Crecimiento y reproducción bacteriana

Curva de crecimiento en cultivo estático

Si se inoculan microorganismos en un medio líquido cerrado (sin adición de nutrientes frescos ni eliminación de toxinas), su desarrollo estará limitado por los recursos. En un gráfico donde el eje de abscisas representa el tiempo y el eje de ordenadas el logaritmo del número de células, se distinguen claramente cuatro fases:

1. Fase de adaptación o retardo (2–5 horas). Período de adaptación tras la siembra. Las células aún no se dividen, pero su metabolismo funciona al límite: se produce una síntesis intensiva de nuevas enzimas para degradar los sustratos del medio específico.
2. Fase exponencial (logarítmica). Período de velocidad máxima y constante de división. Todas las células en este período presentan un tamaño estándar y una cantidad estable de proteínas.
3. Fase estacionaria. El crecimiento se detiene. Se alcanza un equilibrio: el número de células que se forman es igual al de las que mueren. Esto ocurre debido al agotamiento de nutrientes, la caída de los niveles de oxígeno, la alta densidad poblacional y la acumulación de toxinas.
4. Fase de declive o muerte. Los microorganismos mueren masivamente bajo la acción de los productos ácidos de su propio metabolismo o como resultado de la autolisis (autodestrucción enzimática). Esta etapa puede durar desde diez horas hasta varias semanas.

Características del crecimiento en medios de cultivo

Las manifestaciones de la actividad vital dependen del estado físico del sustrato:

• Medios líquidos. Por lo general, las bacterias provocan una turbidez difusa del líquido, forman una película superficial o precipitan en forma de sedimento en el fondo. La excepción la constituyen las leptospiras (Leptospira), cuyo crecimiento no altera visualmente la transparencia del medio.
• Medios sólidos. Aquí se forman colonias aisladas, que son la progenie de una sola célula parental (clones). La superficie de las colonias puede ser lisa y brillante (formas S, del inglés smooth) o rugosa y mate (formas R, del inglés rough). El tamaño, el color y la consistencia de estas agrupaciones se denominan propiedades culturales y sirven como clave para la identificación del microbio.

Clasificación de los pigmentos bacterianos

Ciertos microorganismos son capaces de sintetizar pigmentos que los protegen de la radiación ultravioleta, neutralizan radicales libres de oxígeno tóxicos y pueden actuar como antibióticos para inhibir a los competidores. Los pigmentos se clasifican según su composición química y solubilidad:

• Carotenoides: pigmentos liposolubles de color rojo, anaranjado o amarillo. Característicos de los géneros Mycobacterium y Micrococcus.
• Pirrólicos: solubles en alcohol. Por ejemplo, la prodigiosina, de color rojo, producida por Serratia marcescens.
• Fenazínicos: hidrosolubles, por lo que tiñen el propio medio de cultivo. Un ejemplo típico es la piocianina de color azul verdoso, secretada por la bacteria the la seudomonedas (Pseudomonas aeruginosa).
• Melaninas: pigmentos negros o marrones insolubles, presentes en bacterias del género Porphyromonas.

Variantes alternativas de reproducción y latencia

La división binaria no es la única vía de reproducción de los procariotas. Durante la evolución surgieron otros mecanismos:

• Los actinomicetos se reproducen mediante la fragmentación de filamentos (hifas).
• En las micoplasmas se observa un pleomorfismo marcado: pueden dividirse transversalmente, gemar o fragmentarse para formar corpúsculos elementales.
• Las clamidias tienen un ciclo bifásico complejo. El corpúsculo elemental, extracelular, pequeño y carente de capacidad de división, infecta la célula y se transforma en su interior en un corpúsculo reticular grande, el cual se divide activamente por binariedad y genera una nueva hornada de corpúsculos elementales.
• Las espiroquetas (por ejemplo, el agente causal de la sífilis, Treponema pallidum) se enroscan en forma de quistes bajo condiciones desfavorables, los cuales posteriormente se desintegran en pequeños gránulos, que sirven de base para nuevas células.

Formas no cultivables (VBNC). Si las condiciones ambientales se vuelven críticas, las bacterias no esporuladas pueden entrar en un estado especial de latencia. Dejan de crecer en los medios estándar (la división se detiene), pero conservan su actividad metabólica. Su diagnóstico solo es posible mediante métodos moleculares y genéticos. Al entrar en contacto con protozoos, habitantes del suelo o fitohormonas, se produce la reversión: las células salen de su letargo y recuperan su capacidad de multiplicarse y causar infecciones.

Preguntas de clases y exámenes

Qué más repasar sobre el tema

• Dependencia de la duración de la fase de adaptación respecto a la edad del inóculo
• Particularidades de la esporulación en la familia Streptomycetaceae
• Mecanismos de la autolisis celular en la fase de declive
• Aplicación de colorantes indicadores del potencial redox
• Relación entre las formas S y R de las colonias (disociación bacteriana)

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