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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NAYARIT UNIDAD ACADÉMICA DE CIENCIAS QUÍMICO BIOLÓGICAS Y FARMACÉUTICAS Manual De Laboratorio De Fisiología Bacteriana ACADEMIA DE BIOLOGÍA DE LOS MICROORGANISMOS Marzo 2021 INTEGRANTES: DR. MARCELO VICTORIO DE LOS SANTOS DRA. ADELA Y. BUENO DURÁN M. en C. GPE. HERMINIA VENTURA RAMÓN M. en C. ANGÉLICA NALLHELY RODRÍGUEZ OCAMPO DRA. VERONICA A. MONDRAGÓN JAIMES DR. CHRISTIAN GONZÁLEZ REYES INTRODUCCIÓN Debido a que los microorganismos son seres pequeños con un índice de refracción cercano al agua, se requieren tinciones biológicas que permitan su visualización al microscopio. Actualmente, las tinciones son utilizadas para evidenciar estructuras celulares tales como pared, cápsula, esporas, flagelos, organelos, etc., así como para demostrar funciones fisiológicas. Las tinciones que se realizan en el laboratorio se llevan a cabo con colorantes derivados de la anilina. Los colorantes derivados de la anilina están compuestos por uno o más anillos bencénicos y se asocian a la producción de color al oxidarse o reducirse. Los anillos bencénicos poseen algunos radicales químicos tales como C=C, C=O, C=S, C=N, N=N, N=O, etc., los cuales funcionan como cromóforos, el número de ellos en una molécula determinará la intensidad del color del compuesto. Los colorantes se clasifican en dos grupos: ácidos y básicos de acuerdo a su estructura química. De hecho, los colorantes básicos tiñen estructuras celulares ácidas, por ejemplo el ADN. Contrariamente, los colorantes ácidos teñirán estructuras básicas, por ejemplo, las que se encuentran en el citoplasma. Las técnicas de tinción más comúnmente usadas son: 1. Tinción Simple 2. Tinción de Gram Práctica No. 1 Tinciones Microbiológicas A. Tinción de Gram 3. Tinción de Cápsula 4. Tinción de Espora 5. Tinción para BAAR Figura 1.1 Morfología bacteriana. Al microscopio es posible observar diferencias morfológicas entre las células bacteriana Forma y Tamaño Las tinciones usadas en el laboratorio de Microbiología, han permitido identificar tres tipos morfológicos celulares; 1. Cilíndrica (bacilos) (Fig.1.2) 2. Esférica (cocos) (Fig. 1.3 b) 3. Espiralada (espirilos) (Fig. 1.3 a) Son unicelulares y a menudo se agrupan formando agregados o filamentos. Generalmente son muy pequeñas su tamaño es del orden del micrón. Las de forma bacilar generalmente tienen 1 u de diámetro y 5 u de largo, las de 20 o más micras de largo se consideran "gigantes". Las bacterias gigantes son de crecimiento lento, la mayor de ellas es Thiomargarita namibiensis, bacteria esférica cuyo diámetro puede alcanzar 0,75 mm. Figura 1.2 Morfología celular bacteriana. En los esquemas se muestra la morfología típica de los bacilos Al microscopio los miembros de los géneros Pseudomonas y Bacillus se observan como varillas (bacilos) rectos. El género Vibrio aparece como un bacilo curvado o forma de coma. Corynebacterium tiene forma de maza y tendencia a cambiar de forma. Mycobacterium presenta ramificaciones incipientes. El género Streptomyces puede formar un micelio. El método usual de división en procariotas es la fisión binaria. Tras el alargamiento de la célula construyen de fuera hacia dentro paredes transversales que van progresando, y las células hijas se separan. Sin embargo, muchas de ellas en determinadas condiciones, permanecen unidas durante un cierto tiempo, dando origen a agrupaciones características. Según el plano y número de divisiones las bacterias esféricas pueden agruparse formando diplococos, estreptococos estafilococos y sarcinas. En 1844 un médico danés Christian Gram, desarrolló un método de tinción de gran utilidad que lleva su nombre. La técnica es valiosa en los laboratorios de microbiología y permite revelar los detalles referentes a la forma y agrupación bacteriana, así como cualquier otra técnica de tinción. Permite, además, clasificar a las bacterias en dos grandes grupos: Gram positivas y Gram negativas La figura 1.5 y 1.6 muestran la estructura y diferencias entre los dos tipos de paredes bacterianas Gram positivas y Gram negativas. Figura 1.3 (a) Morfología clásica de un espirilo. En la fotografía de muestra al espirilo Treponema pallidum, la spiroqueta que causa la sífilis.(b) La fotografía muestra la morfología celular de los cocos. Las paredes celulares de ambos grupos, poseen una capa basal de peptidoglicanos responsables de la rigidez característica de la pared. Sin embargo, existen diferencias estructurales en lo que respecta a las capas más externas. Las bacterias Gram positivas están constituidas principalmente por ácidos teicoicos con diversas sustituciones químicas (en el caso de las Gram negativas existe una membrana externa cuya constitución química es similar a la de cualquier otra membrana biológica fosfolípidos y proteínas) pero que poseen además un alto contenido de lipopolisacárido (LPS o endotoxina). Como se detalla en la figura 1.6. Durante el proceso de tinción, tanto las bacterias Gram positivas como las Gram negativas toman el colorante primario. Sin embargo, al aplicar el agente decolorante, la pared de las bacterias Gram positivas sufre una deshidratación que impide la salida del colorante. En el caso de las bacterias Gram negativas, el agente decolorante destruye la integridad de la membrana externa, incrementando así su permeabilidad, lo cual permite la salida del colorante primario (Fig. 1.7). Figura 1.5 Estructura general de una pared de bacterias Gram positivas. Al aplicar el colorante de contraste, este no puede penetrar fácilmente en las bacterias Gram positivas debido a la deshidratación de la pared, además de que estas bacterias quedaron previamente teñidas con el colorante primario. Por el contrario, las bacterias Gram negativas se tiñen fácilmente con el colorante de contraste. El resultado final es que las bacterias Gram positivas se tiñen de violeta y las Gram negativas de rojo (figuras 1.7 y 1.8). La tinción de Gram es aplicada en forma universal como primer paso en la identificación de las bacterias (Fig. 1.7). Desafortunadamente existen algunos grupos bacterianos en los cuales la tinción de Gram no es de utilidad taxonómica, por ejemplo: las espiroquetas, los micoplasmas, las micobacterias, las clamidias y las rickettsias. El método de la tinción de Gram ha sufrido varias modificaciones y algunas de estas son incluso mejores que el método original. Los objetivos principales para modificar la tinción han sido: 1. Obtener un colorante primario más estable que el original, ya que éste se deteriora rápidamente. 2. Reducir el tiempo requerido para completar la técnica. Figura 1.6. Estructura general de una pared de bacterias Gram negativas. PROPÓSITO ESPECÍFICO DE LA PRÁCTICA 1. El alumno realizará la técnica de tinción de Gram. 2. Observará y explicará las diferencias tintoriales entre los dos grupos. NÚMERO DE ALUMNOS POR UNIDAD DE PRÁCTICA Para la realización de la práctica es necesario trabajar en equipo, cada equipo estará integrado con un máximo de cuatro estudiantes. DESARROLLO DE LA PRÁCTICA MATERIAL Cultivos § S. aureus y K. pneumoniae en agar nutritivo § Cultivo mixto de S. aureus y K. pneumoniae en agar nutritivo Reactivos § Juego de reactivos para la Tinción de Gram § KOH al 3% Figura 1.7 Tinción de Gram. Etapas para la realización de una tinción de Gram y su observación en el microscopio. PROCEDIMIENTO 1. Prepare frotis fijos a partir de cada uno de los cultivos y una vez secos, fijar al calor pasando la preparación por la llama del mechero unas tres veces. 2. Cubra el frotis con la solución de cristal violeta (colorante primario). Una o dos gotas son suficientes para cubrir el área del frotis. Deje actuar el colorantepor 15 segundos. Lave con agua corriente. 3. Sacuda la laminilla para eliminar las gotas gruesas de agua. Aplique la solución de yodo (mordiente) y déjela actuar durante 15 segundos. Lave con agua corriente de la llave. 4. Sacuda la laminilla y aplique el alcohol cetona (agente decolorante) durante 3 a 5 segundos. Lave nuevamente con agua corriente. FIJAR LA MUESTRA CRISTAL VIOLETA IODO – LUGOL DECOLORACIÓN SAFRANINA GRAM POSITIVAS GRAM NEGATIVAS 1. Sacuda la laminilla y agregue la fucsina básica (colorante de contraste y déjela actuar por 15 segundos). Lave con agua corriente, seque el frotis por presión con una toalla absorbente o al aire, y observe al microscopio con el objetivo de inmersión (100X). Al microscopio podrá observar las diferencias de coloración entre los dos grupos de paredes bacterianas (Fig. 1.8). Existen algunas variantes que pueden afectar los resultados de la tinción de Gram, por ejemplo: Las bacterias en los cultivos viejos (más de 24 H de incubación) liberan enzimas por autólisis. Estas degradan a la pared celular de las bacterias y modifican sus propiedades estructurales, propiciando que las bacterias Gram positivas se tiñan de color rojo. Esta misma situación se puede presentar al observar frotis directos de los tejidos animales infectados. i. Una decoloración excesiva puede ocasionar que las bacterias Gram positivas se tiñan de rojo. ii. Una decoloración deficiente puede ocasionar que las bacterias Gram negativas se tiñan de violeta. iii. Los frotis gruesos pueden teñirse irregularmente. PRUEBA DE HIDRÓXIDO DE POTASIO (KOH) AL 3%. La prueba de KOH nos permite ratificar los resultados de la tinción de Gram. Esta prueba consiste en colocar sobre una laminilla una gota de KOH al 3 % y con el asa hacer en ella una Figura 1.8 Observación microscópica entre bacterias Gram + y Gram - suspensión