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Objetivos Facultad de Medicina Universidad de Chile Fisiología bacteriana Bases del diagnóstico • Distinguir las características fisiológicas más importantes en las bacterias de interés clínico y relacionarlas con: – Su capacidad de producir daño en el hospedero – El diagnóstico microbiológico Dra. María Angélica Martínez Tagle Programa de Microbiología, ICBM Crecimiento bacteriano Curva de crecimiento bacteriano • Aumento en el número de bacterias en una población • División binaria – Replicación – Formación de tabique celular Aumenta la turbidez O 30 min 5h 12 h 24 h 1 Crecimiento continuo Estimación del recuento bacteriano • Midiendo la turbidez – Fácil – Indirecto • Dilución y recuento colonias en placa Quemostato Nefelómetro de Mc Farland Crecimiento bacteriano “in vivo” • Hay limitaciones para el crecimiento bacteriano – Restricción de nutrientes Ej. fierro – Características físicoquímicas, pH, O2 – Competencia con las bacterias de la microbiota normal – Productos inhibitorios producidos por el hospedero: lisozima, IgA, sales biliares, etc. Requerimientos físicos para el crecimiento bacteriano •Temperatura • pH • O2 2 Temperatura de crecimiento • Bacterias Mesófilas • Rango 20-40°C • Optimo 36-37ºC Psicrófilas pH óptimo de crecimiento • Bacterias neutrófilas • Rango pH: 5.5-8.5 • Optimo: pH7 Termófilas Requerimientos de O2 Nos reflejan diferencias bacterianas en: Neutrófilas Clasificación de las bacterias de acuerdo a sus requerimientos de O2 AerobiasMicroaerófilas Microaerófilas Hábitat de crecimiento Sus vías metabólicas energéticas Anaerobias facultativas Anaerobias estrictas 3 Bacterias aerobias Respiración aeróbica • El O2 es el aceptor final de electrones • Requieren cadena transportadora de electrones • El ATP se obtiene por fosforilación oxidativa Bacterias de importancia “Bacilos gramnegativos No fermentadores” Vías catabólicas de las bacterias anaerobias facultativas • Respiración aeróbica En ausencia de O2 • Respiración anaeróbica – Emplea otros aceptores de e Ej. Nitrato, fumarato – Requiere cadena transportadora de e • Fermentación – Emplea compuestos orgánicos como aceptores de e Ej. Ácido pirúvico Bacterias anaerobias facultativas • Su capacidad de crecer con ó sin O2 les permite colonizar diversos nichos en el individuo • Constituyen la mayoría de las bacterias de importancia médica Fermentación • Permite obtener Energía y crecer en anaerobiosis • Desventajas: – Menor cantidad de Energía – Productos finales limitan el crecimiento Citoplasma bacteriano 4 Bacterias anaerobias • El O2 es tóxico para los anaerobios Cultivo bacterias anaerobias Jarra anaeróbica – Muchos anaerobios carecen de Superóxido dismutasa y catalasa Transporte inmediato de muestras clínicas • Hábitat natural: – Colon, cavidad oral, vagina, piel • Patogenia: – Factores predisponentes que reducen el potencial redox Ej. Isquemia, necrosis Ej. Clostridium perfringens (agente de Mionecrosis) Resumen de las vías metabólicas para la obtención de Energía en las bacterias de importancia clínica Glucosa Glicolisis Respiración aerobia Acido pirúvico Respiración anaerobia Fermentación 5 Características nutricionales de las bacterias de importancia clínica Medios de cultivo Componentes • Fuentes de Energía – La fuente de energía es química y utilizan los compuestos orgánicos • Requerimientos de carbono para biosíntesis – Utilizan compuestos orgánicos como fuente de C y electrones Denominación: Bacterias “quimioorganotrofas” • Hidrólisis enzimática ó acuosa de cerebro, corazón, músculos, caseína, soya Son fuente muy rica de: Energía, C, N, P, S y minerales Medios de cultivo Objetivo 3 Relacionar las características fisiológicas de las bacterias con el diagnóstico microbiológico En el laboratorio de Microbiología clínica 6 Cultivo Siembra y aislamiento ¿Cómo identificamos las bacterias? Hemocultivo Ejemplo 1: Diagnóstico de Clostridium perfringens en un caso de sepsis Características distintivas cultivo (48-72 h) Cultivo Lecitinasa (α-toxina) Gram de la colonia Colonias: forma, hemólisis Gelatinasa 7 Diagnóstico microbiológico Características distintivas cultivo (24-48 h) • Ejemplo 2. Diagnóstico de Pseudomonas de un paciente con neumonia asociada a ventilación mecánica Muestra clínica: Aspirado endotraqueal Gram de colonia Producción de pigmento Pruebas bioquímicas Fermentación de azúcares • Catalasa • Oxidasa (Citocromo c) Resultado No fermentador 8 Estrategias para el diagnóstico microbiológico Procedimientos directos Detección del microorganismo ó sus componentes Cultivo Inmunoensayos Amplificación ácidos nucleicos Procedimientos indirectos Detección de la Respuesta inmune humoral del paciente Técnicas serológicas 9
