Crecimiento Bacteriano: Crecimiento de Bacterias es el aumento ordenado de todos los componentes químicos de las bacterias. La multiplicación es la consecuencia del crecimiento. La muerte de las bacterias es la pérdida irreversible de la capacidad de reproducción.
Las bacterias están compuestas por proteínas, carbohidratos, lípidos, agua y oligoelementos.
Factores requeridos para el crecimiento bacteriano
Los requisitos para el crecimiento bacteriano son:
(A) Factores ambientales que afectan el crecimiento , y
¿Cómo obtienen carbono y energía las bacterias patógenas?
¿Qué hace a las bacterias autótrofas o heterótrofas?
¿Cuáles son algunas de las condiciones necesarias para que las bacterias crezcan?
(B) Fuentes de energía metabólica .
A. Factores ambientales que afectan el crecimiento
1. Nutrientes . Los nutrientes en los medios de crecimiento deben contener todos los elementos necesarios para la síntesis de nuevos organismos. En general, debe proporcionarse lo siguiente: (a) Donantes y aceptores de hidrógeno , (b) Fuente de carbono , (c) Fuente de nitrógeno , (d) Minerales : azufre y fósforo, (e) Factores de crecimiento: aminoácidos, purinas, pirimidinas; vitaminas, (f) Elementos traza: Mg, Fe, Mn.
Factores de crecimiento: Un factor de crecimiento es un compuesto orgánico que una célula debe contener para crecer pero que no puede sintetizar. Estas sustancias son esenciales para el organismo y se deben suministrar como nutrientes. La tiamina, el ácido nicotínico, el ácido fólico y el ácido paraaminobenzoico son ejemplos de factores de crecimiento.
Metabolitos Esenciales: Estos metabolitos son esenciales para el crecimiento de la bacteria. Estos deben ser sintetizados por la bacteria, o deben proporcionarse en el medio. Mg, Fe y Mn son elementos traza esenciales.
Los autótrofos viven solo en sustancias inorgánicas, es decir, no requieren nutrientes orgánicos para su crecimiento. No son de importancia médica.
Heterotrophs requieren materiales orgánicos para el crecimiento, por ejemplo, proteínas, carbohidratos, lípidos como fuente de energía. Todas las bacterias de importancia médica pertenecen a heterótrofos. Los parásitos pueden depender del huésped para ciertos alimentos. Saprófitos crecen, en materia orgánica muerta.
2. pH del medio. La mayoría de las bacterias patógenas crecen mejor en pH 7.2-7.4. Vibrio cholerae puede crecer en pH 8.2-9.0.
3. Requisito gaseoso
(a) Papel del oxígeno. Las bacterias pueden clasificarse en cuatro grupos según los requerimientos de oxígeno:
(i) Aerobios . No pueden crecer sin oxígeno, p. Ej., Mycobacterium tuberculosis.
(ii) anaerobios facultativos . Estos crecen en condiciones tanto aeróbicas como anaeróbicas. La mayoría de las bacterias son anaerobios facultativos, p. Ej. Enterobacteriaceae.
(iii) Anaerobios . Solo crecen en ausencia de oxígeno libre, por ejemplo, Clostridium, Bacteroides.
(iv) Los microaerófilos crecen mejor en oxígeno que el presente en el aire, p. ej. Campylobacter.
Los aerobios y los anaerobios facultativos tienen los sistemas metabólicos: (1) sistemas de citocromo para el metabolismo del oxígeno, (2) superóxido dismutasa, (3) catalasa.
Las bacterias anaeróbicas no crecen en presencia de oxígeno. No usan oxígeno para el crecimiento y el metabolismo, pero obtienen su energía de las reacciones de fermentación . Las bacterias anaeróbicas son eliminadas por oxígeno o por radicales tóxicos de oxígeno. Múltiples mecanismos desempeñan un papel para la toxicidad del oxígeno: (1) No tienen sistemas de citocromo para el metabolismo del oxígeno, (2) Pueden tener niveles bajos de superóxido dismutasa, y (3) Pueden o no tener catalasa.
( b) Dióxido de carbono . Todas las bacterias requieren CO2 para su crecimiento. La mayoría de las bacterias producen CO2. N. gonorrhoeae y N. meningitides y Br abortus crecen mejor en presencia de 5 por ciento de CO2.
