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CULTIVO BACTERIANO 1\f.ETABOLISMO BACTERIANO Las bacterias deben wmar del medio exterior los nutrientes necesarios para constnm sus e[e.m.entos constimtivos (citoplasma. membrana, par<-"Ó. etc. ) y producir trabajo. Este trabajo está repre sentado prJr las funciones vitales, como crecimiento. reproducción, movimiento. Lüs nutrientes son el sustrato (sustancia) sobre el que actúan enzimas que luego de una serie de reacciones obtiene energía en fom1a de ATP. Al conjunto de reacciones enzimáticas se lo conoce como ·'metabolis:mo bacteriano". Las reacc.iones de biosíntesis (anabolismo) se encadenan a las reacciones de degra dación (catabolismo) por el ATP, ya que este compuesto interviene en la mayoría de los procesos de intercambio de energía. Según la fuente principal. de carbono que utilícen, los microorganismos se cia'>ilican en "autótrofos", cuando usan el CO 2 atmosférico, y · "heterótrofos". cuando requieren de fuentes orgánicas de carbono. Las bacterias que se han adaptado a crecer en tejidos animales son heterótrofas y requieren compuestos orgánicos para vivir. La transformación de la energia puede tener lugar aeróbica o ana.eróbicamente .. Existen tres vías principales de producción de ATP: la respiración , que tiene lugar en presencia de oxígeno y da como productos finales CO 2 y H ¡ D; es un proceso de oxidación de l as células vivas por el cual el oxígeno en las bacte1ias aerobias es el aceptar de hidrógeno para el H, ex.traído del sustrato; luego, la fe.rmenta.cíón, que tiene I ugar sin ·ox íget10 en condiciones anaero bias y remp law a éste por otro aceptor de electrones como el nitrato o el sulfato; y por último, l.a fotosintesis, que obtiene energía por absorción de luz visible a rravés de ia cl.orofila, pero que no nos compete e.n el estudio de la microbiología veterinaria. De acuerdo con los requerimientos de oxígeno las ba.cterias se clasifican en: Bac.terias aerobias estrictas: !as que requieren oxigeno como aceptor terminal de ele.ctrones y no proliferan en c.ondíciones de anaerobiosis (es decir, en ausencia de oxígeno). Ejemplo: Mycobacterium bovis. Bacterias anaerobias estrictas: las que no emplean oxí.geno para su proliferación y metabolismo, sino que obtienen su en.crgia d.e reacciones fermentativas. Las especies de Bacte roides y Closiridíum tetani son ejemplos de anaerobios. Anaerobios aerotolerantes: pueden crecer en presencia ü ausencia de oxígeno, pero la energía la obtienen por fer mentación. E_jemplos: algunas especies de C/ost,-idium y las bacterias acidolácticas. Anaerobios facul.tativos: son bacterias que proliferan mediante procesos oxidativos, utilizando oxigeno como aceptor tem1inal de electrones, o en anaerobiosis, empleando reacciones de fer mentación para obtener energía: sobreviven tanto en condiciones aeróbicas como anaeróbicas. Especies de estreptococos, estafilo cocos y las enterobacterias (por tj., Escherichía coh) están entre los numerosos anaerobios facultativos que causan enfermedad. Bacterias microaerófilas: son las que requieren de oxígeno como aceptor terminal de electrones pero con una tensión menor de <\ a la requerida por l.o-s aerobios, en general de l a [ 2% de C\ . No proliferan en la superficie de un medio só lido en aire y prol iferan apenas (si lo hac.en) en anae.rc>biosis. Algunos estreptococos son microaerófilús . Capnoico o capnófilo: se denominan así las bacterias que se desarrol.lan mejor en presencia de anhídrido carbónico. CULTIVO DE MICROORGANISMOS Se. llama cultivo al proceso que consiste en propagar micro organismos brindándoles las condiciones ambientales adecuadas. Las bacterias adaptadas &l hombre y a los animales tienen la capa cidad de desarrollarse en medios nutritivos fuera del hospedador (in vitro). Los microorganismos en crecimiento y reproducción deben hacer répl i.cas de sí mismos, por lo que necesitan ei aporte de todas las sustancias necesarias pa.ra recrear su composición química y realizar su metabol ismo . . Los nutrientes deben briri darles estos elemen1os en una fórma accesible desde d punto de vista metabólico. Además, estos microorganismos re.quieren energía metabólica para sintetizar macromoléc.ulas y conservar los gradientes químicos esenciales a trnvés de sus membranas. DESARROLLO O CRECIMIENTO Está dado por la multiplícación bacteriana en el medio de cul tivo, con una progresión geométrica :i. velocidad variable, según se trate de microorganismos de crecimiento rápido, mediano o l.ento. La mayoria de las bacterias poseen un tiempo de división de 20 minutos, por ejemplo, las enterobacteri.as; en otro extremo, Afrco bacterium bovis tiene un tiempo de multipficación de l 2 horas. Colonia. Cuando una bacteria crece sobre un medio de c.u.ltivo sólido, no puede moverse, y al mul tiplicarse en fom1a geométrica, las sucesivas generaciones de bacterias quedan ubicadas unas sobre otras hasta hacerse. visibles macroscópícamente. Este crecimiento o don originado a partir de una sola bacteria en medio sólido se denomina colonia y presenta aspectos particuiares de acuerdo con el género y la especie ba.cteriana; al estudiar sus caracteristicas se deben tener en cuenta la forma, e l tamaño, el color; los bordes, la. altura, la superficie y el aspecto o la consistencia. Población Es el desarrollo bacteriano en medios de cultivo líquidos, en donde no pueden diferenciarse entre sí los distintos microor ganismos; las características más importantes son : turbidez del medio; formación de velo superficial (su consistencia, espesor y cantidad) y presencia de sedimento (su aspecto. cantidad y coloración). CURVA DE CRECIMIENTO BACTERIANO Las bacterias. como organismos procariolas. se multipl ican por fisión binaria. Esteproce;o dura entre I O minutos y 24 lmras, dependien do del microc,rganismo� pero la mayoria de. las bacterias de importancia tr,ediec üene un ttempo de generación de entre 20 mirmtos y 2 horas- En cada generación se duphca el número de individuos Partiendo de un número injcia] de bae,teria..