de las bacterias problema, mezclando con movimientos giratorios. Si al separar el asa de la mezcla se forma una hebra viscosa, esto indica que se trata de bacterias Gram negativas. Si la hebra no se forma, se trata de bacterias Gram positivas. SISTEMA DE EVALUACIÓN DE LA PRÁCTICA Lineamientos generales para la evaluación. La evaluación será de acuerdo con los criterios de desempeño especificados como se indicó previamente, además se incluirán preguntas relacionadas con esta práctica en la evaluación parcial o final del curso. Las destrezas se revisarán durante la práctica y a través de la observación y cuestionamientos por parte del maestro, así como las actividades del estudiante. Las actitudes se evaluarán a través de la responsabilidad del estudiante ante su práctica y su entorno. Evaluación intermedia: Los puntos a evaluar en esta parte intermedia de la práctica son: I. Forma de trabajar en equipo II. Manejo de la técnica III. Manejo del equipo de manera correcta IV. Recomendaciones para continuar el desarrollo de la práctica Método de asignación de calificaciones de la práctica Se calificará bajo los siguientes criterios: originalidad, redacción, ortografía y presentación; el formato incluye introducción, propósito, revisión de literatura, materiales y métodos, resultados, discusión, conclusiones, cuestionario y literatura citada. Se utilizará una escala del 1 al 100 y tendrá un valor del 5% de la calificación total del curso. RESULTADOS Realice esquemas de sus resultados y discútalos con fundamentos bibliográficos. 1. Observe como responde a la tinción de Gram los cultivos que se le proporcionaron. Anote sus observaciones. 2. Anote la morfología celular y la agrupación bacteriana de los cultivos proporcionados. 3. Anote los resultados obtenidos con el KOH. 4. Esquematice cada una de sus observaciones. 5. Incluye tus laminillas en tu reporte. CUESTIONARIO 1. Enliste un mínimo de 5 géneros bacterianos Gram positivos y un mínimo de 5 para Gram negativos, de importancia médica, veterinaria e industrial. 2. Realice un esquema topológico de la estructura de la pared de las bacterias Gram positivos y de las Gram negativos. 3. Con base a la pared celular de las paredes de Gram positivos y Gram negativos, explica que acción ejerce el alcohol en cada una de ellas. 4. Explique el papel que desempeña el mordiente en la tinción. 5. Explica la teoría más aceptada para explicar las diferencias tintoriales en la técnica de Gram. BIBLIOGRAFÍA Diagnóstico Microbiológico. Texto y Atlas Color. Koneman, EW., Allen, SD., Janda, WM., Schreckenberger PC., Winn WC. Editorial Médica Panamericana. Quinta edición, 2008. INTRODUCCIÓN Las bacterias ácido alcohol resistentes forman un grupo de microorganismos que se definen en base a sus propiedades tintoriales. Son relativamente impermeables a los colorantes básicos, pero una vez teñidos, retienen el colorante con tenacidad, resistiendo la decoloración con solventes orgánicos acidificados (por ejemplo, alcohol-ácido). La resistencia al alcohol-ácido está determinada por la pared celular, la cual además de contener peptidoglicano, está constituida por un alto porcentaje de glicolípidos hidrofóbicos. Un componente importante de estos, son los ácidos micólicos (Fig. 1.9). La presencia de estas capas hidrofóbicas previene la penetración de soluciones acuosas, siendo esta la causa por la cual estos microorganismos no pueden teñirse con los métodos convencionales (tinción de Gram). Uno de los métodos más comúnmente usados para demostrar la resistencia al ácido alcohol es el método de Ziehl-Neelsen. En este método la penetración del colorante primario se facilita debido a que este se encuentra disuelto en fenol y a que es aplicado en presencia de calor. Práctica No. 1 Tinciones Microbiológicas B. Tinción de BAAR Fig. 1.9 Estructura general de la pared de una bacteria ácido alcohol resistente. Una vez que el colorante penetra a la célula bacteriana, este se combina con las mismas estructuras con las que se combina en cualquier otra bacteria (ácidos nucleicos, proteínas, etc.) y además reacciona con ácidos micólicos libres, lo cual hace que la pared celular se vuelva aún más hidrofóbica. Con la tinción de Ziehl-Neelsen, tanto las bacterias ácido alcohol resistentes como el no ácido alcohol resistentes se tiñen con el colorante primario. Sin embargo, al aplicar el agente decolorante, compuesto por una mezcla de alcohol ácido, éste no solubiliza los lípidos de la pared de las bacterias ácido alcohol resistentes, y por lo tanto no se decoloran. Las bacterias no ácido alcohol resistentes se decoloran fácilmente, por lo que se vuelven a teñir al aplicar el colorante de contraste (figura 1.10). Este grupo de bacterias está representado principalmente por el género Mycobacterium. Algunas especies de este género juegan un papel muy importante como agentes etiológicos de la tuberculosis y otras enfermedades crónicas granulomatosas tanto en el hombre como en los animales. Figura 1.10. Bacilos ácido alcohol resistentes teñidos con la técnica de Ziehl-Neelsen. En el análisis de un frotis de material clínico sospechoso de contener bacilos de la tuberculosis, el hallazgo de un solo bacilo ácido alcohol resistente puede tener valor diagnóstico, ya que en la mayoría de los casos no son abundantes. Sin embargo, la interpretación del hallazgo de bacilos ácido alcohol resistentes debe de hacerse con cautela y con base a la historia clínica y otras pruebas de laboratorio, ya que la presencia de especies saprófitas de Mycobacterium podría conducir a un diagnóstico falso. Por otra parte, existen algunas especies de Corynebacterium y Nocardia que ocasionalmente pueden comportarse como bacterias ácido alcohol resistentes. PROPÓSITO ESPECÍFICO DE LA PRÁCTICA 1. El alumno realizarála técnica de tinción de Ziehl- Neelsen para la observación de bacterias ácido alcohol resistentes. 2. Conocerá la importancia en patogenicidad de las especies de Mycobacterium. 3. Describirá los componentes de las paredes de bacterias ácido alcohol resistentes Bacilos ácido alcohol resistentes NORMAS DE SEGURIDAD ESPECÍFICAS DE LA PRÁCTICA Normas de seguridad específicas Las referidas en las prácticas generales de seguridad. DESARROLLO DE LA PRÁCTICA MATERIAL Material § Palillos de madera estériles § Papel filtro Equipo § Platinas con regulación de temperatura Material Biològico § Espectoraciones frescas de sujetos sanos Reactivos § Juego de reactivos de Ziehl Neelsen PROCEDIMIENTO Utilizando una sola laminilla prepare dos frotis a partir de las muestras que se le proporcionarán, utiliza palillo de madera, no use asa de platino. Fíjelos en una platina caliente. Tíñalos siguiendo la técnica de Ziehl Neelsen. TINCIÓN DE ZIEHL NEELSEN. 1. Coloque un trozo de papel absorbente sobre el frotis, el cual debe ser más pequeño que la superficie de la laminilla. 2. Humedezca el papel con la fucsina fenicada (colorante primario) y coloque el frotis sobre una caja de petri y ésta sobre la platina caliente (700C). Continúe agregando colorante para evitar que el frotis se seque. Permita la emisión de vapores durante 5 minutos. Retire el frotis de la platina, quíte el papel, déjelo enfriar y lave con agua corriente de la llave. 3. Decolore con el alcohol ácido, permitiéndole actuar durante 2 minutos. Es importante realizar la decoloración perfectamente, ya que de no ser así se corre el riesgo de observar reacciones falsas positivas. Lave con agua corriente de la llave. 4. Contraste con azul de metileno de Loeffler durante 1 minuto Lave con agua corriente, seque y observe al microscopio con el objetivo de inmersión. 5. Los microorganismos ácido alcohol resistentes se tiñen de color rojo, el no ácido alcohol resistentes de color azul. SISTEMA DE EVALUACIÓN DE LA PRÁCTICA Lineamientos generales para la evaluación. La evaluación será de acuerdo con los criterios de desempeño especificados como se indicó previamente, además se incluirán preguntas relacionadas con esta práctica en la evaluación parcial o final del curso. Las destrezas se revisarán durante la práctica y a través de la observación y cuestionamientos por parte del maestro, así como las actividades del estudiante. Las actitudes se evaluarán a través de la responsabilidad del estudiante ante su práctica y su entorno. Evaluación intermedia: Los puntos a evaluar en esta parte intermedia de la práctica son: i. Forma de trabajar en equipo ii. Manejo de la técnica iii. Manejo del equipo de manera correcta iv. Recomendaciones para continuar el desarrollo de la práctica Método de asignación de calificaciones de la práctica Se calificará bajo los siguientes criterios: originalidad, redacción, ortografía y presentación; el formato incluye introducción, propósito, revisión de literatura, materiales y métodos, resultados, discusión, conclusiones, cuestionario y literatura citada. Se utilizará una escala del 1 al 100 y tendrá un valor del 5% de la calificación total del curso. RESULTADOS 1. Esquematice sus resultados para ambas tinciones 2. Señale en sus observaciones, la morfología bacteriana encontrada y como respondieron a la tinción, así como el tipo de células encontradas. CUESTIONARIO 1. Mencione la importancia en patogenicidad de los componentes de la pared celular de Mycobacterium tuberculosis. 2. Mencione la utilidad taxonómica y diagnóstica de la tinción de Ziehl Neelsen. 3. Investigue la razón por la cual los BAAR no se decoloran con el alcohol ácido. 4. Explique el fundamento de las tinciones realizadas. 5. Menciona en qué tipo de muestras se investiga BAAR. 6. Explique por qué no se recomienda utilizar el asa de nicromo para la extensión del frotis. 