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FACTORES AMBIENTALES QUE AFECTAN AL
CRECIMIENTO DE LOS MICROORGANISMOS
Factores Físicos
TEMPERATURA: Cada microorganismo tiene una
temperatura de crecimiento adecuada, una
temperatura mínima de crecimiento, una máxima
y una optima. La velocidad de crecimiento
microbiana aumenta con la temperatura hasta un
máximo y luego decrece rápidamente. El
incremento de la velocidad de crecimiento se debe
al incremento generalizado de la velocidad de las
reacciones enzimáticas, en términos generales, la
velocidad de las reacciones enzimáticas aumenta
1,5 a 2,5 veces al aumentar
10 ºC la
temperatura. La ausencia de crecimiento a bajas
temperaturas se debe a la reducción de la
velocidad de crecimiento y al cambio de estado de
los lípidos de la membrana celular y a altas
temperaturas a la desnaturalización proteica y
alteraciones en los lípidos de la membrana.
Los microorganismos se pueden clasificar según la
temperatura de crecimiento en
Tipo de
microorganismo
Temperatur Temperatu Temperatura
a mínima
ra optima
máxima
Psicrófilos
-5 a +5
12 a 15
Psicrótrofo
-5 a +5
25 a 30
Mesófilos
Termófilos
5 a 15
40 a 45
30 a 45
55 a 75
15 a 20
30 a 35
35 a 47
60 a 90
Existen microorganismos que pueden crecer hasta a 100 ºC.
Los microorganismos mesófilos gran negativos resisten menos los
choques de frió. Durante la congelación a -2 a -10 ºC la sobre vivencia de
las bacterias es menor que a temperaturas mas bajas.
pH: Cada tipo de microorganismo tiene un rango de ph en el
que puede vivir adecuadamente, fuera de el muere. El ph
interno de la mayoría de los microorganismos esta en el
rango de 6 a 7. Como consecuencia del metabolismo, el ph
del medio suele tender a bajar por la formación de ácidos
orgánicos de cadena corta.
Los microorganismos pueden clasificarse en
Tipo de
microorganis
mo
Ph mínimo
Ph optimo
Ph máximo
Acidófilos
2a3
4a6
6a7
Neutrófilos
5a6
7a8
8a9
Bosófilos
7a8
9 a 10
10 a 11
La acidificación del interior celular conduce a la perdida del
transporte de nutrientes, lo que no les permite generar mas energía
de mantenimiento, conduciéndolos a la muerte.
Actividad acuosa: Los microorganismos requieren la
presencia de agua para desarrollarse. El valor de la actividad
acuosa nos da una idea de agua disponible metabólicamente,
la cantidad de agua disponible en una solución es función de
la cantidad y tipo de soluto. Los microorganismos y sobre
todo las bacterias requieren actividad acuosa alta mayores a
0,90 aw, los hongos se desarrollan bien en general a 0,80
aw, aunque existen especies como la Sacharomyces rouxi
que toleran 0,60 de aw. Las bacterias patógenas en su
mayoría se desarrollan a 0,995 a 0,98 de aw.
Los microorganismos pueden clasificarse en:
Tipo de
microorganis
mo
aw optimo
aw mínimo
Osmófilos
0,995 a 0,98
0,90 a 0,86
Xerófilos
0,90 a 0,80
0,75
Halófílos
0,75 a 0,80
0,60
POTENCIA REDOX: El potencia redox del medio nos indica la
capacidad para aceptar o donar electrones, esto es sus
características oxidantes o reductoras. Hay
microorganismos que requieren ambientes oxidantes para
crecer (Aerobios) y otros ambientes reductores
(Anaerobios) otros en cambio pueden desarrollarse en
ambos ambientes modificando su metabolismo, facultativos
(Respiratorio o Fermentativo).
En el curso de ciertas reacciones metabólicas redox se forman
compuestos altamente reactivos (radicales libres, formas
superóxido) que pueden dañar las proteínas, membranas y
ácidos nucleicos produciendo la muerte de las células.
Estas formas reactivas son un subproducto del
metabolismo respiratorio. Las células los eliminan
mediante las enzima.
Superóxido dismutasa (SOD) 2 O2 + 2 H+ ------ H2O2
Catalaza
2 H2O2 ----------O2 + 2 H2O2
Glutatión reductasa H2O2 - 2 GSH -------- GSSG – 2 H2O
Los aerobios tiene estas enzimas, mientras los anaerobios
tienen niveles muy bajos o no tienen y no pueden
sobrevivir.
PRESIÓN HIDROSTATICA: Una presión elevada no
destruye una célula microbiana como ocurriría con un
ser humano, porque el agua pasa rápidamente a
través de la membrana celular. De esta manera, se
iguala la presión dentro y fuera de la célula. Una
elevada presión puede detener el crecimiento
microbiano, pero el efecto es bioquímico. El volumen
molecular cambia durante el curso de la mayoría de
las reacciones químicas. La presión elevada inhibe
cualquier reacción química que conlleve un
incremento en el volumen molecular y favorece
cualquier reacción química que implique una
disminución del volumen molecular. Algunas
reacciones bioquímicas incrementan el volumen
molecular y se hacen más lentas o prácticamente se
paralizan al incrementar la presión. Sin embargo, las
reacciones bioquímicas esenciales de los barófilos
disminuyen el volumen molecular y se realizan más
rápidamente cuando se incrementa la presión.