-: N0• al cabo de una ge1.1eradón tendremos 2 x. N0. en la siguieme generadón, :l 2 >: '.'L v <1si �ucesivamenre: ía públación aumenta con el exponente d� :i, por to que se expresa como -·crecimiento exponencial", Primera generación: :2 x N,, Si:�andi �l!eneración: 2 x :/ x N .:F x N -· ~ <I <í Ter;;er.J generación: 2. x 2 x 2 N0 .t' x !\,, Este- crecimiento exponencia.i o Jogarün:!Jco e:xistirí2. en cori� .:fü: ione:� ideales si no hubiera agor.amiento de! medio de cuhivo, acumulación de metaboiito-s tóxicos. variación de pH� etc. In v ivo esto rnmroco ocurre ya que ias deft·nsas del hospedad.or obsra e-ulizan el d.esarroHo logaritmico. En eI laboratorio, ia curva de trec-imicnto bacteriano puede evaiuarse en medio l íquido. Como se trata de un crccimienio exponencial, para obtenet en el dibujo una Hnea recta se grafica e l logaritmo del número de células viables en función de[ tiempo, Cuando- 1.m cuttivo pum de bacterias se inocula a un m.ed.fo de cuhivo Hquido se obtienen cuatro fa.ses principales: l. Fas� de adaptación o latencia Este retraso e-s el periodo de adecuación al nuevo medio de cultivo y la necesidad de acumular CO� y enzimas pnra iniciar su metab-Olismo. Es la demora para alcanzár una velocidad constante de desarroUo. Cuando el medio de' cultivo nuevo-es idéntico- ai que provienen las bacterias y éstas se encuentran en fase. exponencial, esta tase no se produce, 2. Fase de crecimiento ex.ponencia! o logaritmico Se inicia cuando ta velocidad de crecimiento constante al� canz.a su mayor valor. Esta fase está influenciada por la genética de la bacteria y las condiciones del medio de cultiv,:,. como pH. temperatum1 composición -del medio de cultivo, etc 3. Fase estacionaria Como e.t medio at que hacemoi:: referencia no se rt..nueva, co mienzan a acumularse metabolitos tóxicos. se modifu:a el pH del me dio y desciende el nivel de nutrienw.s, la velocidad demultiplicacíón se retrasa y hay un equilibrio entre bacterias vivas y muerias. 4. Fase de muerte Cuando continúa el crecimiento en e.! medlo de cultivo viejo se produce una inversión numerica con respecto a la fase ex.ponendal Bn este período son má..._ las bacterias muerta,; que las vi ·vas, ha....,ta que se termlnac:on la muerte de todas. Si setrarade-bac.terias con ca pacldad de esporulación,. este fenómeno se produce en esta fase. FACTORES QUE INFLUYEN SOBRE EL CRECIMIENTO BAC.'TERlANO Temperatura Los microorganismos tienen una temperatura óptlma de crecimiento en donde adquieren una velocidad máxima de repro ducción. Por encima de e.'{fa temperatura máxima las bacterias se alteran y mueren. Por debajo de la temperatura óptima las bacterias Temper11tura re fsse de fat.encia y adapra:oón h : fo5,C ¡o-g;;ritruiu de crecimiento e. fa.,;:t' de- meseta o e,,;.1:a-cionaria d: fase de muerte Figura l O� l . Gráfico del cre-etmicnto bact.eri :.:1.n0 nornwl . en lentecen su merabohsmo pero siguen crez:iendo. hast:. que :a un.::. tempc-rntura rnennr detíen.en sn <le$arrollo. Dé acuerd0 c1;n la tem peratura ópúma !ns micmorganismos se clasifican en: psicrófilos. con r,mgo$ de entre l O y 20 ''C como ia� bacterias marinas: mcsófi los., con tempcramra optima entre 2() y 40 ºC: te.r-mófüos entre 50 y 60 ºC y termotoierantes con una temperatura óptima en ei rango de los mesófüos pem que tolerar. hasta 50 ºC. l..()$ mktoorg:mismos que de.."Seribiremos en nuestra materia Sútl mesófüos. adaptados a la t�mperatura corporal del hombre y los animales. pH La mayoria de lo� microorganismos crecen en rangos de. pH cercanos a la neutralidad, entre 6,8� 7,4. Muy pocos toleran l& acidez o son acidófüos oomo el Acetobí.K1er o HeJicvbacwr: Los ffimgos prefieren pH bajos c-<11no 5 o 6. Para mantener ei pH de ios medios de. cultrvo cuando las bacterias son sensfüles, se requieren &11lf�ts como el bicarbonato o los fosfatos inorgánicos. Eí pH éS un factor a tener en cuenta para un aislamiento selectivo. Actividad del agua La actividad del agua (A.), o agua disponible.. es fündamenlal para las reacciones bioqufmicasde la bacteria. por eso la mayona de: íos mkroorganísmot. no crecen en ambientes de hipem:;.molari• dad como soluciones azucaradas o hipersaladas, Algunas bacteria& de importancia médica resisten las c-0ncentradones airas Je sal (Staph,vlococcus)_ Muchas bacterias marinas no crecen cuando la concentración de sal es inferior al 1 -010. Nutrientes La calidad y cantidad de nutrientes disponible$ lnfü:.ye eri h velocidad de crecimiento bacteriano y su carencia constituye. un fücmr limitante del desarrol lo Potencial de oxidorreducción (E.) L.as bactenas. aerobias necesitan un F.11-de 0,2 a0.4 y 135 anaerobias estrictas de --0,2 o menor. En cultivos líquidos mhros,. las b&:tenas aerobia,;; consumen e! O., v crean condici-Ones. para e! desarrollo de lo: anaerobios; en cultivo �o de anaerobios se de.ben at:egar agentes reductores como tioglicolato. cisreina o ambientes libres de O, . CULTIVO DE MICROORGANISMOS AEROBIOS IN V1TRO Se entiende por medio de cultivo a una me,,da equilibrada de componentes nutricionales que reúnen )as condiciones para pemmir !a multipl icación in viuo de los gérmenes que a.il í se siembran Comiene una fuente de carbono_ nitrógi:.