7. Enliste 5 especies de bacterias ácido alcohol resistentes de importancia médica y veterinaria. BIBLIOGRAFÍA Diagnóstico Microbiológico. Texto y Atlas Color. Koneman, EW., Allen, SD., Janda, WM., Schreckenberger PC., Winn WC. Editorial Médica Panamericana. Quinta edición, 2008. OBJETIVO Practicar las diferentes técnicas de siembra para el desarrollo de cultivos de bacterias, en medios de cultivo en caja de Petri y en tubos microbiológicos. Desarrollar en los estudiantes, la capacidad de selección de una metodología específica de acuerdo a los criterios proporcionados, para la aplicación correcta de las técnicas de siembra según el microorganismo y la finalidad de la prueba. INTRODUCCION La caracterización de los microorganismos se basa en la observación de las características microscópicas y de desarrollo que presentan en diferentes medios de cultivo. Esto último, se aplican técnicas de siembra o de inoculación específicas para cada microorganismo y de acuerdo a la presentación del medio. Se denomina “siembra”, al proceso de colocar las bacterias u otros microorganismos cultivables en medios de cultivos; esto se realiza a partir de muestras biológicas (orina, secreciones corporales, heces fecales, etc), de análisis para control de calidad (alimentos, agua, medicamentos, cosméticos, etc), de muestras ambientales (agua, suelo, aire, etc) o de un cultivo microbiano a otro (subcultivo o replique). La formación de colonias visibles en determinados medio de cultivos, presentan características particulares que permite diferenciar a los microorganismos. Es importante señalar que las colonias provenientes de un mismo microorganismo deben ser iguales en forma, tamaño y color, mientras que al microscopio deben presentar las mismas características morfológicas y tintoriales. También como parte de la identificación bacteriana, es posible evaluar el comportamiento de las bacterias Práctica No. 2 Técnica de Siembra y Cultivo Bacteriano frente a diferentes compuestos nutritivos o proporcionarles aquellos nutrientes adecuados para favorecer su desarrollo. Existen técnicas adecuadas para realizar el cultivo de bacterias donde se utilizan elementos indispensables para lograr tal objetivo, como mechero de bunsen o Fisher, asa bacteriológica estéril, cámara de flujo laminar o un espacio adecuado en condiciones asépticas y medios de cultivos ya preparados y atemperados (éste último de gran importancia, ya que los microorganismos en estudio, deben evitarse ser estresados por cambios bruscos de temperatura u otros factores). TÉCNICAS DE SIEMBRA La técnica más usada en el laboratorio de microbiología es probablemente la transferencia de microorganismos de un ambiente a otro con el propósito de cultivarlos. Sin embargo, para lograr su identificación mediante la evaluación de las características coloniales en los diferentes medios de cultivo, es preciso obtenerlas de manera pura (cultivo axénico). Existen una gran variedad de técnicas de siembras donde diferentes especies de bacterias en una muestra natural pueden ser aisladas en cultivo puro; a continuación, se describen diferentes técnicas de siembras para bacterias. TÉCNICAS DE SIEMBRA EN CAJA PETRI a) Siembra en caja Petri por Técnica de estría cruzada, de agotamiento o aislamiento. Es un buen método para el aislamiento de colonias (obtención de colonias aisladas), mediante esta técnica buscamos obtener colonias separadas a partir de un inóculo. Para su realización: i. Se coloca la caja de Petri en la palma de la mano y ligeramente inclinada; con la mano contraria, se toma el asa bacteriológica previamente esterilizada por flameado directo a la llama y con ella se recoge la muestra a inocular, se coloca en un área periférica de la caja haciendo movimientos circulares para homogenizar el inóculo. ii. Con el asa nuevamente flameada y enfriadaen un lateral del agar, se realiza una estría partiendo el inóculo depositado y arrastrando los microorganismos presentes en él hacia el extremo contrario de la superficie del agar y regresando nuevamente al área de inóculo para arrastrar nuevamente hacia el lado contrario. Se continúa realizando varias estrías trazadas de manera separada sobre la superficie del agar (evitar tocar el área, previo a ésta sección). iii. Repita el paso ii por dos veces más (es aceptable hasta tres), recordando flamear y enfriar el asa cada vez que se realice una sección de estriado, esto permitirá ir reduciendo la cantidad de microorganismos que serán arrastrados por el asa. Finalmente se esteriliza el asa antes de desocuparla (Figura 2.1). b) Siembra en caja de Petri por Técnica de siembra en cuadrantes El objetivo de esta técnica, es el de diluir el inóculo a medida que se realizan estrías en la superficie del agar. Para realizar la siembra, la caja se divide en cuatro cuadrantes (imaginariamente o con el uso de un marcador); se esteriliza el asa bacteriológica y se enfría, se toma el inóculo y se inicia el estriado de la superficie del agar en cuatro cuadrantes consecutivos (sin esterilizar el asa posteriormente o tomar nuevamente inóculo). Las cajas así sembradas, se incuban a la temperatura adecuada según la bacteria. Con esta técnica se espera que en el único cuadrante se encuentren colonias de la bacteria aisladas (Figura 2.2). Figura 2.1. Pasos para la siembra de bacterias por la técnica de agotamiento c) Siembra en caja de Petri por Técnica de siembra masiva Este método es muy utilizado para obtener un gran número de microorganismos (incremento de inóculo), en la superficie de la placa en distintas direcciones y finalmente por el borde para que el crecimiento de los microorganismos sea total en la superficie de la placa (Figura 2.3). TÉCNICA DE SIEMBRA EN MEDIOS CONTENIDOS EN TUBOS La siembra de medios en tubos requiere de mayor cuidado, debido a que un solo organismo contaminante del aire puede superar en crecimiento al microorganismo de interés, por lo tanto, se deben tener las siguientes precauciones: Figura 2.2. Técnica de siembra en cuadrantes, donde se observan las cuatro zonas de estrías realizadas una a continuación de la otra, sin cargar el asa nuevamente. Figura 2.3. Técnica de siembra en masivo, utilizando hisopos estériles y sobre la superficie de un agar en caja de Petri. 1. Mantener inclinado el tubo que contiene el cultivo que se va a transferir, de modo que los microorganismos del aire caigan en las paredes externas del tubo y no en la boca de éste. 2. Los tapones se deben mantener en la mano contraria a aquella que contiene el tubo, sosteniéndolos entre el dedo meñique, el anular y el dedo del corazón. Nunca deben colocarse sobre la mesa de trabajo o algún otro lugar. 3. Flamear la boca del tubo antes de cerrarlo, después de la siembra o inoculación. 4. Esterilizar el asa adecuadamente (toda la porción que entra en contacto con el medio de cultivo). 5. Sumergir el asa en el medio de cultivo sin tocar las paredes del tubo. 6. Enfriar el asa en una parte del medio, sin deteriorar el mismo. 7. Después de realizar la siembra, esterilizar el asa y flamear nuevamente la boca del tubo. 8. Trabajar en campana de flujo laminar o en su defecto con mechero de Bunsen. 9. En las siembras por picadura y mixtas, evite romper el medio de cultivo y utilice asas totalmente rectas. a) Siembra en tubos por estría simple Se realiza en un tubo con medio sólido inclinado (en bisel o pico de flauta), deslizando el asa sobre la superficie expuesta del agar de manera que se marquen surcos o estrías (Figura 5A). b) Siembra mixta en tubos (picadura y estría) Se realiza sobre medios inclinados o en pico de flauta, haciendo una picadura hasta poco antes del fondo del tubo con asa recta y luego continuando la siembra en estría deslizando el asa sobre el pico de flauta marcando las estrías (Figura 2.4B). c) Siembra en tubos por picadura Se designa con este nombre a la siembra que se realiza con el asa recta en tubos con medios sólido y semisólidos generalmente sin inclinar. Se realiza introduciendo el asa cargada con el inóculo al medio de cultivo por el centro de la superficie y llegando con el extremo del asa hasta poco antes del fondo del tubo (Figura 2.4 C y D). d) Siembra en tubo en medio líquido Para transferir material a partir de un medio líquido o sólido a otro líquido, puede usarse el asa bacteriológica con aro, o en algunos casos pipetas estériles o hisopos. Si se utiliza el asa bacteriológica, se inocula el microorganismo en el medio líquido haciendo rotar del mango (Figura 2.4 E). MATERIAL Material § 2 Asas bacteriológicas § 2 hisopos Equipo § Incubadora a 37°C § Mechero Fisher Material Biológico § Cultivo bacteriano de las cepas: E. coli, Klebsiella sp., Proteus sp., S. aureus Figura 2.4. Técnica de siembras aplicadas a medios de cultivos contenidos en tubos. (A) Siembra por estría simple, (B) siembra mixta (picadura y estría), (C y D) siembra por picadura en agar inclinado y recto, y (E) siembra en medio de cultivo líquido. Reactivos § 6 cajas Petri con agar nutritivo § 2 tubos con caldo nutritivo § 2 tubos con agar SIM § 4 tubos con agar nutritivo inclinado § 2 tubos con agar nutritivo inclinado PROCEDIMIENTO De acuerdo a los fundamentos encontrados en la introducción de esta práctica y a las instrucciones del profesor, realice las siembras según se indica a continuación: 1. Siembre el inóculo de la cepa que le corresponde a su equipo en: a. tubos con agar semisólido (medio SIM) por la técnica de siembra por picadura. b. tubo con agar inclinado por la técnica de estría simple. c. tubo con agar inclinado por la técnica mixta (picadura y estría). d. tubo con caldo nutritivo por la técnica de agitación. 