiempo y luz
Además de la temperatura y la composición de los gases, los regímenes temporal y lumínico son factores fundamentales.
El factor temporal depende directamente de la tasa de división (tiempo de generación) de una especie microbiana concreta. Para la mayoría de las bacterias, el período de cultivo estándar es de 18 a 48 horas. Sin embargo, existen especies de crecimiento lento cuyo diagnóstico requiere mucho más tiempo:
- El agente causal de la tos ferina requiere una incubación de 5 días.
- Mycobacterium tuberculosis (el agente causal de la tuberculosis) muestra un crecimiento visible solo después de 3 a 4 semanas.
El régimen lumínico es vital para los microorganismos fototrofos. En microbiología médica, la luz tiene un importante valor diagnóstico al trabajar con micobacterias oportunistas: la iluminación afecta directamente su capacidad de producir pigmentos, lo que constituye un criterio clave para la identificación intraespecífica.
Métodos específicos y cultivo industrial
Una dificultad especial en microbiología es el cultivo de parásitos intracelulares obligados. Este grupo incluye a representantes de los géneros Rickettsia, Ehrlichia, Coxiella y Chlamydia. Dado que no pueden multiplicarse en medios artificiales acelulares, se utilizan sistemas vivos para su cultivo:
- Cultivos celulares;
- Organismos de animales susceptibles o artrópodos;
- Embriones de pollo.
Nota: Los embriones de pollo son adecuados para el cultivo de la mayoría de los agentes intracelulares, así como para bacterias con un alto grado de heterotrofía (por ejemplo, Borrelia y Legionella). La excepción son las ehrlichias, que no crecen en embriones de pollo.
El cultivo industrial tiene escalas y objetivos completamente diferentes. Está dirigido a obtener una enorme biomasa microbiana que luego se utiliza para la producción de antibióticos, vacunas, preparados probióticos y diagnosticadores. Este proceso se lleva a cabo en aparatos especializados llamados fermentadores y requiere un control automático estricto de todos los parámetros de crecimiento de la población bacteriana.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Qué microorganismos patógenos son psicrófilos?
Los patógenos psicrófilos y las bacterias psicrotolerantes incluyen los agentes causales de las yersiniosis y la peste.
- El agente causal de la yersiniosis intestinal (Yersinia enterocolitica) tiene una temperatura óptima de 22–28 °C y es capaz de multiplicarse a la temperatura del refrigerador (4 °C).
- El agente causal de la pseudotuberculosis (Yersinia pseudotuberculosis) también se multiplica activamente a 4 °C.
- El agente causal de la peste (Yersinia pestis) tiene un rango de temperatura de crecimiento de 0–40 °C con un óptimo a 25 °C.
¿Qué métodos existen para crear condiciones anaerobias durante el cultivo?
Para el cultivo de anaerobios estrictos se emplean métodos físicos, químicos y biológicos de anaerobiosis.
- Método físico: eliminación del aire y sustitución por gas inerte en anaerostatos y cámaras, siembra en «columna profunda» de medio, así como regeneración de medios (ebullición con enfriamiento rápido) recubiertos con aceite de vaselina o parafina.
- Método químico: uso de sobres generadores de gas (del tipo «gas-pack»), absorbedores de oxígeno (pirogalol alcalino) y adición de sustancias reductoras al medio (ácido tioglicólico, tioglicolato de sodio, cisteína).
- Método biológico: el método de Fortner, que consiste en el cultivo conjunto con aerobios que absorben el oxígeno.
¿Qué medios de cultivo especiales se utilizan para el crecimiento de anaerobios?
Para el cultivo de bacterias anaerobias se emplean medios especiales y condiciones de siembra específicos:
- Medio de Kitt-Tarozzi: medio de enriquecimiento para anaerobios; el crecimiento en medios líquidos como el de Kitt-Tarozzi se acompaña de turbidez del medio, producción de gas y aparición de un olor específico.
- Medio tioglicolato: se utiliza para anaerobios; se pueden añadir sustancias reductoras a los medios, tales como ácido tioglicólico, tioglicolato de sodio y cisteína.
- Agar sangre: medio sólido para la obtención de cultivos puros de anaerobios; el crecimiento puede ir acompañado de una zona de hemólisis.
- Agar hígado: en él se describen colonias polimorfas en forma de estrella.
- Columna de agar azúcar: en ella se describen formas R en forma de «pelusa» con un centro denso y formas S de aspecto lenticular.
El acrónimo para las bacterias intracelulares obligadas es CHERL: Clamidias, Ehrlichias, Rickettsias, Coxiellas. Requieren exclusivamente «sistemas vivos» para su crecimiento.
Preguntas de clases y exámenes
¿Por qué el termostato se ajusta a 37 °C para la mayoría de los patógenos humanos?
La gran mayoría de las bacterias causantes de enfermedades en humanos son mesófilos. Su temperatura óptima es de 20–40 °C, lo cual coincide de manera ideal con la temperatura del cuerpo humano.
¿Cómo se cultivan las bacterias si no se dispone de un anaerostato?
Se puede utilizar el método químico: colocar los cultivos en un recipiente hermético junto con absorbedores de oxígeno (pirogalol alcalino o sobres especiales «gas-packs»). Esto es especialmente eficaz para los microorganismos aerotolerantes.
¿Se pueden cultivar las clamidias en un medio de cultivo convencional?
No, las clamidias (al igual que las rickettsias, coxiellas y ehrlichias) son parásitos intracelulares obligados. Su multiplicación requiere células vivas: cultivos tisulares, embriones de pollo o animales de laboratorio.
¿Por qué se necesita luz para el cultivo de micobacterias?
La luz se utiliza como prueba diferencial y diagnóstica para las micobacterias oportunistas: bajo el efecto de la iluminación comienzan a producir pigmento, lo que ayuda a identificar con precisión la especie.
Qué más repasar sobre el tema
- Mecanismos de absorción química de oxígeno por el pirogalol
- Particularidades de la nutrición heterótrofa en borrelias y legionelas
- Principios de funcionamiento de los fermentadores industriales
- Por qué las ehrlichias son incapaces de multiplicarse en embriones de pollo
- Producción de pigmentos en micobacterias oportunistas
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