--no y azufre" UJ1a fuente mineral, 'l factores de crecimiento que la bact.eria es incapaz de sinret!zar como cíert.os aminoácidos, purinas. pirlmidinas y vitaminas, Además dUf'.dnte e,l crecimiento ;;e deben regular d pH , la temperatura._ la airea:ión, ia com,'.emraclón de sal� y la potencia j6ni� del med}o. Los reqoisitos p:ua que una sustancia sea considerada medw de cuírivo deben ser íos siguientes: • pH: generalmente cercano a la neutral idad {7 .2-7A-?. " Composición quimica: debe responder a la.-s exigencias nutricionales del ürganlsmo a cultivar. ;:� • Estcrihdnd: ei medio de cu!ti\'O ha de ser e-ste-riíizado para evitar que lo:- gérmenes que normalmente lo Cúntami:nan en su prepaídtión no interfieran en el desarroUü de la <.'epa que pretendemos cultivar. * Humedad: requisito de todo mediú sóíid0 de reciente pre� paradón; con el tiempo los· medios se desecan. y se hacen inaproptados para el de&atToilo bacteriano. Finalidades de un medio de cultivo Aislamiento- de microorganismos en coi(}nfas purd&. Estudio de características culturales. Estudios de acth,idades metabólicas. Preparación de vacunas y antígenos. Conservación de gérmenes en colettión. Obtención de grandes masat;: microbianas para estudios físicos y químicos, Obtención de gérmenm con fines industriales (preparación de productos lácteos, vitivjnícoias. antibióticos, enzima� tlcos y ensilajes). MEDIOS DE CULTIVO Composición y propiedades Los medlos de. cultivo pueden tener una composición química definida o no definida. Antiguamente se utilizaban los extractos de carne o de ouos tej idos que oonstitufan una fuente de proteínas y azúcares, La faita de homogeneidad en la composición y en la ¡:,replll"JCión, los hacían de esca.sa confiahilídad para ser usados en es ludios científicos debido a-las pocas probabilidades de reproducir los resultadosob!enidos. Para aportar la fuente de nitrógeno y carbono a los medios, en lucrual idad se usan hidrolizados proteicos llamados p<ptonas, obte111dos generalmente por hídr6ijs1s enzimática de leche, carne, levadura... etc, , que mantienen sus propiedades en cuanto a aminoácidos y vitaminas. Existen diferentes tipos y calidades de peptonas por lo que debe prestarse atención en su elección, El medio también posee cloruro de sodio que tiene como fim clón nivelar hl presión osmótica. Si el medio de cultivo requiere sangre, ésta se hemoliza sí no hay una presión 01'mótica adecuad.a. Un medio de c.ultivn <,ptimo para la investigación microbiológica ha de contener, corno minllno� carbono. nitrógeno: azufre 1 fósforo y sales inorgánk:as. En muchos tasos serán necesarias ciertas vitaminas y otras sustancias inductoras del credmiemo, Siempre han de estar presentes las sustancias adecuadas ¡,ara �iercer de donantes o captadores de electrones para las reaccion.es química.'ii que tengan lugar. También ios medios pueden tener indicadores de cambios de ¡,H en las reaec,ones metabúlicas, Una fónnuia básic-a de caldo peptonado es la siguiente: Peptona !O g ClorJro de sodio 5 g Agua destilada esp. l 000 mi Para lograr que un medio de cultivo sea shhdo. é- la fónnuh:: básica se le agrega un solidJficante. Este puede ser agar sílice, gelatina o gel poliacrílico. En la acrualidad se uií!iza el agar que es un polisacárido derivado de algas marinas, que. se di�uelve a temperatura de ebuHidón y vuelve a soiidificarse a 42 (le Se encuentra ya incorporado en los medios de culuvo Cümerc�ies_ o puede agregarse a los caldos en una pniporción <le! 2%, La mayoría de los microorgani..<,.--mos crecen en un p-H cerca.no a la neutraltdad. por eso � importante verificar el µH del medio de cuhívo lue1to de la esteri lización, Para no contammar todo e: medio se frac¡iona una pequeña cantldad en un ruho y al final de la e&terfüzaeión se roma el pH del medio frnccíona<lo La esteril izadón se realiza generalmente: r-fl:r autoclave . va por fluente o filtrndón, Para volúmenes de )Oü mi se esteril i1.a z. ! 2 l ''C durante 1 5 minutos, Se aumenta el liempo para mayore.s volúmenes. Cuando d medio tiene urea. hidratos de carbono e, aminoácidos termolábiles, ia temperatura de esterilización se reduce-, o se usa la film1Clón. El agregado de suplementos como sangre requ1.ere- técn!Cas ssépticas, tanto en la extracción de la sangre como en 1.a moor poraclón al me.dio de cultivo. Antes de su usü los medios deben controlan.e para verificar su esterilidad, incubándolos a 37 "C durante 24 horas . La; placa.< de agar sangre no se ineuban porque pierden calidad. s6lo se incuban algunas placas representativas del lote durante ] :>emana y el resultado seextrapola al total del lote. Clasificación de los medios de cultivQ Los medios de cultivo pueden clasificarse por su cor..sistencia o por su finalidad. Se debe tener en cuenta q.ue dentro de estm, últlmos, un mismo medio puede ser dasificad-0 en mas de una categoría: por ejemplo. el medio EMB es selectivo (impide ei crectmiemo de bacterias gram.positivas) y es diferencial (pe,rrni!e díferencfa.r la activfdad sobre la lactosa ), Por su consistencia Liquido: también denominado caldo, posee elementos nutri� úvos esenciales disueltos generalmente en a&_.