2. Siembre el inóculo en caja de Petri con agar nutritivo mediante: a. la técnica de estría cruzada (de agotamiento o aislamiento). b. la técnica en cuadrantes. c. la técnica masiva (con ayuda de un hisopo). CUESTIONARIO 1. ¿Cuál es la finalidad de una siembra por agotamiento? 2. Describa el proceso de aislamiento de una bacteria que se encuentra en un exudado faríngeo 3. ¿Qué utilidad tiene la siembra en masivo? Exponga ejemplos. BIBLIOGRAFÍA Madigan, M.T., Martinko, J.M. y Parker J. 2003. Brock: Biología de los Microorganismos. Editorial Prentice Hall Hispanoamericana S.A. 10ª. Ed. Madrid. 1011p. Rojas-Tiviño, A. 2011. Conceptos y Práctica de Microbiología Genral. Universidad Nacional de Colombia. Sede Palmira. Colombia. 161p. OBJETIVO Identificar las fases de una curva de crecimiento bacteriano en cultivo y aprender la técnica de dilución y cuenta en placa para cuantificar microorganismos viables. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 1. Observar la dinámica del crecimiento bacteriano mediante una curva de crecimiento. 2. Determinar el tiempo de generación utilizando dos métodos de mediciones bacterianas. 3. Relacionar la importancia de cada uno de los métodos utilizados. INTRODUCCION Para el estudio del crecimiento de la población bacteriana se requiere la inoculación de células viables en un caldo estéril y la incubación del cultivo bajo condiciones óptimas de temperatura, pH y O2 o CO2. Bajo estas condiciones, las células se reproducen rápidamente y la dinámica del crecimiento microbiano puede ser seguido mediante una curva del crecimiento donde se grafica el incremento de número de células versus el tiempo de incubación y puede ser utilizado para delimitar las fases del ciclo celular. También facilita las mediciones del número de células y la velocidad del crecimiento de un organismo determinado bajo condiciones estandarizadas como es expresada porsu tiempo de generación, tiempo requerido para que una población microbiana se duplique. Práctica No. 3 Curva de Crecimiento y Dilución en Placa Las fases de una curva de crecimiento típica son (Ver Figura 3.1): 1. Fase Lag: En esta fase las células se adaptan a su nuevo ambiente; el metabolismo celular se acelera provocando una rápida biosíntesis de macromoléculas celulares, principalmente enzimas; es la preparación para la siguiente fase del ciclo. Aunque las células son incrementadas de tamaño, no hay división celular y por lo tanto no hay aumento en número. 2. Fase exponencial o Log (logarítmica): Bajo condiciones físicas y nutricionales óptimas, las células se reproducen a una velocidad rápida y uniforme mediante fisión binaria. Además hay un rápido crecimiento exponencial dentro de la población, la cual se duplica regularmente hasta alcanzar un número máximo de células. La longitud de la fase log varía dependiendo del organismo y de la composición del medio, aunque el promedio estimado puede ser de 6 a 12 horas. 3. Fase estacionaria: Durante esta fase el número de células que se encuentran en división es igual al número de células que mueren. No hay un incremento en el número de células y la población se mantiene en su nivel máximo por un período de tiempo. Los factores primarios responsables para esta fase son la depleción de metabolitos esenciales y la acumulación de productos tóxicos ácidos y alcalinos en el medio. 4. Fase de muerte: Debido al agotamiento continuo de nutrientes y a la acumulación de desechos metabólicos, los microorganismos mueren a una velocidad constante. Esta disminución en la población es cercanamente paralelo al incremento durante la fase log. Teóricamente, la población entera debería morir durante un intervalo de tiempo igual que en la fase log, sin embargo esto no ocurre, debido a un número pequeño de organismos altamente resistentes que persisten por un lapso de tiempo indeterminado. Para la construcción de una curva de crecimiento bacteriano se requiere la medición de alícuotas de cultivos que se han mantenido en agitación constante por intervalos de tiempo durante un período prolongado, sin embargo, tal procedimiento no se presta para realizarse en una sesión de laboratorio, por lo que se ha diseñado un experimento que incluye solamente la fase lag, log y posiblemente la fase estacionaria de crecimiento de la población. Figura 3.1. Curva de crecimiento de una población bacteriana. Existen dos métodos utilizados para este propósito: a) Método directo. Este método requiere el uso de diluciones seriadas que se siembran en placas siguiendo un orden y con intervalos de 30 minutos. Se calculan las unidades formadoras de colonias (UFCs) en un tiempo determinado. b) Método indirecto. Se realiza mediante una extrapolación de la fase log como se ilustra en la Figura 2.2. Se seleccionan dos puntos en la escala de la densidad óptica, tales como 0.4 y 0.8. Con la ayuda de una regla se extrapola dibujando una línea entre las densidades ópticas seleccionadas en el eje de las ordenadas y la línea de la curva de crecimiento correspondiente. Después se dibujan líneas perpendiculares de esos puntos sobre la línea de la curva de crecimiento hasta sus respectivos intervalos de tiempo sobre la abscisa (Figura 2.2). Con esta información, se determina el tiempo de generación utilizando la siguiente fórmula: Para la determinación del tiempo de generación en el método directo, se usa el número de células en fase log de la escala de la curva de crecimiento y la siguiente fórmula: Donde GT= Tiempo de generación, B= Número de UFCs en algunos puntos de la fase log, b= número de células bacterianas en un segundo punto de la fase log y t= tiempo en horas o minutos. Figura 3.2. Representación gráfica del método indirecto de mediciones del crecimiento bacteriano, densidad óptica vs tiempo. GT = t2(O.D. ) – t1(O.D.) GT= t log 2/[log b - log B] El tiempo de generación es determinado utilizando dos puntos dentro de la porción exponencial de la curva de crecimiento donde la población duplica en tamaño, en este ejemplo: GT= t(O.D.1) - t(O.D.2)=263 minutos – 222 minutos= 43 minutos, así que el tiempo de generación de esta población hipotética es de 43 minutos. I. Mediciones indirectas del crecimiento bacteriano. Espectrofotometría y densidades ópticas. MATERIAL • 100 mL de Caldo LB o Nutritivo • Cultivo bacteriano de la cepa bacteriana E. coli • 4 asas bacteriológicas • 1 Incubadora a 37ºC • 1 juego de micropipetas de volumen variable (200-1000 µL, 20-200 µL y 1- 10 µL) • 1 caja de cada volumen de puntillas para micropipetas estériles • 4 Mecheros Fisher • 2 Espectrofotómetros • 1 caja de cubetas de polipropileno PROCEDIMIENTO 3. Seleccionar una colonia bacteriana con un asa bacteriológica estéril y depositarla en medio LB o en caldo nutritivo. 4. Realizar la primera lectura en un espectrofotómetro a 600nm. Utilizar como blanco el medio utilizado para el cultivo. 5. Incubar el cultivo a 37°C en agitación constante y después de 30 minutos realizar una segunda lectura a 600nm. 6. Repetir el punto 3 hasta completar un total de 4 lecturas. 7. Graficar cada uno de los puntos obtenidos contra tiempo de crecimiento y calcular el tiempo de generación. II. Mediciones directas del crecimiento bacteriano. Diluciones seriadas y conteo de placa. MATERIAL • Cultivo bacteriano de la cepa bacteriana E. coli en TSB inoculadas a diferentes tiempo • 4 tubos de ensaye 13x100 mm con 9.9 mL de agua • 16 tubos de ensaye 13x100 mm con 9.0 mL de agua • 16 cajas con agar TSA • Vaso precipitado con alcohol al 95% • 4 matraces de Erlenmeyer de 125 mL estériles • 1 Incubadora-agitador (Shaking) • 1 Incubadora a 37ºC • 4 juegos de micropipetas de volumen variable (200-1000 µL, 20-200 µL y 1- 10 µL) • 1 caja de cada volumen de puntillas para micropipetas estériles • Mechero de Fisher • Varillas de vidrio • Tornamesas PROCEDIMIENTO Día uno: 1. El cultivo bacteriológico se inoculará previo a la clase y se incubará a 37°C en una incubadora con agitación. 2. Tomar la primera lectura correspondiente al tiempo 0 y realizar el resto de las lecturas cada 30 minutos por un total de 4 tiempos. 3. Marcar 5 tubos como 10-2 (tubo con 9.9mL de agua), 10-3, 10-4, 10-5 y 10-6 (tubos con 9.0mL de agua) y 4 cajas de Petri como 10-4, 10-5, 10-6 y 10-7, por cada tiempo, estas marcas corresponden a las diluciones que se realizarán según el diagrama 1. 4. Tomar 100 µL de cultivo y agregar al tubo 10-2 (blanco). Mezclar el tubo rodándolo entre las manos. 5. Remover 1mL de la dilución blanco (tubo 10-2) y transferir al tubo 10-3. Mezclar el tubo rodándolo entre las manos y continuar con los siguientes tubos según el diagrama 3.1. 6. Tomar 100 µL de cada dilución y colocarla en su respectiva caja con agar TSA. 7. Esterilizar la varilla de vidrio de la siguiente manera: primero sumergir en alcohol al 95% y posteriormente flamear hasta la evaporación del alcohol (Figura 3.3). 8. Expandir el inóculo sobre la superficie del agar por rotación del plato mientras que la varilla fría se rueda ligeramente a través de la superficie del agar. 9. Permitir que el inóculo se seque en el agar e incubar las cajas invertidas a 37°C. Diagrama 3.1 Día dos: 1. Contar el número de colonias de cada caja, tomar nota. 2. Por cada kit de tiempo, mantener solamente aquellas cajas que contienen entre 30 y 300 colonias, descartar el resto. Si más de algún plato contiene 30-300 UFC, obtener el promedio. 3. Determinar el número de UFC/mL del cultivo original para cada kit de tiempo. 