Biologia de los microorganismos (267)

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Pegarse o nadar
E
n este capítulo hemos analizado varias 
maneras de medir el crecimiento mi-
crobiano: métodos microscópicos, re-
cuento de viables y mediciones de dispersión 
de la luz (turbidez) por células suspendidas 
en un cultivo líquido. Las mediciones turbi-
dimétricas del crecimiento bacteriano supo-
nen que las células permanecen distribuidas 
uniformemente en su medio de cultivo líqui-
do. En estas condiciones, la densidad óptica 
de un cultivo es proporcional al logaritmo del 
número de células en suspensión (Figura 1). 
Este estilo de vida flotante, llamado planc-
tónico, es propio de algunas bacterias en la 
naturaleza, por ejemplo, los organismos que 
habitan en la columna de agua de un lago. 
No obstante, otros muchos microorganis-
mos son sésiles, lo que significa que crecen 
adheridos a una superficie. Estas células ad-
heridas pueden desarrollar biopelículas.
Los humanos nos tropezamos con bio-
películas bacterianas todos los días, por 
ejemplo cuando limpiamos el bol del agua 
del perro, que lleva sin limpiar varios días, 
o cuando notamos con la lengua la «pelícu-
la» que crece sobre los dientes cuando no
se han cepillado.
Una biopelícula es una matriz polisacarí-
dica adherida que contiene células bacteria-
nas embebidas y se forma en cuatro etapas: 
1) unión reversible de células planctónicas,
2) unión irreversible de las mismas células,
3) crecimiento celular y producción de poli-
sacáridos, y 4) desarrollo ulterior para for-
mar la biopelícula madura, persistente y casi 
impenetrable. En las etapas tempranas de la 
forman resultan poco afectadas por los fár-
macos. Las biopelículas bacterianas también 
están implicadas en las infecciones difíciles 
de tratar causadas por implantes de disposi-
tivos médicos, como la válvulas cardiacas de 
sustitución o las prótesis articulares.
Las biopelículas también son un gran pro-
blema en la industria; pueden ensuciar equi-
pos y contaminar productos, especialmente si 
se trata de líquidos ricos en nutrientes, como 
la leche. También pueden causar daños a largo 
plazo a los sistemas de distribución de aguas 
y otras instalaciones públicas ( Seccio-
nes 21.10 y 21.11). Las biopelículas que se 
desarrollan en contenedores de almacena-
miento, como los tanques de combustible, 
pueden contaminar el combustible y estro-
pearlo debido a la presencia de compuestos 
químicos, como sulfuro de hidrógeno (H
2
S), 
excretados por las bacterias de la biopelícula.
Las biopelículas son una forma habitual de 
crecimiento bacteriano en la naturaleza. Ade-
más de ofrecer protección frente a sustancias 
perjudiciales, la gruesa matriz de la biopelícula 
proporciona una barrera contra los protistas, 
e impide que las bacterias sean eliminadas 
por lavado hacia un hábitat menos favorable. 
Así, mientras que la densidad óptica nos ofre-
ce el perfil de laboratorio de los cultivos bac-
terianos perfectamente suspendidos, en el 
mundo «real» a menudo se observa el creci-
miento bacteriano en estado de biopelícula.
Examinaremos las biopelículas con más 
detalle cuando hablemos de las superficies 
como hábitats microbianos en las Seccio-
nes 19.4 y 19.5.
formación de una biopelícula, la adherencia 
de las células bacterianas a una superficie 
desencadena la expresión de genes espe-
cíficos de la biopelícula. Se transcriben los 
genes que codifican proteínas que produ-
cen polisacáridos de la superficie celular, y 
el incremento de la capa mucosa facilita la 
unión de más células.
Las estructuras de motilidad de las bac-
terias nadadoras —los flagelos— son nece-
sarias para establecer inicialmente la biope-
lícula. Las finas estructuras llamadas pelos 
de tipo IV ( Sección 2.13), que recuerdan 
a los flagelos pero no rotan como ellos, son 
cruciales para la maduración de las biope-
lículas. Finalmente, mediante el crecimiento 
y la incorporación de otras células, se desa-
rrollan en su totalidad comunidades micro-
bianas en la matriz polisacarídica mucosa.
Las biopelículas bacterianas pueden tener 
una gran influencia en la vida de los huma-
nos. Por ejemplo, las infecciones bacteria-
nas están vinculadas con frecuencia a pató-
genos que desarrollan biopelículas durante el 
proceso de la enfermedad. La fibrosis quísti-
ca (FQ) es una enfermedad genética que se 
caracteriza por el desarrollo de una biopelí-
cula que contiene Pseudomonas aerugino-
sa y otras bacterias en los pulmones de los 
pacientes que la padecen (Figura 2). La ma-
triz de la biopelícula, que contiene alginato y 
otros polisacáridos así como DNA bacteria-
no, reduce enormemente la capacidad de los 
agentes antimicrobianos, como los antibió-
ticos, para penetrar en el interior de la bio-
película, de manera que las bacterias que la 
166
EXPLORANDO EL 
MUNDO MICROBIANO
Figura 1 Cultivos líquidos de Escherichia coli. En estos cultivos, las
células están en estado planctónico y suspendidas uniformemente en el 
medio. La densidad óptica (DO
540
) creciente (de izquierda a derecha) de cada 
cultivo se indica bajo cada tubo. La densidad óptica es una medida de la 
dispersión de la luz y se midió a 540 nm como se describe en la Figura 5.18a. 
Aunque aquí se muestra creciendo en suspensión, E. coli también forma 
biopelículas. La unión de las células de E. coli está facilitada por sus fimbrias 
de tipo I y los pelos conjugativos ( Sección 2.13).
Figura 2 Células de Pseudomonas aeruginosa teñidas con un
colorante fluorescente. Las células proceden de una muestra de esputo 
de un paciente con fibrosis quística. Las células rojas son P. aeruginosa, y el 
material blanco es alginato, un material de tipo polisacarídico producido por 
las células de P. aeruginosa.
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