� destiiadtt- Semisólido: su consistencia es leve y gela1 i110sa y se obtiene agregando agar a! caldo en concentración del O, 7%: también se to ctmoe-e como agar blando o agar punción. Se frac-cic�a en tubos de hemóiísis para siembra en puntura, Sólído: llamado también agar estría y agar duro o placa, ob tiene su consistenci.e por el agregado de una mayor cantidad de agar al caldo original, por lo general al 2':%, , En cultivc,s de rutina, el medlo sólido se fracciona en placas de Pe.tri o en tubos en los que e! medio se deja solidificaren piano incii.nado en un ángulo de IO' respecto a la horizontal. El resultad" es e! "agar en pico de fiauta:". Por w finalidad Medio de transporte: esm1 medio liquido o semisó!1tki. Pennire el mantenimiemo de la muestra clínica sin modificaciones en cuanto a caiici.ad y cantidad de microorganismos presentes, hasta su procesamirntüen el laboratorio. No tiene nutrientes, Slnú agua,. sales y tm amortiguador de pH. Ejemplo: meóio de Stuart. Medio de enriquecimiento: es un medio líquido selectivo que permite d crecimiento preferencial de clertas bacterias patógenas. Se usa cuando la muestra clínica tit:me muchos n1krno•\;,an isrnc.s, por :!je:mplo. el ét::.ldo tetrationaJü o cal<lo sdenito para materia fecal que se �-mpk:a como medio de en riquedm1ento preliminar en el aislamiento de saimonelas. En esrc med�o crecen las hac1erias mejor adaptadas y se inhibe -el crecimiemo de ias bacterüu; cohformes y de lo$ emerOCOCZ)S-. Medio mínimo: contiene la m ínima cantidad de nutri-entes 1 n<:ctsarios para el desarrollo de !os micrnorganismcs Comt'í:n o sim ple: es aquel que reuniendo los elementos mirnmos perm ite el de-sarroUo d-e la mayor parte de las hac- 1erias no exigente:.. Enriquecido : e� un medio simple con el agregado de $U�1anci:� que 1n.imenran ;;u poder nntriüvo ( sangre. suero. extracte- de levadura. vitarninas) en proporción Jd J aJ 10° ·6. Esre mtxlio 5e 1,�:a para b3cterbs exigentei; como cstreptucnco:: o mkopüis mas. Nü debe confundirse con medio de enriquecimiento . Sdecfrro: es d mr::<lio que- permite :,;elec::-kmar cierto� mi� croorganismos frenando ,�l dcsarrolio de otros. Estu �e k;gr::i_ con el agregado de susm.ncias. tnhibtdoras .:om(l antih•úticos. ciertos colorantes, azida de sodin, sales biliares. etc . Ejem plos: medio hípersalado de Chapman para Staphvlococcus (contiene' una elevada concentración de cioruro de: sodio roportaóa casi exclusivamente púr esta..'i bacterias); d agar �angre. con polimixlna B y neomkina usado para aislar a� tre.ptococos hemo!lticos del grupo A contiene antibióticos que inhiben el desarrnlio de los bacilos gram:negativos. También la ie.mpc-rarura de inc:abadón hace t-:;elec.tivo a un medio de cuhlv-0, por ejemplo, la U1cuboción a 42 t,C dci agar cetrimlde ;;ele"c fona Pseudomo».a:; aeru.ginosa. Diferencial: es el medio que permite diferenciar bioquímica� mente a las bacterias por so actividad mctaoólica. Pogee un sustrato. sobre el que actúa o no la bacteria. y esa actividad ::;e rc.veia por variación del pH del medio o por algu.nz actividad enztmátíca que modifica el aspecto del medio de cultivo. Cuando io.s sustrato}: son azúcares o aminoát-idos, el medio posee un indicador de pH . De acuerdo con la actividad me� tabóHca de la bacteria sobre ese sus-trato, vira o no et pH del medio y éste cambia de color o la colonia tiene una coloración particular que permite diferenciarla. EJemplü: agar EMB que permite ver la actividad bacteriana sobre la lactosa. Otros e;iemplos son el agar sangre que evalúa hemofísinas o el. agar DNA que determina la producción de DNAsa, etc. Especia l : por las su.stancia..c; que lo integran. este medio cumple con las exigencias vi tales de detennína<los micro� organismo� que únicamente en eHos pueden desarrollar en forma óptima Preparación de un medio de cultivo comercial En ta actualidad, los medios de cultivo -son fórmulas comer ciales en polvo adecuados para preparar con el agregado de agua destilada. Tarnbién existen medíos líquidos o sóhdm, listos para fraccionar o para usar inme-diatamente. L-0s med,o• que se expenden c-0mo polvo deshidratado deben guardarse a temperatura ambiente al abrigo de la luz y con la tapa bien cerrada. Debe regístrarse la fecha de .apertura inicial. Se debe leer atentamente el rótulo ya que hay medíos que tienen agregados especiales, oomo et medio agar cetrimide al que se le agreg:a glicerina. y algunos· no �e esterilizan en autoclave., com<i e.t c,gar SS y ei :iektoen. E! material de vidtw usado en la preparaclón se debe enjuagar con agua destilada y secado. Nuncs se debe Henar mas de los 2,-J del recipiente para evitar desbordes en el au1od.avad0. L.B etapas en la preparación son fas siguientes: l ) Pesar Ja cantidad indicada en el prospec.10 de! medie., elegidü sobí'e papet afladir agua desrilada. dejar hwnedar y hervir durante- l rninuto u balkt Maria. nunca a directo. 2 ) Ajustar e! pH s� fo.era necesario �on OHNa o HCí, frac• donar y e.erras con tapa pl2slica 0 -d.e algodim_ El .algüdón puede cubrirse cor, una envo-lrurnde papel. nunca con papel a luminio ya que &sre nnpide la penetración del var¡or en lá e.srerihzacíón por autoclave. 3 ) EJ ú l timt• paso es ia esterilizadún por autoclave. Debe recordase que hay medie:: que no se au-toc!avan. asi comu Oay orros e-speciales que por su:; componentes permiten tJnjcamente lo fütra.cíón, 4 l Los med10s de cultivo preparados deben guardarse e.n h..:> ladera a 4 °C. Antes de s.u uso se debe dejar que ,;1dqui eran la temperatura amb1ente. Los siguientes son [os medios de cuhix10 de uso más fw:uente: en el laboratorio de microbiología para ínocu !adón primaria, En el Apéndice se describe ia composición de los mismos . * Agar tripteina soya o agar base sangre o ag.ar infusión cerehro-c.orn7...