4. Reportar y discutir. CUESTIONARIO 4. ¿Tiene el mismo el mismo significado eltérmino “crecimiento” cuando se aplica a una bacteria y a organismos multicelulares? Explique. 5. ¿Por qué existe variación en el tiempo de generación: a. entre diferentes especies de microorganismos? b. dentro de una misma especie microbiana? 6. ¿El tiempo de generación es un parámetro útil para indicar los tipos de medios adecuados para el crecimiento de un organismo específico? Explique. OBJETIVO Comparar la susceptibilidad de diferentes organismos ante diferentes factores físicos, observando sus modificaciones en el crecimiento. INTRODUCCION Las actividades de los microorganismos se ven muy afectadas por las condiciones químicas y físicas del medio. El conocimiento de los efectos ambientales nos permite explicar la distribución de los microorganismos en la naturaleza y hace posible diseñar métodos que controlen o potencien las actividades microbianas. A este respecto se pueden considerar muchos factores ambientales, pero hay cuatro factores que tienen una función destacada en el control del crecimiento microbiano: la temperatura, el pH, la disponibilidad de agua y el oxígeno. Los microorganismos pueden ser eliminados, inhibidos o muertos por agentes físicos, procesos físicos o agentes químicos. Es unos de los factores físicos ambientales más importantes, que influyen en el crecimiento. La temperatura ambiental es uno de los factores físicos más importantes que afectan directamente el funcionamiento de las enzimas bacterianas, mismas que se inactivan por debajo de la temperatura mínima y por encima de la máxima. Mientras que la temperatura óptima de crecimiento de un microorganismo es la temperatura a la cual se multiplica a su máxima velocidad. Por otro lado, el crecimiento bacteriano también es afectado por las cantidades de agua que entran a la célula o salen de ella. Cuando el medio que rodea a un organismo contiene una menor cantidad de solutos que la célula, es decir, un medio hipotónico, resulta una presión osmótica mayor dentro de la pared, excepto para algunas especies marinas que no son afectadas. La pared celular de la mayoría de las bacterias es tan fuerte y rígida, que generalmente es inapreciable un hinchamiento celular ligero. Práctica No. 4 Factores Físicoquímicos que Afectan el Crecimiento Bacteriano Sin embargo, cuando las bacterias son colocadas en una solución hipertónica (contiene más cantidad de solutos que la célula) su crecimiento puede ser inhibido considerablemente. El grado de inhibición dependerá del tipo de soluto y de la naturaleza del organismo; el citoplasma se deshidrata y el agua sale de la célula causando una plasmólisis. En estos casos la célula es inhibida en ausencia de agua celular suficiente. En casos extremos hay una inactivación enzimática permanente y las células no se recuperan en soluciones isotónicas. MATERIAL POR EQUIPO • Lámpara de luz ultravioleta • Espectrofotómetro • Asas bacteriológicas Micropipetas de volumen variable (200-1000 µL, 20-200 µL y 1-10 µL) • Incubadora (4°, 25°, 37° y 50°C) • Cultivos de E. coli, Pseudomona fluorescens y/o aeruginosa, Serratia marcescens y Staphylococcus aureus. • Cultivos en caldos nutritivos con E. coli y Bacillus sp. • 4 tubos con caldo nutritivo • tubos con caldo nutritivo a diferentes pH (2, 5, 7 y 9) • Discos con antibióticos o impregnados con desinfectantes comunes (cloro, iodo, violeta de genciana, merthiolate) • 5 cajas Petri con agar nutritivo o cuenta estándar I. PROCEDIMIENTO Factores físicos. Temperatura 1. En un tubo con 3 ml de caldo nutritivo, resuspender varias asadas de su cultivo de 24h. 2. Inocular con 0.1 ml ó 2 gotas cada uno de los tubos que se incubaran a las diferentes temperaturas. Marcar cada tubo. 3. Incubar durante 24 horas a las diferentes temperaturas. 4, 25, 37, 50oC. 4. Registrar el grado de turbidez en cruces, anotando sus resultados en una tabla. 5. Hacer una gráfica indicando crecimiento y temperatura de cada uno de sus microorganismos. Radiación ultravioleta 1. Marcar cinco cajas Petri con agar nutritivo de acuerdo a los siguientes tiempos de exposición 0, 30, 60, 90 y 120 segundos. 2. Depositar dos gotas de inóculo. 3. Sembrar masivamente con un asa o con una varilla acodada a su microorganismo en las cajas de Petri. 4. Dejar una caja sin irradiar. 5. Las cajas restantes destaparlas e irradiarlas con luz ultra violeta durante el tiempo indicado. 6. Tapar las cajas e incubarlas a 370C durante 24 horas. 7. Registrar el grado de crecimiento en cruces, anotando sus resultados en una tabla Tubo 1 Tubo 2 Tubo 3 Tubo 4 Temp°C 4° 25° 37° 50° Crecimiento Caja 1 Caja 2 Caja 3 Caja 4 Caja 5 Tiempo de exposición (seg) 0 30 60 90 120 Crecimiento II. FACTORES QUÍMICOS. Efecto del pH 1. En un tubo con 3 ml de caldo nutritivo, resuspender varias asadas de su cultivo de 24 h. 2. Inocular con 2 gotas a cada uno de los tubos con los diferentes pH. 3. Incubar a 37ºC por 24 horas. 4. Anotar en una tabla sus resultados, registrando el grado de turbidez en cruces. 5. Hacer una gráfica para cada uno de sus microorganismos respecto a su crecimiento en las diferentes concentraciones de pH. Antibióticos 1. En una caja Petri con agar nutritivo, adicionar cinco gotas de la suspensión del microorganismo en el centro. 2. Realizar la dispersión con una varilla acodada. 3. Con unas pinzas estériles colocar en la superficie de la caja el multidisco impregnado con antibióticos, tratando de que quede colocado en el centro de la misma, presionar suavemente. 4. Después de 15min de haber colocado el disco, invertir la caja y pasar a la incubadora de 35–37°C por 18 a 24 Hrs. 5. Observar el crecimiento obtenido en la placa. 6. La medición de los halos de inhibición se hace con una regla, por el fondo de la caja la cual se ilumina con luz reflejada. 7. En el caso de utilizar discos de papel filtro impregnados con desinfectantes comunes, colocar los discos de tal manera que estén bien distribuidos en la caja y que no queden cerca de los extremos de la misma. 8. Seguir los pasos 5 y 6. CUESTIONARIO 1. Haga una discusión de los resultados obtenidos con las diferentes temperaturas y determine las temperaturas cardinales para su microorganismo. Tubo 1 Tubo 2 Tubo 3 Tubo 4 pH 3 5 7 9 Crecimiento 2. Investigue y dé ejemplos del efecto y uso de las temperaturas sobre los microorganismos. 3. Diga que efecto tiene la luz ultravioleta sobre los microorganismos y determine que efecto tuvo en su cultivo en base a los tiempos de exposición utilizados. 4. Haga una discusión de los resultados obtenidos con las diferentes concentraciones de pH e indique como clasificaría a su microorganismo. 5. Investigue y dé ejemplos del efecto y uso de los diferentes pH sobre los microorganismos 6. Investigue y explique el mecanismo de acción de tres antibióticos y tres desinfectantes. INTRODUCCION Para realizar el estudio de las bacterias es necesario recuperarlas del hábitat natural donde se encuentran y hacer que proliferen en medios artificiales que proporcionen sus requerimientos nutricionales. A este procedimiento se le conoce como cultivo bacteriano in vitro. Las bacterias para su metabolismo necesitan donadores y aceptores de Hidrógeno, fuentes de Carbono, fuentes de Nitrógeno y Minerales. Además del uso de un medio nutritivamente adecuado para el cultivo bacteriano, es necesario considerar factores ambientales tales como la temperatura, pH, humedad relativa y atmósfera de incubación. DONADORES DE HIDRÓGENO Las bacterias, como cualquier organismo vivo, requieren de una fuente de energía como donadores de Hidrógeno, es decir, substratos oxidables. El sustrato más comúnmente usado es la glucosa.ACEPTORES DE HIDRÓGENO Estos se requieren para la realización de reacciones de óxido-reducción que conducen a las síntesis de ATP. Las bacterias aerobias requieren Hidrógeno como aceptor de electrones, mientras que las bacterias anaerobias utilizan compuestos orgánicos o inorgánicos (sulfatos, nitratos) como aceptores de Hidrógeno. FUENTES DE CARBONO Todos los organismos requieren de fuentes de Carbono para la síntesis de compuestos orgánicos celulares. Generalmente, los mismos compuestos utilizados Práctica No. 5 Medios de Cultivo, Siembra y Morfología Colonial A. Siembra en diferentes medios como fuente de energía, pueden ser utilizados como fuente de Carbón. Por ejemplo, la glucosa. FUENTE DE NITRÓGENO El Nitrógeno es un elemento esencial de las proteínas y de otros componentes celulares, el tipo de substrato que se requiere puede variar de un microorganismo a otro, pero en términos generales la mayoría de las bacterias puede no obtener Nitrógeno a partir del Amonio (NH4+). OTROS MINERALES Aparte del Carbono, las bacterias requieren de otros minerales. Estos pueden actuar como cofactores enzimáticos, por ejemplo el Magnesio y el Potasio, o pueden ser constituyentes de los diversos compuestos orgánicos de la bacteria, por ejemplo el Azufre presente en los grupos sulfhidrilos (-SH) de muchas proteínas, o el Fósforo presente en los grupos fosfato de los ácidos nucleicos, del AIF y de algunas coenzimas. Estos Minerales son generalmente incorporados en los medios de cultivo en forma iónica o como substratos inorgánicos. TEMPERATURA Las bacterias pueden crecer a diferentes rangos de temperatura; estos las clasifica en: 1. Psicrófilas (crecen entre 15 y 200C) 2. Mesófilas (crecen entre 20 y 45ºC) 3. Termófilas (crecen a temperaturas mayores a 450C) pH. La mayoría de las bacterias de interés médico crecen en medios de cultivo con un pH de 6 a 6, aunque existen bacterias que se