4. Temperatura. La mayoría de las bacterias son mesofílicas. Las bacterias mesófilas crecen mejor a 30-37 ° C. La temperatura óptima para el crecimiento de bacterias patógenas comunes es de 37 ° C. Las bacterias de una especie no crecerán, pero pueden permanecer con vida a una temperatura máxima y mínima.
5. Fuerza iónica y presión osmótica.
6. Luz : la condición óptima para el crecimiento es la oscuridad.
B. Fuentes de energía metabólica
Principalmente, tres mecanismos generan energía metabólica. Estos son la fermentación, la respiración y la fotosíntesis. Un organismo para crecer, al menos uno de estos mecanismos debe ser utilizado.
REPRODUCCIÓN
Las bacterias se reproducen por fisión binaria. La multiplicación tiene lugar en progresión geométrica. El núcleo (cromosoma) se duplica antes de la división celular. Cuando la célula crece aproximadamente el doble de su tamaño, el material nuclear se divide, y un tabique transverso se origina en la membrana plasmática y la pared celular y divide la célula en dos partes. Las dos células hijas reciben un conjunto idéntico de cromosomas. Las células hijas se separan y pueden organizarse individualmente, en parejas, grupos o cadenas.
CURVA DE CRECIMIENTO
La curva de crecimiento indica multiplicación y muerte de bacterias. Cuando una bacteria se inocula en un medio, pasa a través de cuatro fases de crecimiento que serán evidentes en una curva de crecimiento dibujada trazando el logaritmo del número de bacterias contra el tiempo. El número de bacterias en el cultivo en diferentes períodos puede ser: (1) Conteo total. Incluye bacterias vivas y muertas, o (2) conteo viable. Incluye solo las bacterias vivas. La concentración microbiana puede medirse en términos de concentración celular, es decir, el número de células viables por unidad de volumen de cultivo, o de concentración de biomasa, es decir, peso seco de células por unidad de volumen de cultivo.
El conteo bacteriano es de uso en el examen de agua y leche.
Fases de crecimiento
1. Fase de Lag . En esta fase hay un aumento en el tamaño de la celda pero no en la multiplicación. Se requiere tiempo para la adaptación (síntesis de nuevas enzimas) a un nuevo entorno. Durante esta fase se produce una actividad metabólica vigorosa, pero las células no se dividen. Las enzimas e intermedios se forman y se acumulan hasta que están presentes en una concentración que permite que comience el crecimiento. Los antibióticos tienen poco efecto en esta etapa.
2. Fase exponencial o fase logarítmica (registro) . Las células se multiplican a la velocidad máxima en esta fase exponencial, es decir, existe una relación lineal entre el tiempo y el logaritmo del número de células. La masa aumenta de manera exponencial. Esto continúa hasta que ocurre una de dos cosas: o uno o más nutrientes en el medio se agotan, o productos metabólicos tóxicos, se acumulan e inhiben el crecimiento. El oxígeno nutriente se vuelve limitado para los organismos aeróbicos. En la fase exponencial, la biomasa aumenta exponencialmente con respecto al tiempo, es decir, la biomasa se duplica con cada tiempo de duplicación. El tiempo promedio requerido para que la población, o la biomasa, se duplique se conoce como el tiempo de generación o el tiempo de duplicación. Los diagramas lineales de crecimiento exponencial se pueden producir trazando el logaritmo de la concentración de biomasa en función del tiempo. Importancia: los antibióticos actúan mejor en esta fase.
3. Fase estacionaria máxima . Debido al agotamiento de nutrientes o la acumulación de productos tóxicos, comienza la muerte de las bacterias y el crecimiento cesa por completo. El recuento permanece estacionario debido al equilibrio entre la multiplicación y la tasa de mortalidad. Importancia: La producción de exotoxinas, antibióticos, gránulos metacromáticos y formación de esporas se lleva a cabo en esta fase.
4. Fase de declive o fase de muerte . En esta fase hay una muerte progresiva de las células. Sin embargo, algunas bacterias vivas utilizan los productos de descomposición de bacterias muertas como nutrientes y permanecen como persistentes.