ón. Son la base para la preparación del ngar sangre que a el medio enriquecido por excelencia. Este medio se funde a baño Maria y cuando alc.:an.7..a 55 <>C ;;e le agrega sangre. desfihrinada a.! 5- l 00/út a.girando hasta. logra: !a: homogeneización total . Se usa sangre de camera que es la que da mejores resultados en )a visualización de hemó· Hsts, En casos especiales se usa sangre hamana o de. O"".ras especies animales. Otra aplicación es en la preparación del agar chocolare, El agar sangre se-colocanue.vame.1te a bafi.o Maria a 80'C y se agira hasta que el color del medio cambia de rojo a chocolate. No debe dejarse más tiempo ya que i,1 sangre se ''cona'· y no queda una distribución homogénea, * Agar CLDE (agar cisteina-lactosa defióe:nte en el_ec-trólí� tos) (Agar Brolactin de Merck'} Se lo usa príncipalniente. pana e:1 cultivo de microorganismos pre·sentes en o:lna. (urocultivo}. Permite el des.arrollo de entembac\eri as, algunos cocos y levaduras • Agar EMB (eosin methi!ene l,lue). Es un 111edio diferencial y selectivo . Es un medio base con lactosa y sacaros� y tiene como mdicadores azul de meti1eno y eosina; es ideal para el aisla.miento de enterobacterias y Pseudonumas de materiales. diversos. No desarrollan S1reptococcu5 y los Staphylococcus y Emerococcus lo hacen pobremente. -" Agar SS (Salmonella-Shigella}. Util para coprocuitjvos en la lnvestigadón de estos dos microorganismos. El medio ín.hibe gran parte de la mkrobiota contaminante presente en las heces. Posee lactosa, citrato férrico y citrato de sodio; como indicador poseerojo neutrú y como inhibidores de los coliformes, verde bri llante y sales biliares. oj,t Agar Lo-wenste-in Jenscn. Es uo medio c.on base de huevo, selectivo púr el verde de maiaq,uita, usado para aisla.miento de rnicobacterias. • Caldo rioglicolato. Es un digesto pancreático <le c:,seína con caldo de soja y glucosa, Ei tiogiicolato reduce el E,. Crecen la mriyorfa de íos mitroürganism.:is. induidos iós anaerobios_ * Agar MüHer-Hmton. Destinado a [a prueba de antibjogra ma por difusión Algunos de los medlos más usados para la lipificac1ón bio química de las bacterias son: * Medía TSI o K ligler- Este medio se denomina trip-!e azúcar hierro y en su cotnposici6n hay sac:arnsa. glucosa y iactosa. Pennile detectar ires caracteristic:a.s de k)S microorganis� mos: la prn<lucción de gas. por fem1enr.aciór1 de azUC�$. la fennentacíón de la lactosa o lactosa y sac5:wsa. y la producción de suifurc, de: hkirógeno gaseoso. Es ru: medio diferencrnf que pemlite fa tipificación bioquimica de los bacíios gramnegativos. y se- usa fundame-ntaimeníe en ia diJerendación de enlerobacterias. * l\.fedio BAM (Buenos Aire½ modificado-). Es un medio semis:ól ido que pennhe ver si el mkroo:rg-ánismü produce: la enzima ureasa y si es o no móvil * Medio bilis esculina. Es un medlu que pe-rnütc <lifcrenc.ia cütr los esrrep1.ococos de los enterococos. En este medio el en:t.erococo transforma la esculina en esculetina y el medio adquiere una pigmentación negruzca. En el capítulo de identificach)n bioqu.ím•ca de los microor ganismos se describen otros medios. AISLA.MIENTO Proceso o conjunto de métodos que deben aplicarse ¡,ara conseguir bacterias en cuhivo puro, separando las bacterias que se desea estudiar de los microorgamsmos contaminantes: se realiza en medios sólidos. El ais]am1ento y crecimiento inicial de microorganismo..� de un espécimen cHoko se conoce como aislamiento primario. Métodos generales de aislamiento baeteriano en un medio sólido Diseminación e11 u11a placa El medio de cultivo sólido elegido se debe fundir en baño María hirviente, dejar e.nfriar a ± 45 1)C y volcar en placa de Petri, y dejar sohdifi.c.ar. Para evar1orar e¡ exceso de humedad del medio, se coloca la placa en e.stufa de cultivo a 37 ºC boca abajo, 24 horas. No hay necesidad de al>rir las placas. Esto permite también hacer un control de esterilidad del medio. Para ei aislamiento se puede oolocar una ansada de la muestra en estudio (materia fecaL orina, saugre, esputo, etc,) e.p un punto periférico de la placa, y con el ansa, trazar una estrfa apretada de poca extensión; quemar y enfriar el ansa, Si la muestra es un hisopado. colocar el hisopo en un punto periférico e hisopar apretadamente, luego continuar con el ansa. Par,d realizar ia primera siemhra ciega\ la placa se gira en el sentido conrr:ario de las agujas del reloj y se arrastra material de la estría primaria al medio sin sembrar, en fonua perpe.ndlcular; ,quemar y enfriar nuevamente el ansa. Seguido de una segunda siembra ciega, se gira nuevamente ia placa arrastrn.ndo material de la segunda estría al tnedio nuevo en forma perpendkula,. Girando finalmente- por tetcera vez. la placat sin esterilíz.ar el ansa, trazar una estría fin;.! de agotamiento en e! medio sin sembrar e incubar, f..r, '.'SLl '<!trd. f¡¡¡(\t¡j \.1'1 gtM; t\út>&:ru & b:ltter.ruc q1u ¾' -0Í:iH\1Íl\iWlfl iut'JtL ....