Cultivo de Microorganismos

Para poder examinar e identificar los microorganismos es necesario su cultivo, aislamiento y estudio. Un cultivo es el conjunto de células microbianas que crecen en un medio con nutrientes; el medio debe contener todos los macronutrientes, micronutrientes, vitaminas y agua, y ha de permitir que los microorganismos desarrollen su metabolismo, crezcan y se reproduzcan.

Clasificación de los medios de cultivo

Según su estado

  • Líquidos: Se elaboran en tubos de ensayo con nutrientes disueltos en un medio líquido y se tapan con un algodón o tapón metálico. Estos medios son muy útiles para controlar el crecimiento de las poblaciones.
  • Sólidos: A partir de medios líquidos con los nutrientes disueltos, se les añade un agente gelificante. Se preparan en placas de Petri (ejemplo: medio agar sangre).

Según su finalidad

  • De enriquecimiento: Incluyen sustancias que permiten el crecimiento de algunos microorganismos con preferencia sobre otros.
  • Selectivos: Contienen una o más sustancias que inhiben el crecimiento de todos los microorganismos, excepto de unos pocos (ejemplo: medio agar Salmonella-Shigella).
  • Indicadores: Presentan un indicador que permite que ciertas colonias de un organismo se diferencien claramente de las de otros organismos (ejemplo: medio agar Eosina Azul de Metileno).

Aislamiento

El aislamiento consiste en separar organismos para conseguir un cultivo puro de cada uno de ellos, inoculando una sola célula en un medio de cultivo donde se reproduzca y dé lugar a una población genéticamente idéntica, es decir, a un clon. Cuando un clon alcanza en el medio de cultivo un tamaño apreciable a simple vista, se llama colonia.

Técnicas de aislamiento

  • Aislamiento mediante estrías: Consiste en tomar una muestra de cultivo mediante un asa de cultivo y hacer una serie de estrías sobre un medio de cultivo semisólido contenido en una placa de Petri. Se debe hacer el mayor número de estrías posible para reducir la cantidad de microorganismos en cada una y así conseguir que queden separadas las células. Todo esto se debe hacer junto a la llama de un mechero para evitar la contaminación del cultivo; posteriormente, se introduce en una estufa de cultivo y se espera unos días hasta que crezcan las colonias.
  • Aislamiento mediante dilución: Consiste en tomar una muestra del medio ambiente o medio de cultivo y diluirla en disolución salina estéril en concentraciones cada vez menores. Luego, se mezcla una muestra de cada disolución con medio de cultivo de agar a 60 ºC y se deja enfriar para que gelifique. Se incuba en una estufa y se desarrollan colonias aisladas del agar.

Crecimiento de Microorganismos

Los cultivos experimentan un crecimiento en el número de microorganismos, ya que estos, en condiciones adecuadas, se reproducen. El proceso se divide en las siguientes fases:

  1. Fase de lactancia: Los organismos se están adaptando al nuevo medio, detectan los nutrientes existentes y se empiezan a sintetizar ARNm y enzimas; debido a ello, apenas hay crecimiento en el número de bacterias.
  2. Fase exponencial: Los microorganismos se multiplican de forma constante y en iguales intervalos de tiempo, ya que no hay ningún factor que limite el crecimiento.
  3. Fase estacionaria: La población se mantiene estable; el porcentaje de formación de nuevas células está en equilibrio con el de muertes y cesa el crecimiento.
  4. Fase de muerte: La población disminuye porque el número de células que mueren es mayor al de las que nacen, dada la falta de nutrientes y la acumulación de sustancias tóxicas.

Control por Radiaciones y Filtros

Las sustancias que actúan contra los microorganismos son los agentes antimicrobianos. Los agentes que actúan inhibiendo el crecimiento microbiano se llaman microbiostáticos y los que provocan su muerte se llaman microbicidas.

Agentes físicos

  • Radiaciones electromagnéticas: Se distinguen en:
    • Ionizantes: Tienen la capacidad de producir iones y especies reactivas que degradan moléculas de ADN y proteínas, provocando la muerte de las células irradiadas.
    • No ionizantes: Causan modificaciones o roturas en el ADN, provocando mutaciones, alteraciones o la muerte del microorganismo.
  • Filtración de fluido o gas: Los microorganismos del aire o en líquidos se eliminan con filtros microporosos que dejan pasar el líquido o gas, pero retienen a los microorganismos.

Control por Cambios de Temperatura

Todos los microorganismos tienen temperaturas máximas y mínimas de crecimiento. Los agentes antimicrobianos relacionados con la temperatura son:

  • Esterilización: Consiste en eliminar la carga microbiana, destruyendo la cubierta de los microorganismos o inactivando sus enzimas. Se distinguen dos tratamientos:
    • Calor húmedo: Produce la desnaturalización y coagulación de las proteínas de los microorganismos. La esterilización clásica consiste en el calentamiento a 120 ºC durante 30 minutos para esterilizar conservas en lata y frascos de vidrio. El tipo UHT (Ultra High Temperature) es a 140 ºC durante 3 segundos, lo que mantiene mejor el gusto y las vitaminas en los alimentos.
    • Calor seco: Produce la oxidación de los componentes celulares y requiere temperaturas más altas.
  • Pasteurización: Su objetivo es eliminar microorganismos de los alimentos sin que estos pierdan sabor o aromas.
  • Tratamiento con temperatura por debajo del punto de congelación: Inhibe el crecimiento bacteriano; se utiliza para la conservación de alimentos, drogas farmacéuticas o animales en experimentación.

Control por Agentes Antimicrobianos Químicos

Existen diversos tipos según su aplicación:

  • Esterilizantes: Destruyen todas las formas microbianas de las superficies. Se utilizan para objetos no vivos porque son tóxicos.
  • Desinfectantes: Eliminan microorganismos que producen enfermedades infecciosas, pero no destruyen las esporas microbianas. Se utilizan para tratar superficies de objetos no vivos o líquidos.
  • Antisépticos: Sustancias que se usan contra microorganismos presentes en heridas en la piel de animales con el objetivo de evitar infecciones; no actúan dentro del organismo.

Control por Agentes Quimioterapéuticos

Se emplean contra microorganismos con toxicidad selectiva; son agentes que atacan a los patógenos sin causar daños en las células del hospedador. Existen dos tipos principales:

  • Antibióticos: Sustancias químicas producidas por seres vivos. Su composición química es variada y, en función de ella, se han establecido distintas familias. Son muy útiles para el tratamiento de enfermedades producidas por bacterias y tienen efecto también contra hongos patógenos. Existe un tipo de antibiótico llamado de amplio espectro que ejerce su acción sobre una gran variedad de microorganismos. La concentración mínima de antibiótico capaz de inhibir el crecimiento bacteriano se calcula mediante la técnica de concentración en tubos: se preparan soluciones de concentraciones crecientes del antibiótico en tubos de ensayo en los que se inocula la bacteria; el enturbiamiento del líquido indica el crecimiento bacteriano. La mínima concentración en la que las bacterias no crecen es la Concentración Mínima Inhibitoria (CMI).
  • Agentes quimioterapéuticos sintéticos: Son sustancias antimicrobianas sintéticas. Las más conocidas son las sulfonamidas, que interfieren en las reacciones químicas de los microorganismos patógenos e inhiben su crecimiento, o la isoniacida, que actúa contra la tuberculosis.