desarrollan a un pH óptimo tan bajo como 2 y otras en 10.5. HUMEDAD RELATIVA La humedad relativa óptima para la mayoría de las bacterias en cultivo es de 70 a 80%. ATMÓSFERA Según sus requerimientos atmosféricos las bacterias se clasifican en: 1. Aerobias estrictas (requieren la presencia de Oxígeno libre como aceptor de Hidrógenos) 2. Anaerobias estrictas (requieren como aceptor de Hidrógeno una sustancia distinta al Oxígeno y mueren en presencia de éste) 3. Facultativas (pueden multiplicarse en presencia o ausencia de Oxígeno) 4. Microaerofílicas (requieren bajas concentraciones de Oxigeno libre y de un 5-10% de C02) MÉTODOS DE SIEMBRA Estos métodos están directamente relacionados con la consistencia del medio, los cuales pueden ser líquidos, semisólidos y sólidos. MEDIOS LÍQUIDOS Son medios que no contienen agar y son envasados en tubos. Se inoculan por medio de agitación del asa, por medio de una pipeta Pasteur, por medio de hisopos o depositando una porción de la muestra. La utilidad de estos medios es aumentar las posibilidades de crecimiento cuando las bacterias no son muy abundantes en el inóculo. El crecimiento bacteriano en este tipo de medios se manifiesta con turbidez. Los medios líquidos también pueden utilizarse para diluir los efectos de substancias tóxicas, así como para observar la motilidad bacteriana por medio de preparaciones húmedas. El método para sembrar en este tipo de medios es simplemente inoculando la muestra en el caldo y agitando ligeramente el asa dentro del tubo. (Figura 5.1). MEDIOS SEMISÓLIDOS Estos medios contienen de 0.5% a 0.75% de agar (polisacárido extraído de ciertas algas). Son envasados en tubos, y son sembrados por picadura con asa recta. La utilidad de estos medios es detectar la motilidad bacteriana, la cual se manifiesta por una turbidez hacia los lados de la línea de inoculación. La consistencia suave de estos medios permite que las bacterias móviles se desplacen, mientras que las inmóviles crecen solamente sobre la línea de inoculación. Las reacciones negativas a motilidad de estos medios deben ser confinadas mediante preparaciones húmedas, a partir de cultivos en caldo. Otra utilidad de estos medios es la conservación de cepas bacterianas. MEDIOS SÓLIDOS Existen dos tipos de estos medios, los que contienen 1.5% de agar y aquellos que contienen de 3-7% de agar; a estos últimos se les conoce también como medios duros. Figura 5.1 Método de siembra para medio de cultivo sólido en tubo. Los medios sólidos pueden ser envasados en cajas de petri, botellas o tubos de cultivo, y son utilizados para la conservación de cepas, pruebas de susceptibilidad bacteriana o realizar aislamientos en cultivo puro. El método de siembra en este tipo de medios es por estría cruzada, picadura, o en masivo formando un tapetillo por toda la superficie del agar (Figura 5.2). Figura 5.2. Métodos de siembra en medio de cultivo sólido en caja 1. Medios Sólidos para la conservación de cepas. - En este caso, el medio es envasado en tubos y se permite su solidificación de tal manera que se logre una superficie inclinada. La siembra se realiza por estría continua en toda la superficie (Fig. 3.1) El uso de tubos de tapón de baquelita prolonga el tiempo de deshidratación del medio. 2. Medio Sólido para pruebas de susceptibilidad a quimioterapéuticos. - En este caso, el medio es envasado en cajas de petri y la inoculación se hace por medio de estrías continuas en toda la superficie con un asa, hisopo o varilla (Figura 5.2). En masivo Por estría cruzada 3. Medio Sólido para el aislamiento en cultivo puro. En este caso, los medios se envasan en cajas de petri, y el objetivo es obtener el crecimiento aislado de colonias bacterianas, es decir, colonias puras y de otros gérmenes contaminantes. Esto se hace con el fin de estudiar e identificar a una especie bacteriana. La inoculación se realiza con asa como se ilustra en la Figura 5.2. A. Depositar el inóculo en el cuadrante 1 únicamente. B. Flamear y enfriar el asa entre cada cuadrante. C. Asegurar que exista contacto entre las estrías de cada cuadrante (1 con 2, 2 con 3 y 3 con 4). 4. Medios Duros para disminuir el crecimiento invasivo. - Existen bacterias que presentan una exagerada motilidad, lo que produce un crecimiento invasivo en toda la superficie del medio, aún, cuando se realiza la técnica de aislamiento en cultivo puro. Es en estos casos que se utilizan los medios duros que por su elevada concentración de agar dificultan el desplazamiento de las bacterias invasivas permitiendo la obtención de colonias puras. OBJETIVO 1. Realizar las diferentes técnicas de siembra para el cultivo de bacterias in vitro. 2. Clasificar a los medios de cultivo según el propósito con que se utilizan. 3. Conocer algunos de los medios selectivos y diferenciales más usados. 4. Comprender las bases de la selectividad de los medios. 5. Conocer la importancia del cultivo de las bacterias in vitro. 6. Enunciar las condiciones necesarias para el cultivo de las bacterias, nutrientes, pH, temperatura, humedad y atmósfera de incubación. 7. Diferenciar los medios de cultivo de acuerdo a sus características físicas: Líquidos, Semisólidos y Sólidos. 8. Conocer la utilidad de los medios de cultivo de acuerdo a sus características físicas. 9. Realizar las técnicas de siembra en los diferentes medios de cultivo: Líquidos, semisólidos y sólidos. 10. Determinar el número relativo de bacterias, en un cultivo en medio sólido en caja inoculado mediante la técnica de aislamiento en cultivo puro. MATERIAL Cultivos § Cultivo de E. coli en agar Maconkey. § Cultivo mixto A. Contiene Staphylococcus aureus y Pseudomonas aeuruginosa en caldo. § Cultivo mixto B. Contiene Escherichia coli, y Salmonella typhimurium en caldo. Medios de Cultivo § Caldo nutritivo. § Agar nutritivo en tuboinclinado. § Medio semisólido SIM. § Agar Nutritivo, Verde Brillante y Agar Manitol Sal, Cetrimida y MacConkey y XLD en caja. PROCEDIMIENTO I. SIEMBRA EN MEDIO LÍQUIDO, SEMISÓLIDO Y SÓLIDO 1. Inocular un medio sólido en superficie inclinada, un medio semisólido y un medio líquido. 2. Realizar la siembra de E. coli picando una colonia y agitando el asa en el medio líquido (caldo nutritivo). 3. Realizar la siembra en el medio semisólido a partir de una colonia del cultivo de E. coli. Figura 5.3 Cultivo de E. coli en medio líquido, semisólido e inclinado E. coli líquido semisólido inclinado 4. Realizar la siembra en el medio sólido con superficie inclinada a partir de una colonia del cultivo de E. coli. Figura 5.3. 2. AISLAMIENTO MICROBIANO 1. Realizar la siembra del Cultivo Mixto A siguiendo el esquema de inoculación de la tabla 5.1. Utilice la técnica para aislamiento en cultivo puro Figura 5.1 2. Realizar la siembra del Cultivo Mixto B siguiendo el esquema de inoculación de la tabla 5.1. Utilice la técnica para aislamiento en cultivo puro Figura 5.1 3. Identificar adecuadamente sus cultivos e incúbelos a 37ºdurante 24 horas. Tabla 5.1 Esquema de inoculación MEDIO Cultivo Mixto A Cultivo Mixto B Agar Nutritivo Inocular ______ Manitol Sal Inocular ______ Cetrimida Inocular ______ MacConkey ______ Inocular XLD ______ Inocular Verde Brillante. ______ Inocular RESULTADOS Realice un esquema de sus resultados y discútalos con fundamentos bibliográficos. CUESTIONARIO 1. Determinar el número relativo de bacterias encontrado en su caja mediante la técnica de aislamiento. 2. Explicar cuál es la importancia en el laboratorio de microbiología de la técnica de aislamiento en cultivo puro. 3. Explicar la importancia médica de las especies bacterianas trabajadas. BIBLIOGRAFÍA Diagnóstico Microbiológico. Texto y Atlas Color. Koneman, EW., Allen, SD., Janda, WM., Schreckenberger PC., Winn WC. Editorial Médica Panamericana. Quinta edición, 2008. PARA SABER MÁS Consulta de artículos científicos, notas científicas, avances de investigación y páginas de Internet relacionados con el tema, así como la realización de glosario de términos relacionados con la práctica. INTRODUCCIÓN Los requerimientos nutricionales de las bacterias son muy variados, lo cual hacer necesario contar con una amplia gama de medios de cultivo, los cuales se pueden clasificar basados en la utilidad diagnóstica. CLASIFICACIÓN DE LOS MEDIOS DE CULTIVO 1. MEDIOS DE CULTIVO BÁSICOS. Son medios simples que promueven el desarrollo de microorganismos nutricionalmente poco exigentes. Estos medios reciben también el nombre de medios generales. Se utilizan principalmente para la realización de análisis cuantitativos, muestreos de medio ambiente o superficies y conservación de cepas. Ejemplo: agar nutritivo, caldo nutritivo, agar de soya y tripticaseína, caldo triptosa, agar triptosa, etc. 2. MEDIOS ENRIQUECIDOS. Son medios que han sido suplementados con elementos que proporcionan factores de crecimiento para promover el desarrollo de microorganismos de requerimientos nutricionales exigentes. Estos medios generalmente contienen uno o más de los siguientes ingredientes: sangre, suero, plasma, líquido ascítico, huevo, carne, vitaminas, aminoácidos específicos, NAD o hemina entre otros. Ejemplos; agar sangre, agar chocolate, agar infusión cerebro corazón, medio Lowenstein-Jensen, etc. Práctica No. 5 Medios de Cultivo, Siembra y Morfología Colonial B. Medios Selectivos y Diferenciales MEDIOS SELECTIVOS. Estos medios contienen substancias inhibitorias para suprimir total o parcialmente el desarrollo de microorganismos no deseados. Las substancias utilizadas con mayor frecuencia son colorantes, sales inorgánicas, sales biliares, antibióticos y detergentes. Los medios selectivos