-,,--., A�,{ 5C i,r.cvrnlr,111 eOiooiE iúd1vffluá!tt figura Mérodo de diseminación en uno placa. Al quemar el ansa el número de colonias disminuirá de la primera a la última estria, permitiendo eJ aislamiento buscado. Diseminación en varias placas Se usan varias placas con medio sól ido. Colocar en un ex tremo de la placa ia muestra cUnica y con espátula de. Dtigalsky previamen.tc flameada y fria, -diseminar la muestra en toda la su¡,er:ficie de. la pllll:a, Tomar una segunda placa y repetir la diseminación con la espatula sin flamear. Al repetir la operación c.on otras placas. la cantidad de bac terias: irá disminuyendo progresivamente� obteniéndose al final coion!2s aisladas. Dilución (m,!tod(J empleado para conte(J viable o unidade.s formailoras de c.oloniJls) Esta técnica se utiliza. fundamentalmeme:, en microbiología de a.,,oUa y alimenro;; a fu, dede!ftminarsu calidad big1éníca; pore¡ernplo eI recuento de bacterias mesófüas aerobias en ia leche es la prneba "de oro" para evaluar lacalídad bacteriológica de ésta. Una ubre sana aporta no más de 10()0 bacterias mesóñiasiml de lecJie. Se realizan diluciones de urui. muestra probiema sobre ]a que se desea averiguar el número de bacterias viabíes. Se efectúa la siembra de \L"l<1 alicuct.a de cada di]udón sobre medio sól.i-do . Luego de incubar cada di lución, se cuenta el número de colonias aisladas y se multiplica por el factot de dilución, obteniéndose el número de bacterias por mHilitro áe muestra. TECNlCA • Fundir rubos con agar placa en bafio l\íac·ía hirviente, dejar enfriar a ± 45 'C y volcar en ¡,lacas de Petri; dejar soíídificar y evaporar el exceso de humedad colocándolas boca abajo en estufa de cultivo, 1 l ., Tomar un.a. hmerfa de tubo;_,; y en cad;:t uno colü-c.ar 9 :nl de solución físio!óg1ca. Las dHucwnes son en base. l ú . En d primer tubo colocar l ml de muestro, mezdar rotando el ruho enire la;i manos y rondar ( dilución l 0- 1 o l -'1 O} � Tom:i:r l rnl de la diluc1ón ! 0- 1 y ai;tregado al segundo rubo. ;nadar y rotular (di luci ón i o·:- o t ! l OO\ completar l:a:.: dii\1ciones haru terminar (por dt!ución lO• ' i : <::embra: dos placas por dilucibn de la sigu iente forma : '?z si e.i inócufo es de O ,5 o 1 mL, d...,"'t)::- coiocarsé :.:t1 la placa '✓acta ei volumen de siembra y debe agregarse snbre, ti el agar fundido- y enfriado a ::: 45 °C: homogenei�r :::on movimie-nms de mtaeión en ambo� sentido-s.. deja! �.oii difü::ar e !n;:uhar a Y7 1C ""'" :Si el inúculú et de 0,05 o O. l mi pnmc:ro se plnquca t'i ag_ar y luego, con a:,.ruda de una espátula, se extiende el :útal del volumen de &.íembra por inda la superficie-de L:1 placa, Üit�ubando posterionnetHe a 3 7 "C Siempre se comienza sembrand(1 a partir <le la mayor di!ue-ión , menor eoncemración de bacierias). � Rffucnto: se cuentan Jas placas con un de�arroUo entre JO y 300 tolonias; luego de aplicar la !,fguieme fórmula s:e promedian los re.:c:ulta<los de cada dilución. Número de colonias. x factor de dlludón = bacterias viahleSiml factor Je dilucíón ~ inversa de La dilw::ión x inversa del, volumen de- siembra Ejemplo de cálculo, (pata una sola placa) NUmern de colonias contadas en la placa N" 3 "' 50 Fac!or de dilución ; iü ' ( i !HlOO) : inversa de h dilución' !000 VulUrnen de siembra = OJ ml ( I/ 10) : inversa del volumen de siembra; ! O 50 x 1000 x JO; 50(W00 bacterias/mi de muestra (5, lfr')*, que también � sude expresar como unidades formadoras de. c.olonias por mi (CFC/ml) Otra aplicadón del número de bacteflas viables es en el uroculüvo , La orina de vc:,jjga es estéril pero ai pasar por Ja uretra puede sufrir una contaminación con bacterlas uretrales. Para otorgarle crédito a la infección urinana alta, se realiza un recuento-de bacteria.-: por mí de c,dna: q este recue,nto es menor de i (!' hacterias/ml se corisid-eran producto de una c-0ntamlnadón y el anAlists se informa negativo. Ttc.1CA: la placa con medio de cultivo se siembra con un ansa ::a.librada de l O µl: este. volumen equivale a 0,0 J mi. Se incuba 24 horas a 37 4C y posteriormente se cuenta ei número de colonias. luego se muttlplíca por la inversa de la dilución y se obtiene ef número de bacteria�/mL Ejemplo: 30 bacterias x 100 = 3 x lú' bacterias/mi Métodos especiales pani obtener cultivos puros de bacterias a partir de muestras contaminadas Calor Cuando a partir de una muestra se quieren seleccionar bacte� rías esporuladas, se aplica sho<:k de calor, E,ste consiste en someter al cultivo cóntaminado • una temperarura de 80"C durante 1 5 a Disemínaóón DesarroHo de cofonia.s aisladas Figura . Metodo de rllseminadém con espámla de Drigalsk;¡. 30 minutos: asl se diminan las formas vegetativas y sólo quedan viables las esporas, Temperaturas disgenésicas de cultivo: ios medíos sembrados se incuban a 44.5 ºC (± 0,5 <•et a esta rem.penüura solamente de.sarro Ha Esclu:richia colr. !o cual permite. su ais lamiento de los cüiifom1es contaminantes:. Medú,s de cuftii,o disgenésicos Se denominan así loK medios que tienen pnrler selectivo sobre aJgunas bacterias gracias a ciertas sustandas que los integnin ( cloruro de sodio, bilis, alcohol fenilelil icol, p,'1: eilas pueden fa\'orecer el desarrollo de determinados microo-rganismog y frenar o disminuir la proliferaClón de bacterias no deseadas. Sustancias químicas Para tratar muestras mix1as se uliliza eí alcohol ctHic.o de SO''C durante I hora� asi se aislan selectivamente los mícroorganismos que fonnan esporas, hwcufadón en animales de laboratorú, Se emplean animaies altamente susceptibles a ta bacteria que se desea eislar (por ej ., ratón parae! Streptococcus pneumordae). Re-:.ilizan.do la ínocuiaclón por la viaapropiada, los contaminantes. quedan retenidos en eJ punta de inoculadón y las bacterias pató� genas ínvaden rápidamente et organismo, pudiendo ser aisladas en, estarlo puro en sangre, hlgado, bazo, etc, Siempre que sea posihle, se deberá evitar el uso de animales de laboratorio, Es12 t&",Ajjca también se denomina filtración biológka, TECNICAS DE Cl'lTlVO Trasplante También U amado repique, resiembra o suhculü vo, es ei pasaje de las bacterias vú1h]e:s de un cultivo a un me-dio fresco, De medio líquido a medio liquido: se realiza con ansa e.'1 aniU-o o pípela Pasteur. De medio líquido a