Biologia de los microorganismos (283)

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174 L O S F U N D A M E N T O S D E L A M I C R O B I O L O G Í A
Halófilos y organismos relacionados
En la naturaleza, los efectos osmóticos son importantes espe-
cialmente en hábitats con altas concentraciones de sal. El agua 
de mar contiene cerca del 3 % de NaCl más pequeñas cantidades 
de otros muchos minerales y elementos. Los microorganismos 
que viven en ambientes marinos casi siempre tienen necesi-
dad de NaCl, y normalmente crecen mejor al valor de actividad 
acuosa propio del agua de mar (Figura 5.26). Estos organismos 
acidófilos y alcalófilos han mostrado un intervalo de valores de 
pH desde poco menos de 5 hasta poco más de 9. Si estos no son 
los límites inferior y superior del pH citoplasmático, respectiva-
mente, están muy cerca de serlo.
Para impedir grandes variaciones de pH durante el crecimiento 
microbiano en cultivos discontinuos se suelen añadir soluciones 
amortiguadoras (tampones) a los medios de cultivo junto con 
los nutrientes necesarios. Sin embargo, cada tampón funciona 
solamente dentro de un intervalo de pH relativamente estrecho, 
de manera que se usan diferentes tampones para diferentes cla-
ses de microorganismos. Para pH casi neutros se usa normal-
mente el fosfato de potasio (KH
2
PO
4
) o el bicarbonato de sodio 
(NaHCO
3
). Además, se han diseñado un conjunto de moléculas 
orgánicas llamadas tampones de Good (por el químico que los 
inventó), que funcionan cada una de ellas en un intervalo de pH 
específico. Se pueden utilizar en el medio de crecimiento o para 
otras necesidades amortiguadoras. En cualquier caso, el mejor 
tampón para cada microorganismo se debe determinar empíri-
camente. Diversos tampones también se usan ampliamente para 
experimentar con enzimas in vitro. El tampón mantiene la solu-
ción enzimática a un pH óptimo durante el ensayo, y asegura que 
la enzima permanece catalíticamente activa y que no le afectan 
los protones o los hidroxilos generados en la reacción.
MINIRREVISIÓN
 ¿Cómo cambia la concentración de H+ cuando un medio de 
cultivo a pH 5 se ajusta a pH 9?
 ¿Qué términos se usan para describir organismos cuyo pH 
óptimo de crecimiento es muy alto? ¿Y cuando es muy bajo?
5.15 Osmolaridad y crecimiento 
microbiano
El agua es el solvente para la vida, y la disponibilidad de agua es 
un factor importante para el crecimiento de los microorganis-
mos, y no solo depende de la humedad del ambiente, sino que 
también es función de la concentración de solutos (sales, azúca-
res u otras sustancias) disueltas en el agua presente. Los solutos 
captan agua y la dejan menos disponible para los organismos. 
Por tanto, para vivir bien en ambientes con muchos solutos, los 
organismos tienen que hacer algunos ajustes fisiológicos.
La disponibilidad de agua se expresa en términos de activi-
dad de agua o actividad acuosa (a
w
), que es la relación entre la 
presión de vapor de aire en equilibrio con una sustancia o una 
solución y la presión de vapor del agua pura. Los valores de a
w
 
varían de 0 a 1; en la Tabla 5.3 se dan algunos valores de a
w
. El 
agua se difunde desde regiones con alta concentración de agua 
(baja concentración de solutos) a regiones con baja concen-
tración de agua (alta concentración de solutos) en un proceso 
conocido como osmosis. El citoplasma de una célula tiene, nor-
malmente, mayor concentración de solutos que el ambiente, de 
manera que la tendencia es que el agua se difunda hacia el inte-
rior. En estas condiciones se dice que la célula tiene un balance 
de agua positivo, que es su estado normal. No obstante, cuando 
una célula se encuentra en un medio en el que la concentra-
ción de solutos supera la del citoplasma, el agua saldrá hacia el 
medio. Si la célula no tiene una estrategia para evitarlo, se des-
hidratará y será incapaz de crecer.
Tabla 5.3 Actividad de agua de varias sustancias
Actividad 
de agua (a
w
) Material
Ejemplos de 
organismosa
1,000 Agua pura Caulobacter, Spirillum
0,995 Sangre humana Streptococcus, 
Escherichia
0,980 Agua de mar Pseudomonas, Vibrio
0,950 Pan La mayoría de los bacilos 
grampositivos
0,900 Jarabe de arce, jamón Cocos grampositivos 
como Staphylococcus
0,850 Salami Saccharomyces rouxii 
(levadura)
0,800 Pastel de fruta, 
mermelada
Saccharomyces bailii, 
Penicillium (hongo)
0,750 Lagos salinos, pescado 
en salazón
Halobacterium, 
Halococcus
0,700 Cereales, caramelos, 
frutos secos
Xeromyces bisporus y 
otros hongos xerófilos
aEjemplos seleccionados de procariotas y hongos capaces de crecer en medios 
de cultivo ajustados a la actividad de agua indicada.
V
e
lo
c
id
a
d
 d
e
 c
re
c
im
ie
n
to
NaCl (%)
No halófilos
Ejemplo:
Escherichia
coli
0 5 10 15 20
Halotolerantes
Ejemplo: 
Staphylococcus
aureus
Halófilos
Ejemplo: 
Aliivibrio fischeri
Halófilos
extremos 
Ejemplo: 
Halobacterium
salinarum
Figura 5.26 Efecto de la concentración de NaCl en el crecimiento de
microorganismos con diferentes tolerancias o requerimientos salinos. 
La concentración óptima de NaCl para los microorganismos marinos como 
Aliivibrio fischeri es del 3 % aproximadamente; para los halófilos extremos 
está entre el 15 % y el 30 %, según el organismo.
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