Biologia de los microorganismos (255)

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160 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
las concentraciones bajas de sustrato que a menudo se encuen-
tran en la naturaleza, es posible averiguar qué organismos en 
cultivos mixtos de composición conocida sobreviven mejor en 
condiciones de limitación de nutrientes. Esto puede hacerse 
analizando los cambios en la comunidad microbiana en función 
de la variación de las condiciones nutricionales. El quimiostato 
también se ha utilizado para el enriquecimiento y el aislamiento 
de bacterias del medio natural. A partir de una muestra natural 
se puede seleccionar una población estable en las condiciones 
de nutrientes y de velocidad de dilución que se desee y, a con-
tinuación, aumentar lentamente la velocidad de dilución hasta 
que solo quede un organismo. De esta manera, estudiando la 
velocidad de crecimiento de varias bacterias del suelo, se aisló 
una bacteria con un tiempo de duplicación de 6 min, la bacteria 
con el crecimiento más rápido que se conoce.
MINIRREVISIÓN
 ¿En qué se diferencian los microorganismos de un quimiostato 
de los microorganismos de un cultivo discontinuo?
 ¿Qué ocurre en un quimiostato si la velocidad de dilución 
supera la velocidad de crecimiento máxima del organismo?
 ¿Se tienen que usar cultivos puros en un quimiostato?
velocidad máxima, pero la densidad celular puede seguir aumen-
tando en proporción a la concentración de nutrientes en el medio 
(Figura 5.13). En un quimiostato, en cambio, la velocidad de cre-
cimiento y el rendimiento se controlan de manera independiente: 
la velocidad de crecimiento por la velocidad de dilución, y el ren-
dimiento por la concentración del nutriente limitante.
Variación de los parámetros del quimiostato
En la Figura 5.14 se muestran los efectos que se producen en el 
crecimiento bacteriano al variar la velocidad de dilución y la 
concentración del nutriente limitante en un quimiostato. Como 
se ve, la velocidad de dilución controla la velocidad de creci-
miento dentro de unos límites bastante grandes, si bien a velo-
cidades de dilución muy altas o muy bajas el estado estacionario 
se rompe. A una velocidad de dilución demasiado alta, el orga-
nismo no puede crecer lo bastante rápido para mantenerse con 
esa dilución y desaparece por lavado del quimiostato. En cam-
bio, a una velocidad de dilución demasiado baja las células pue-
den morir por inanición, porque el nutriente limitante no se 
añade lo bastante rápido para que se lleve a cabo el metabo-
lismo celular mínimo. No obstante, entre estos dos límites se 
pueden alcanzar diferentes velocidades de crecimiento, simple-
mente variando la velocidad de dilución.
La densidad celular en un quimiostato es controlada por un 
nutriente limitante exactamente igual que en un cultivo disconti-
nuo (Figura 5.13). Si se aumenta la concentración de este nutriente 
en el medio entrante a una velocidad de dilución constante, la den-
sidad celular aumentará, pero la velocidad de crecimiento seguirá 
siendo la misma. Así, variando la velocidad de dilución del qui-
miostato y la concentración de nutriente, para una velocidad de 
crecimiento determinada se pueden establecer poblaciones celu-
lares diluidas (por ejemplo, 105 células/ml), moderadas (por ejem-
plo, 107 células/ml) o densas (por ejemplo, 109 células/ml).
Usos experimentales del quimiostato
Una ventaja práctica del quimiostato es que la población de 
células se puede mantener en la fase de crecimiento exponen-
cial durante largos períodos, días o incluso semanas. Las células 
en fase exponencial suelen ser las preferidas para los experi-
mentos fisiológicos, y si se cultivan en un quimiostato pueden 
estar siempre disponibles. Además, se pueden repetir los expe-
rimentos con la seguridad de que cada vez la población de célu-
las será siempre lo más parecida posible. Cuando se extrae una 
muestra del quimiostato es necesario un tiempo para que el 
recipiente vuelva a su volumen original y para que alcance de 
nuevo el estado estacionario. Transcurrido ese tiempo se puede 
volver a tomar una muestra.
El quimiostato se usa tanto en ecología microbiana como en 
fisiología microbiana. Por ejemplo, como en él se pueden imitar 
Figura 5.14 Relaciones en un quimiostato en estado estacionario.
La velocidad de dilución está determinada por la velocidad de flujo y por 
el volumen del recipiente de cultivo. Así, con un recipiente de 1.000 ml y 
una velocidad de flujo de 500 ml/h la velocidad de dilución será de 0,5 h−1. 
Obsérvese que a velocidades de dilución altas el crecimiento no puede 
equilibrar la dilución y la población se elimina por lavado. Obsérvese también 
que aunque la densidad de población se mantiene constante durante el estado 
estacionario, la velocidad de crecimiento (el tiempo de duplicación) puede 
variar mucho.
5
4
3
2
1
Concentración bacteriana
0,50,25 0,75
0
2
4
6
Tiempo de duplicación
Velocidad de dilución (h–1)
T
ie
m
p
o
 d
e
 d
u
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lic
a
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ió
n
 (
h
)
C
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o
e
s
ta
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ri
o
 (
g
/l
)
0
0
1,0
Lavado
Estado estacionario
III Medida del crecimiento microbiano
El crecimiento de la población se mide a partir de los cam-bios en el número de células o en la concentración de algún 
componente celular como estimación del número de células. 
Estos componentes pueden ser proteínas, ácidos nucleicos o el 
propio peso seco de las células. A continuación hablaremos de 
dos métodos habituales para medir el crecimiento celular: el 
recuento de células y la turbidez, esta última como función de 
la masa celular.
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