medio sólido en tubo: el ansa en agu¡a cargada se Ucva al fondo de un tubo con agar en pico de flau� ta. se la apoya sobre e! medio de culti.vo y se desíiza con un movimiento de zigzag a medida que se la extrae del rubo . I>e medio sólido a medio líqu ido: con ansa o aguja. se lleva el inóculo y se lo deposita sobre las paredes del rubo , contactando con el caldo. De medio sólido a medio sólido: con ansa o aguja. se repite la siembra en estría descrita a.,teriormeni"e. MORFOLOGIA Y ASPECTO DE LAS COLONIAS Y POBLACIONES MlCROBIANAS Desa.JTollo del cultivo en medio líquido El cultivo de rutina en caldo se realiza en tubo de ensayo con 1 0 mi de medio o en tubos de hemólisis con 3 mi de caldo. Las características de las poblaciones son: fonnación de velo. amllo, enturbiamiento (característico). y depósíw (característico) Desarrollo superficial 1 . Formación ·d.e. a-n illo: puede ser de tamaño variado, adherido o no a la pared del mbo; consis1encia varia.da (pelicula teuue, grumosa o membranosa): aspee.to diverso (seco, húmedo, etc . ) . 2 . Formación de pe.licula o velo: pue-.<le ser de diferente consistencia, gruesa o fina, lisa. o mgosa, humeda o seca, ascendente por el tubo; al agitar puede mantenerse en la superficie o caer al fondo del tubo. 3. Formación de precipitado floc.uloso: al agitar el tubo el precipitado desciende formando largos flóculos hasta el fondo del tubo (la floculación es la díspersión de grumos sólidos en una solución coloidal). 4. Formación de. película membranosa: formad.a por una membrana más gruesa que la forma pel i.cul.ar o de velo. 5 . Desarrollo superficial ausente: cuando se trata de bacte rias microaerófilas o anaerobias absolutas n.o se observa ningún desarrollo superficial, sí se advierte turbidez del medio en la parte inferior. Turbidez del medio liquido Muchas bacteria� desarrollan produciendo enturbiamiento del medio debido a la abundante suspensión celular. Esta turbidez tiene distimos grados y se la clasifica según su mayor o menor intensidad en leve, moderada y fuerte, y por su duración en transitoria o persistente. Formación de. sedimento Muchos cultivos presentan sedimentos de diferente aspecto. Se clasifican en: ftoculoso cuando el aspecto es granuloso grueso, granular, cuando es granuloso fino. escamoso y viscoso . La canti dad de sedimento formado puede ser nula, escasa o abundante. Desarrollo en cultivo sólido La morfología colon ial en medio sólido es característica de cada tipo bacteriano. Es útil su observaci6n en un cultivo primario para definir si se. trata de un cultivo puro o la muestra esta conta minada. Las características más importantes son: pigmentación, fonna, dime.nsiones, elevación, contorno y superficie. El color depende de la presencia de pigmentos carot:enoides. El Staphylococcus aureus, por ejemplo, presenta pigmento amarillo. La superficie puede ser lisa. rugosa, muco�, anular concéntrica o con surcos radiales. La superficie iisa se debe a la presencia de cápsula o a las cadenas laterales de los polisacáridos de la mem brana ext:erna de los gramnegativos y esta muchas veces asociada a la virulencia del microorganismo. Las colonia� rugosas tienen una superficie seca formada por células que carecen de cápsula o que crecen en forma filamentosa. En algunos microorganismos las e.epas rugosas no poseen virul.enci.a. Un caso inverso es el A{vcobac terium tuberculosis cuyas cepas patógenas presentan colonias seca., por el "factor cuerda" y las cepas mutantes de menor víruíencia son de aspecto más liso. La superficie. mucosa se. observa en bacrerias fuertemente capsuladas como Klebsielia. Las fonnas varían desde puntiforme (< 1 mm de diámetro ) hasta circular, filamentosa, rizoide o irregu lar. El borde puede ser e.mero, ondulado, lobulado, mellado, ti.lamentoso o festoneado. La altura puede ser velada., plana. convexa o realzada. Otros rasgos son el olor y los caracteres óptíc.os. Ei olor es a veces característico de algunas bacterias; por ejemplo, Pseudo monas tiene olor a flores. Los caracteres ópticos incluyen aspecto: opaco. traslúcido, opalescente o iridiscente. CULTIVO DE MICROORGANISMOS ANAEROBIOS Las bact.eria.s anaerobias estrictas requieren tensión de oxíge no reducida para su crecimienio. por lo que no se desarrolt.m en la superficie de medí-os de cultivo en atmósferas de aire normal (aerobiosis) ni en ambientes con [0% de C0 2 (microae.rofilia). Solamente se desarrollan en atmósferas anaerobias con 5- 1 0%, de H,. 5- 1 0% C0 1 y 80-90%, de N i Métodos para obtener anaerobiosis Físicos Producción de vacío: las bacterias se cultivan en un reci piente, que se some.te a vado por extracción del aire con una bomba de vacío o con una trompa de agua. Ebullición : el medio de cultivo se somete a ebullición por 1 O minutos y Juego se enfría bruscamente con agua helada o bielo. Dei.pues de sembrar el microorganismo se sella la superficie con vaselina líquida, lanolina o aceite. l mi de la sustancía a analiz.ar y asi sucesh·amente Cada tubo contiene 9 mi de diluyente Figura. Método de dilución en tubos. Fio:tira J0-5. U1ilízac1ón dd método dt: difusión para muestras cli;ic}i::; \pm t;_\ ... urocultivú), Cantidad a:proximi1d11 de bll.ckti;.;:< en !a muestra incial de acuerdo c0n e'.! número de coltmias i:.n !t,::: distintos rrazos RempJazo de-gases; el medio de cultivo esta en un-recipiente. en el que s.e remplaza el O, por otros ga:ses como H 1 _, N;, CO�. ü mezdas gaseosas. Ei mit.odü más rradiclonal es el de. Novy qoe remplaza aí O; por H" producido por la n:.acción del ácido sulfúrico (SO 