tienen una gran utilidad para el aislamiento de gérmenes patógenos a partir de muestras clínicas que contengan bacterias de la microflora normal. Ejemplo: agar Verde Brillante y agar SaImoneIIa–ShigeIIa selectivos para Salmonella spp. Agar MacConkey, ENDO y eosina azul de metileno (EMB del inglés eosinmetilenblue); selectivo para enterobacterias. Agar manitol sal, agar Staphylococcus110 y agar Chapman Stone; selectivos para Staphylococcus spp. Es importante recordar que también se logra un efecto selectivo hacia ciertos grupos de microorganismos simplemente variando la temperatura y la atmósfera de incubación. MEDIOS DIFERENCIALES Estos medios contienen indicadores que permiten diferenciar algunos géneros o especies bacterianas por el aspecto característicos de sus colonias. La mayoría de los medios selectivos son también diferenciales. § Ejemplos: Agar verde brillante, agar Salmonella Shigella, agar MacConkey, ENDO EMB. etc. Estos permiten diferenciar enterobacterias fermentadoras de la lactosa (coliformes) de las no fermentadoras de la lactosa (no coliformes). § Agar Manitol Sal, para diferenciar estafilococos fermentadores del manitol (S. aureus) de los no fermentadores del manitol (S. epidermidis). § Cuando el microorganismo a seleccionar a partir de una población mixta es fastidioso (nutricionalmente exigente), se utilizan medios enriquecidos adicionados con algunos de los inhibidores antes mencionados. Ejemplos de medios de este tipo son: agar PPLO con acetato de talio y penicilina, utilizado para el aislamiento de Mvcoplasma spp. Agar sangre con telurito de potasio, utilizado para el aislamiento de Listeria spp. Agar sangre con azida de sodio utilizado para el aislamiento de Streptococcus spp. MEDIOS DE ENRIQUECIMIENTO Estos medios son liquidas y poseen efecto inhibitorio sobre ciertos géneros bacterianos, favoreciendo al mismo tiempo el desarrollo de otros que se encuentran en menor proporción en la muestra. Son medios muy utilizados en la bacteriología del tracto intestinal, principalmente para el aislamiento de Salmonella spp a partir de muestras de heces en las cuáles el número de salmonelas puede ser bajo en comparación al elevado número de bacterias que normalmente habitan en el tracto intestinal. Estos medios se inoculan mediante un hisopo o bien depositando directamente la muestra en el medio en una proporción de 1:10 (por ejemplo 1 gramo de muestra en 10 ml de medio). El periodo de incubación en estos medios debe ser de 18 horas y es necesario resembrar a partir de ellos en medios selectivos y diferenciales para identificar colonias características. Ejemplos de estos medios son el caldo selenita y el caldo tetrationato, medios de enriquecimiento para Salmonella spp. MEDIOS DE TRANSPORTE Son medios utilizados para el transporte de las muestras clínicas desde el lugar de su colección hasta el laboratorio. Su finalidad es preservar la viabilidad de los microorganismos cuyo aislamiento va a intentarse posteriormente. La composición de este tipo de medios varía considerablemente de acuerdo al microorganismo cuya viabilidad se desea preservar. Estos medios pueden ser desde una simple solución fisiológica amortiguadora hasta medios más complejos que contienen substancias inhibitorias, agentes reductores, substancias osmóticamente activas (sacarosa), suero, etc. Algunos ejemplos de estos medios son: medio de Stuart, medio de Cary-Blair, utilizados como medios de transporte de uso general para un gran número de bacterias aerobias y anaerobias. Solución amortiguadora de Bovarnik, para preservar la viabilidad de Clamidias y Rickettsias. MORFOLOGÍA COLONIAL Cuando se examinan los microorganismos asociados o presentes en un animal, planta, suelo, agua o alimento se encuentra una gran variedad de ellos y raramente hay un solo tipo de microorganismo. Si se quiere trabajar con un cultivo puro, se deben obtener colonias separadas o aisladas. La observación cuidadosa delas colonias muestra que éstas varían en apariencia. Una colonia o clona microbiana está constituida por individuos de la misma especie provenientes de una célula o de un grupo de ellas. Las colonias bacterianas presentan características morfológicas muy variadas, mismas que son constantes para cada especie bacteriana en idénticas condiciones de cultivo. Estas características pueden modificarse cuando factores tales como humedad relativa, medio de cultivo, temperatura y atmósfera de incubación varían. Por definición un buen aislamiento en placa es aquel que nos da colonias aisladas, con una distancia que permita distinguir y describir la morfología colonial que incluye: TAMAÑO. Se describe en milímetros y puede variar desde colonias extremadamente pequeñas que miden apenas una fracción de milímetro hasta aquellas que llegan a medir 10 mm.; algunas especies bacterianas pueden extenderse en toda la superficie de la caja. Para poder observarlas es necesario utilizar un microscopio estereoscópico. COLOR. Las colonias pueden tener variados colores, debido a pigmentos propios o absorción de algunas sustancias del medio. FORMA. Puede ser puntiforme, circular o irregular. Las colonias puntiformes son tan pequeñas que no se les puede distinguir el resto de sus características. BORDES. Pueden ser enteros o mostrar irregularidades como lóbulos, filamentos, proyecciones como dientes de sierra o enrollados. ELEVACION. La colonia puede ser plana o elevada, esta última a su vez puede ser convexa, pilvinada, umbonada crateriforme o umbilicada. SUPERFICIE. Puede ser lisa, rugosa o granular. ASPECTO. Puede ser húmedo o seco. LUZ REFLEJADA. Puede ser brillante o mate. LUZ TRANSMITIDA. Puede ser transparente, translúcida u opaca. PRODUCCIÓN DE PIGMENTO. Algunas bacterias producen pigmentos solubles en agua, que puede difundir al medio de cultivo. CONSISTENCIA. Dura o suave, esta última puede ser butirosa, mucoide o friable. Esta característica se determina tocando la colonia con el asa y por lo tanto debe ser la última en describirse (Figura 5.4). Con la experiencia en la observación de cultivos, las características de morfología colonial vienen a constituir una guía muy útil en el reconocimiento de los principales grupos de microorganismos. CRECIMIENTO EN MEDIO LÍQUIDO Los medios líquidos utilizados para el cultivo de microorganismos, reciben el nombre de caldos. Los diferentes tipos de desarrollo en medio líquido pueden ser: homogéneo, floculento, en anillo, membrana y película (Figura 5.5). Figura 5.4 Tipos de Morfología colonial. Figura 5.5 Tipos de crecimiento microbiano en medio líquido OBJETIVOS 1. Definir medio de cultivo básico, enriquecido, diferencial, selectivo, de enriquecimiento y de transporte. 2. Conocer el mecanismo de acción de las sustancias inhibitorias utilizadas en los medios selectivos. 3. Comprender el fundamento de los medios selectivos y diferenciales 4. Distinguir la apariencia de las colonias de Staphylococcus, Pseudomonas, Escherichia y Salmonella en los medios selectivos y diferenciales. MATERIAL Cultivos § Medios de cultivo previamente sembrados en la práctica anterior. § Cultivos líquido, sólido, inclinado y semisólido previamente sembrados en la práctica anterior. Reactivos § Reactivos para la tinción de Gram Material § Asas bacteriológicas § Portaobjetos Equipo § Microscopio óptico PROCEDIMIENTO. SIEMBRA EN MEDIO LÍQUIDO, SEMISÓLIDO Y SÓLIDO Anotar los resultados del medio líquido, sólido y semisólido inoculados en la práctica anterior. Describir el tipo de crecimiento desarrollado en el medio líquido. AISLAMIENTO MICROBIANO Observe y compare la morfología de las colonias desarrolladas en los medios de cultivo que se indican. Es importante que tome en cuenta el número relativo de cada una de éstas, es decir la cantidad de colonias crecidas en los diferentes cuadrantes. Se considera crecimiento abundante cuando desarrollan colonias hasta los cuadrantes 3 o 4, crecimiento moderado hasta el segundo cuadrante, y crecimiento escaso sólo en el primer cuadrante. Las colonias que crezcan fuera de las estrías o únicamente en los últimos cuadrantes se consideran contaminantes. I. Cultivo Mixto A. Observe que el cultivo en agar nutritivo en caja contiene dos tipos diferentes de colonias. Describa las características de la morfología colonial observada en cada uno de los medios que se indican y anote sus resultados en la tabla 5.2. Tabla 5.2 Anote los resultados obtenidos de sus cultivos MEDIO Staphylococcus aureus Pseudomonas aeruginosa Crecimiento + - Morfología colonial Crecimiento + - Morfología colonial Agar Nutritivo Manitol Sal Cetrimida § Realice un frotis de una colonia de Manitol Sal y otro a partir de Cetrimida y un tercero a partir de una mezcla del crecimiento en Agar Nutritivo. Tiña los frotis con la técnica de Gram. § Observe y anote sus resultados. § Las colonias de S. aureus se observan amarillas en Manitol Sal. Explique por qué. § Las colonias de Pseudomonas aeruginosa en Cetrimida, se observan verdes. Explique por qué II. Cultivo Mixto B. Describa las características de la morfología colonial observada en cada uno de los medios que se indican. § En MacConkey, las colonias fermentadoras de la lactosa se observan rojas y las no fermentadoras incoloras. E. coIi es una bacteria fermentadora de la lactosa y S.typhimurium no fermenta lactosa y sacarosa. Explique el mecanismo físico-químico de esta observación. ¿Por qué se obtuvieron colonias amarillas y rojas en XLD? ¿Cómo se explica metabólicamente esta diferencia? Tabla 5.3 Anote sus resultados obtenidos de sus cultivos MEDIO Escherichia coli Salmonella typhimurium Crecimiento + - Morfología colonial Crecimiento + - Morfología colonial MacConkey XLD Verde Brillante § En Verde Brillante S.typhimurium crece en colonias con un centro negro, explique por qué. § Identifique las colonias obtenidas correspondientes a E. coIi y S.typhimurium en cada caja. § Realice una tinción de Gram a partir de los dos tipos de colonias encontradas en Verde Brillante. § Observe y anote sus resultados RESULTADOS Realice un esquema de sus resultados y discútalos con fundamentos bibliográficos. CUESTIONARIO 1. Mencione las diferencias que existen entre los siguientes medios de cultivo: básico, enriquecido, diferencial, selectivo, de enriquecimiento y de transporte. Cite tres ejemplos de cada tipo de medio. 