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Fisiología
Fisiolog
ía bacteriana
Dr. Juan C. Salazar
[email protected]
jcsalazar
@med.uchile.cl
Programa de Microbiología y Micología
ICBM, Facultad de Medicina
Logros
Finalidad de las bacterias
Crecimiento
Aumento de
número y masa
METABOLISMO
NUTRICIÓN
¿Cómo lo hacen ?
REPRODUCCIÓN
Herramientas
Diagnóstico
microbiológico
Crecimiento
bacteriano
• Aumento del número
de bacterias en una
población
• División binaria
– 1/2/4/8/16/…2n
Tiempo de generación: tiempo
requerido para que una población
duplique su número
Genéticamente determinado
Escherichia coli 20 min
Mycobacterium tuberculosis 24 h
1
Curva de crecimiento bacteriano
“in vitro”
Cómo se mide el crecimiento microbiano?
Cómo se mide el crecimiento
microbiano?
Nefelómetro de McFarland
2
Metabolismo Bacteriano
Conjunto de reacciones
que se realizan en el
interior de la bacteria.
• Aquéllas degradativas
que le proporcionan
energía (Catabolismo)
y
• aquéllas que permiten
sintetizar los componentes
estructurales de la bacteria
(Anabolismo)
Catabolismo de
los hidratos de carbono
Glucosa
Glicólisis
Respiración Sin O2
anaerobia
Acido pirúvico
Sin O2
2ATP
Con O2
Respiración
aerobia
Fermentación
3
Principales tipos de Metabolismo
Bacteriano
• Respiración: oxidaciones biológicas en las cuales el
oxígeno molecular O2 es el último aceptor de
electrones.
• Respiración anaerobia: oxidaciones biológicas en las
cuales un compuesto inorgánico, diferente del
oxígeno, es el último aceptor de electrones (Ej. NO3-)
• Fermentación: es una reacción oxido-reducción en la
cual el dador y el aceptor de electrones son
compuestos orgánicos.
Membrana citoplásmica
Cadena respiratoria
CLASIFICACION DE LAS BACTERIAS
SEGÚN EL ACEPTOR FINAL DE ELECTRONES
AEROBIOS OBLIGADOS
Aceptor final de electrones es
siempre el O2
Ej: Mycobacterium tuberculosis
ANAEROBIOS OBLIGADOS
El aceptor final de electrones es una
molécula inorgánica como NO3-, SO42.
Ej Clostridium
Ej:
Cl t idi
botulinum
b t li
ANAEROBIOS FACULTATIVOS
El aceptor final de electrones puede ser el
O2, otra molécula inorgánica u orgánica
Ej: E. coli,
coli, Staphylococcus
Staphylococcus,, Streptococcus
4
Biosíntesis de Macromoléculas
(Anabolismo)
Proteínas
(aminoácidos)
Polisacáridos
(monosacáridos)
Acidos nucleicos
(nucleótidos)
Lípidos
(ácidos grasos)
Nutrientes Bacterianos
•
•
•
•
•
•
•
•
Agua
Fuentes de carbono
Fuentes de nitrógeno
Dadores de electrones
Receptores de protones
Iones inorgánicos
Elementos traza
Factores de crecimiento
Clasificación de las Bacterias
según Nutrición
Fuente de carbono
Autótrofas
Obtienen
O
i
C de
sustratos simples.
• CO2
• CH4
Heterótrofas
Obtienen C de compuestos
más complejos.
• Aminoácidos
• H de Carbono
• Lípidos
5
Clasificación de las Bacterias
según su Fuente de Energía
Fotosintéticas: Son aquéllas que captan
la energía de la luz solar
Quimiosintéticas:
Son aquéllas que obtienen
su energía de las reacciones
químicas
CLASIFICACION DE LAS BACTERIAS SEGÚN
Temperatura de crecimiento
• Bacterias:
• Psicrófilas < 20ºC
• Mesófilas
– Rango 20-40°C
– Óptimo 36ºC
• Termófilas > 40ºC
pH óptimo de crecimiento de las bacterias de
importancia médica
• Rango habitual
pH: 6.5-7.5
• Bacterias acidófilas:
pH < 4
– Ej. Lactobacillus
Bacterias
6
Osmolaridad
• Concentración de solutos en una solución
Requerimientos de CO2
- Bacterias capnófilas
• Numerosas bacterias de interés Médico requieren
aporte de CO2 para crecer en medios de cultivo
• Es empleado para la síntesis de ácidos grasos
• La
L mayoría
í crece en sistema
it
“candle
“ dl jar”
j ”
• Ejemplo Neisseria spp
“candle jar”
BACTERIAS DE INTERÉS CLÍNICO
Bacterias Quimiorganotróficas
Utilizan compuestos orgánicos
preformados
(polisacáridos,
lípidos, proteínas)
Pueden presentar tres tipos de metabolismo
(reacciones de oxido reducción, que se
diferencian en el aceptor final de electrones)
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Medios de cultivo
Preparados estériles que contienen
todos los nutrientes necesarios para
el desarrollo de determinadas bacterias
Importancia
• Crecimiento en el laboratorio
• Identificación
• Estudio de susceptibilidad
Clasificación de los medios de cultivo
Sólido
Líquido
Clasificación de los medios de cultivo
Medios corrientes
Caldo peptonado
Agar nutritivo
Medios especiales
-Enriquecidos: Agar sangre, Agar chocolate
-Diferenciales: Agar sangre, Agar Mac Conkey
-Selectivos: Agar SS, Agar Sal, Agar Mac Conkey
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Tipos de hemólisis
Streptococcus pneumoniae
Aplicación
Diagnóstico Microbiológico
PRIMERA ETAPA
Morfología
Agrupación
Tinción de Gram
SEGUNDA ETAPA
Fisiología
SEGUNDA ETAPA
Fisiología
¿Qué se estudia en el laboratorio?
• Capacidad
C
id d de
d fermentar
f
t azúcares
ú
• Capacidad de degradar algunos aminoácidos
• Capacidad de utilizar ciertas fuentes de carbono
• Presencia de enzimas hidrolíticas
• Presencia de metabolitos intermediarios
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Diferenciando E. coli de S. typhi
mediante características fisiológicas
Escherichia coli
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Salmonella typhi
Bacilos Gram (-)
Anaerobios facultativos
No exigentes (nutrición)
Móviles
Desarrollo en 24 horas
Glucosa (+)
Ureasa (-)
Citrato (-)
Lactosa (+)
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Bacilos Gram (-)
Anaerobios facultativos
No exigentes (nutrición)
Móviles
Desarrollo en 24 horas
Glucosa (+)
Ureasa (-)
Citrato (-)
Lactosa (-)
Pruebas de Diagnóstico
Bacterias Gram Negativo
Fermentación de glucosa
Fermentación de azúcares y
degradación de aá sulfurados
Utilización de citrato como fuente de carbono
Pruebas de Diagnóstico
Bacterias Gram Positivo
Agar Sal Manitol
Coagulasa + Coagulasa -
H2O2
Catalasa
H2O + O2 (gas, ↑)
Staphylococcus aureus
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