4H) con gran.atlas de d.tK .. OuÉmicos - Por el agregado al medio de cultivo de sustancias reductoras no tóxicas para los rnicroorg:anisnms. La mayoría de fa� cepas de Clostrid,um patógenas: crecen en un medio iíqmdo aj que se le agregan tejidú> ammales como carne., higado, etc. Estos tejidos actuan como agert1es reduct:::ires (caldo Tarozzi_). Glucosa: el agrega.do de glucosa al l Ü/ú a un aga-r m1tritivo sembrado por puncióp en profundidad logra bueno:, r-.::sulta• dos p.anl obtener cultivo:> puros. de anaerobios. Este método no e_-; adecuadocu.ando la bacteria fermenta IB gfocosa por la abundtmte formzdlm de gas y ruptura del medio Tioglicofato de sodio: es. el medio reductr,r de uso rná.s frecuen te. Se io emplea a una concentraciónde0.05 a O, I l:,-6, con 0107% de agar para aumentar la viscos,dad y reducir la extensión del Elevación O. por convección. Generalmente se !e agrega un indi::-..adür de anaerobiosls ó()mc azul de metHeno o resa.zurma. Si la acc-ión reductora es adecuada. desa¡r_..rece eí color del indicador exce¡, tn en la superficie. Se incuba en cóndícioncs aerobias. La eficacia de los medim líquidos reducmres aun1e11ta sl se agrega.(}, 1 %1 de agar ya que éste disminuye las cn!Tlenres de convección que pueden llevar el O� hada el fondo del tubo. Hierro: la;'. limaduras de hterro e induso los clavo:-; de hierro, actúan de manera e:ficaz como reductores agregados a los medios liquides:, El hierro debe conservarse e�téri! e-n frase-os. Antes de. agregar las limaduras. el medio debe. hervirse durante l O minutos y enfriarse rápidamente. Usar de in::nediatc. Cisteina: se utilb-..a agregada al medio líquido en uru: con centración final de 0.3 a 0.5 mghnl. Acido ascórbico: en concenrrae-ión del O, l %, en medio líqui do es un eficaz agente reduclor Formalde-hído snlíoxfüido de sodio: a�reg_:,do a medlcs et1mp!ejos en una concentración de 0,03�0,05°1;1 es un buen agente reductor. Métodos combinados jarra de anaerohiosis (Me lntosh J' FildesJ Los cultivos se incuban denWJde 'J.1l frasco de vidrio resisten� te o policarhona10 en e.l que eJ úXigeno se combina con h!dróge-no por acción catalítica del platíno o negro de pakidio caliente, La jarra de poik.arbonato. con u., diáfi'letro interno de ! 2,5 cm, perrnite incubar varias pfacas de Petri o tubos en fom1a simultá nea, La tapa de Ia jarra hc:ne una abrazadera que permite et derre hermético. Para generar la anaerobiosis hay <los :1-1610Jos. En el método origina! ia tapa. tiene dos grifos por donde, se introduce el hidrógeno. La tapa también üene dos terminales. conectados por dos conductores a una bobina suspendida dentro del frasco. Esta tiene un amianto recubierto de pala:dio-espon;oso, El arniamo está recubierto c.on una re·sistencia que se conecta con Jos terminales de la tapa. El sistema funciona cuando s.e colocan los cultivos y se de-na ia tapa. Se hace enrrar hidrógeno a la jarra por un grifo durante JO minutos mientras pe-tmanwc ahierto td otrú grifo para que se retfre e-1 aire. Luego se cierran ambo:- grifos y se. conecta la fuente de electricidad en ios. termioaies. Cuando se caliente. el paladio, comienza a formarse a.gua y se repite e-1 proceso de hacer Plana Baja convexa Alta convexa Plato Bordes Entero Irregular Crenado Figura Formas, elevación y bordes de las colonias. entrar hidrógenü y calentar el pala.dio hasta la eliminación de! oxígeno. Se usa un testigo de caldo con azul de metíleno que se hace incoloro cuando se alcanza la anaerobiosis total. El método más sencillo (Gaspak) consiste en colocar en la ja..'Ta. un sobre con una sustancia reductora. Los dos componentes básicos del sistema anaernbio son: un sobre generador del dióxldo de hidrógeno y de carbono. y un catalizador de paladio. El sobre a.bieno y el catalizador se c.olocan dentro de.! tarro de. GasPak. Se- incluye un indicador de anaerobiosis.. Se coloca agua con una pipeta y se tapa. A los 15 minuto:- se alcanza la anaerobiosis. y se observa e.n ei interior de la jarra una neblina por ia condensación del agua. La jarra se incuba a 3 7 ºC. Indicadores de anaerobiosis Hay indicadores químicos y fisicos. y biológicos Los primero:- son coioranles que pierden su color en anaerohiosis por tmnsfor mación a su !eucobase. El azul de metileno al ()j�:(¡ agregado a una solución glucosa.da consrituyc et reactívo de Me lmosh. Tamhién se uriliza la resazurina agregada a los 1nedios liquidos< Como método biológico se utilizan ef.poras de Closzridium haen-wlytic:um o Bacillus swanAhermophilus que se incluyen e.n la jarra am1e.róbic2. y se mcuban junto con e! re-stó de la:-. plac:1� o tubos. Si este mícroorg:anismo desarrolla se- inflen: que la anaerobiosis es correcta. Demro de las bolsas plásticas sellable.s <Blo-Bag. Gas Pak Pouch, ere.) se colocan las placas.junto a un sistema generador de CO: e f(, y un indicador que correspondt-- a la annósfora que se desea obtener. BIBLIOGRAFIA Cátedra <k Microbiología Especial, F acuitad de Ciencias \!e.te.rinarias de la t. l'niversida.d Nacional de La Plai:a. Guías de- Trabajos Practicas. Carrera de [hc1.eriologfa Clínica e ln<lust. Finegúld. Sydne.y M .. Martín. Wíl!im.11 J: Bailey-Sc.ütt .. Diagnús1irn mi. c.robiolúg1co, Ed. Panamericana, l 982. Lennene. Balcnvs. !·fo.usier. Trnan1. Manual de Mkrobioiogia Clínica. Y edición_ Ed Panamerican:1. l 982. Mac. Faddm .JF. Prne.bas bioquímicas para la idtntificación de bacterias de importanc-ia clínica. Ed. Panamericana. 1980. Sterne M. Batty l. Clostridios parúgenos. Ed. Actibi:i.. 1978..
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