2. Mencione un mínimo de 5 substancias inhibitorias utilizadas en los medios de cultivo y explique su acción. 3. Explique por qué no todas sus cepas crecieron en los medios inoculados. ¿Existen inhibidores? ¿Cuáles son? ¿Cómo actúan? BIBLIOGRAFÍA Diagnóstico Microbiológico. Texto y Atlas Color. Koneman, EW., Allen, SD., Janda, WM., Schreckenberger PC., Winn WC. Editorial Médica Panamericana. Quinta edición, 2008. PARA SABER MÁS Consulta de artículos científicos, notas científicas, avances de investigación y páginas de Internet relacionados con el tema, así como la realización de glosario de términos relacionados con la práctica. INTRODUCCIÓN Una célula requiere para poder crecer y dividirse tomar nutrientes del ambiente, procesarlos y liberar energía además de construir bloques que le permitan sintetizas macromoléculas. Aunado a esto, la célula excreta los productos que no le sirven. Todas estas actividades juntas son llamadas metabolismo. El metabolismo lo podemos dividir en dos partes de acuerdo a la finalidad de la función; procesos degradativos llamados en conjunto catabolismo y procesos biosintéticos llamados a su vez anabolismo. Es necesario enfatizar que ambos tipos de procesos se interrelacionan. Los procesoscatabólicos están involucrados en la provisión de energía para llevar a cabo todas y cada una de las actividades celulares, tales como biosíntesis, transporte y motilidad. Para los organismos heterotróficos (organotróficos) los procesos catabólicos involucran la degradación de materia orgánica para producir energía y productos de desecho. En muchos casos el catabolismo resulta en la formación de pequeñas moléculas orgánicas que sirven como esqueletos carbonados de la biosíntesis. La presente práctica se ha dividido en dos partes, en la primera parte (Parte A), se trabajará con el metabolismo de carbohidratos y de ácidos orgánicos, lo cual requiere de la glucólisis, fermentación y respiración. Podrá poner en evidencia la formación de productos terminales para una mejor comprensión de las vías metabólicas que realizan los microorganismos. Práctica No. 6 Metabolismo, Biosíntesis y Nutrición A. Carbohidratos y Ácidos Orgánicos La Parte B consiste del uso de diferentes amino ácidos y observarás la capacidad degradativa y utilización de dichos aminoácidos por parte de las bacterias, así como la obtención del nitrógeno como lo hacen a través de la utilización de la urea. PRUEBAS BIOQUÍMICAS PARA LA IDENTIFICACIÓN MICROBIANA Tabla 6.1. Pruebas bioquímicas del Metabolismo del C y N UTILIZACIÓN DEL C UTILIZACIÓN DEL N OF DE GLUCOSA KLIGLER RMVP CITRATO MANITOL SACAROSA FAD LIA INO3 SIM UREA ORNITINA En el laboratorio se cuenta con una serie de pruebas, las cuales permiten ayudar a identificar a cada uno de los géneros de nuestro interés. La mayoría de ellas llaman la atención por el colorido que se desarrolla al crecer los microorganismos y cambiar las condiciones de acidez del medio. Además, la complejidad de las mismas y su comprensión permiten su uso y manejo adecuado. Son muchas las pruebas bioquímicas, pero solamente se usarán las más comunes que se muestran en la tabla 6.1. OBJETIVO Realizar las pruebas bioquímicas y relacionarlas con el metabolismo del carbono. OBJETIVOS ESPECFICOS 1. Realizar pruebas bioquímicas que ponen de manifiesto las actividades que llevan a cabo los microorganismos sobre los azúcares y ácidos orgánicos para poner de manifiesto la actividad microbiana. 2. Comprender el mecanismo bioquímico que ocurre en la utilización de los carbohidratos y ácidos orgánicos. 3. Comprender la utilidad de las enzimas en el mecanismo de la obtención de la energía. 4. Comprender el fundamento y la interpretación de cada una de las pruebas utilizadas. INTRODUCCIÓN El estudio de los microorganismos con base a la descripción colonial o microscópica no es suficiente para hacer una identificación satisfactoria, es por ello que se tiene que recurrir al estudio de su comportamiento fisiológico, es decir, como utilizan los nutrimentos y que sustancias producen. Para lograr esto, existe un gran número de pruebas metabólicas que nos permiten llegar a la caracterización de un microorganismo dado. El metabolismo es la suma de todos los procesos químicos que ocurren dentro de un microorganismo y se divide en anabolismo y catabolismo. El primero se refiere a las reacciones bioquímicas que suceden en la célula para formar macromoléculas y el segundo representa las reacciones que están involucradas en el rompimiento de los sustratos con el propósito de suplir la energía utilizada en el anabolismo. Los tres principales procesos que conducen a la formación de energía como ATP son la fermentación que obtiene el ATP por fosforilación a nivel de sustrato. La respiración obtiene ATP por fosforilación oxidativa. La fermentación es un proceso anaeróbico en el cual tanto los donadores como los aceptores de electrones son compuestos orgánicos. Estos compuestos incluyen carbohidratos, ácidos orgánicos y aminoácidos entre otros. Existen varios tipos de fermentaciones que pueden llevar a cabo los microorganismos, los productos de la fermentación de los carbohidratos son ácidos orgánicos, alcoholes, cetonas y CO2. MATERIAL • 2 tubos de 13 x 100 con campana de Durham y caldo base rojo de fenol adicionados de glucosa. • 2 tubos de 13 x 100 con campana de Durham y caldo base rojo de fenol adicionados de sacarosa. • 2 tubos de 13 x 100 con campana de Durham y caldo base rojo de fenol adicionados de manitol. • 2 tubos de 13 x 100 con Kligler • 2 tubos de 13 x 100 Citrato de Simmons • 2 tubos de 13 x 100 Caldo Malonato • 4 tubos de 13 x 100 con OF glucosa • Solución de lugol • alfa naftol • KOH creatina • Cultivos de E. coli, Proteus, Pseudomona aeruginosa, Klebsiella, Shigella, Enterobacter. PROCEDIMIENTO Inocular los tubos de acuerdo al siguiente esquema que se muestra en la Tabla 6.2. Tabla 6.2 Protocolo de inoculación de las pruebas bioquímicas de fermentación MEDIOS TUBO No 1 TUBO No. 2 SIEMBRA Manitol E. coli Proteus Agitación Sacarosa E. coli Proteus Agitación Glucosa E. coli Pseudomonas Agitación RMVP E. coli Klebsiella Agitación OF glucosa Pseudomonas E. coli Picadura Kligler E. coli Shigella o Proteus Picadura y estría Citrato Klebsiella E. coli Estría Malonato Enterobacter E. coli Agitación 1. Fermentación de azúcares en tubos de Durham a. lnocular con una asada de cada microorganismo, los tubos con campana de Durham con los diferentes azúcares o polialcoholes. b. lncubar los tubos a 37º C durante 24 hrs. Es muy importante no sobreincubar los tubos debido a que puede provocar confusión al momento de hacer la lectura debida a fenómenos de alcalinización del medio por acumulación de amonio. c. Observar el resultado, indicando en cada combinación de las cepas con los carbohidratos si hay o no producción de ácido (vire del indicador amarillo) si hay acumulación o no de gas dentro de la campana de Durham. 2. Fermentación de azúcares en medio de Kligler a. lnocular por picadura en la superficie de los tubos de Kligler cada una de las cepas proporcionadas. b. Incubar los tubos a 37º C durante 24 o 48 hrs. c. Observar el resultado e interpretarlo como se cita a continuación. d. Fermentación de glucosa: vire del indicador a amarillo en el fondo del tubo. Tabla 6.3 Esquema de interpretación de resultados de la prueba de Kligler K alcalino / Rojo A ÁCIDO / Amarillo Pico/ fondo Lactosa Glucosa K/A - + A/A + + Gas Burbujas de CO2 H2S Precipitado negro • Fermentación de lactosa: vire del indicador a amarillo en el pico del tubo. • Producción de gas: formación de burbujas en el medio de cultivo, principalmente en el fondo. • Producción de H2S: formación de un precipitado negro en el medio de cultivo. Es importante que revises la formación del precipitado antes de las 24 horas, ya que es muy común que no se pueda observar la fermentación por la presencia del precipitado (Tabla 6.3). 3. Fermentación de azúcares. Pruebas de rojo de metilo y de Voges Proskauer. a. lnocular las cepas en dos tubos de caldo (etiquetados como MR y VP respectivamente) b. Incubar los tubos a 37 º C durante 24 hrs. c. Añadir al tubo MR 4 gotas de reactivo rojo de metilo d. Añadir al tubo VP 6 gotas de alfa naftol y 3 gotas de KOH y agitar suavemente dejarlo en reposos unos minutos. La presencia de un color rojo en el tubo es una prueba positiva de Voges Proskauer e. (producción de acetil metil carbinol): 1. RM : agregar 4 gotas de rojo de metilo. Interpretar los resultados de acuerdo al esquema que se muestra en la tabla 6.4. 2. VP: agregar 6 gotas de alfa naftol y 3 de KOH, agitar el tubo destapado. Reposar por 15 minutos. 1. Utilización de ácidos orgánicos. a. Sembrar un tubo con citrato de Simmons por estría superficie y uno de caldo Malonato con una asada. b. Incubar los tubos
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