Las bacterias ordinarias, tal como Escherichia coli, crecen a presiones muy
elevadas, del orden de 300 atmósferas. Las bacterias que se encuentran
en el fondo del océano toleran hasta 1 500 atmósferas, suficientes para
aplastar cualquier cosa excepto los recipientes de acero más resistentes.
En cambio, la mayoría de levaduras no pueden crecer a presiones
superiores a 8 atmósferas, una presión muy baja. Algunas bacterias, las
barófilas (amantes de la presión), crecen más rápidamente a presiones
superiores a 1 atmósfera y las barófilas obligadas crecen sólo a presiones
superiores a 1 atmósfera.
Presión osmótica Todos los microorganismos necesitan agua líquida
para crecer. Por esta razón, no pueden crecer a temperaturas inferiores
al punto de congelación de su medio o por encima del punto de
ebullición. Una presión osmótica elevada también priva a una célula del
agua. Las membranas celulares son muy permeables al agua, de
manera que el agua entra o sale de una célula dependiendo de la
presión osmótica relativa, o concentración de solutos disueltos en la
célula y en su medio ambiente. Las bacterias mantienen una presión de
turgencia positiva, porque la presión osmótica de su contenido celular es
mayor que la presión osmótica del medio ambiente
Aunque una elevada presión osmótica evita el crecimiento de la
mayoría de las bacterias, algunas especies, denominadas halófilas
(amantes de la sal), pueden vivir a concentraciones de sal
extremadamente elevadas. Las arqueobacterias denominadas
halobacterias se desarrollan en aguas saturadas de sal. Las salinas,
sistemas con agua de mar que se deja evaporar para producir la sal de
mesa, y algunos lagos desérticos tienen un color rojo intenso debido
a su presencia. Estas bacterias no sólo toleran elevadas
concentraciones intracelulares de sal, sino que también dependen de
la misma para la estabilidad de sus cubiertas celulares; cuando se
colocan en agua destilada, o en agua ordinaria, se lisan
inmediatamente.
Cuando un incremento en la presión osmótica externa hace que salga
agua de la célula, se produce la plasmolisis, encogiéndose el
citoplasma. Las consecuencias de la plasmolisis difieren según el tipo
de célula. En las bacterias, la membrana plasmática se separa de la
pared celular rígida, pero generalmente, la célula puede recuperarse de
la plasmolisis (a menos que la presión osmótica sea extrema)
incrementando su presión osmótica interna. Los microorganismos
eucarióticos, particularmente los protozoos, son más sensibles a la
plasmolisis, porque carecen de una pared rígida.
Radiación ultravioleta: Cuando una población uniforme de células
microbianas, esporos, o conidios se irradia a una intensidad
constante, el número de supervivientes disminuye exponencialmente
con el tiempo (o sea, con la dosis total de la radiación aplicada). De
aquí se deduce que conviene expresar la resistencia de una especie de
microorganismos, como la dosis necesaria para reducir el número de
supervivientes a un décimo (esto es, 90 % de letalidad), una cantidad
que es virtualmente independiente del número absoluto de
microorganismos implicados y de la clase de dosis.
Existe una falta de información precisa sobre la susceptibilidad de las
diferentes especies microbianas a la radiación UV. Diferentes cepas de
una misma especie pueden tener una resistencia distinta, y la
comparación de los datos obtenidos por técnicos diferentes, dan lugar
a errores, por haber trabajado con condiciones de irradiación no
superponibles, distinta edad de los microorganismos, etc. Hablando de
una manera amplia, se ha afirmado que los bacilos no esporulados
gram-negativos son los que se destruyen más facilemtne con la
radiación UV; los estafilococos y los estreptococos necesitan una
dosis aproximadamente cinco veces mayor; los esporos bacterianos
alrededor de 10 veces; las esporas de los hongos (sin agua) alrededor
de 50 veces, y los virus todavía más (la mayoría de las bacterias grampositivas y los esporos son menos resistentes que lo señalado en
estas indicaciones de tipo general.
Clasificación de los Microorganismos según la
forma de presentación
Cepas activas : Termorresistentes
Termolábil
Esporuladas : Termorresistentes
Termolábil
Productoras de Toxinas o Bacteriocinas :
Termorresistentes
Termolábil
Productoras de Capsulas
Productoras de Biofilms
Efecto Barreras
Factores Fisicos: Temperatura, Ph,
aw, Radiación, Potencial
oxidoreductor, etc.
Factores Químicos : antioxidantes,
acidificantes, conservantes, etc.
Factores Químicos
Son muchas las sustancias químicas que tienen efectos
nocivos sobre los microbios; su actividad sobre éstos es de
dos tipos: unas destruyen las bacterias, hongos o virus y
son los agentes bactericidas, fungicidas o viricidas. Otras
dificultan o inhiben su crecimiento y son los
bacteriostáticos, fungistáticos o virustáticos. O si producen
lisis bacterioliticos, fungeoliticos o viroliticos.
Desinfectantes son «aquellas sustancias químicas capaces
de destruir en 10 a 15 minutos los gérmenes depositados
sobre un material inerte o vivo, alterando lo menos posible
el sustrato donde residen y abarcando en aquella
destrucción todas las formas vegetativas de las bacterias,
hongos y virus
Antiséptico se usa para indicar la sustancia que se opone a
la existencia o desarrollo de gérmenes sobre la piel o
mucosas, heridas, abrasiones, etc. Su objetivo es
esencialmente prevenir la multiplicación de
microorganismos patógenos
Conservador o preservador. Son sustancias que se utilizan
para evitar la contaminación y proliferación bacteriana de
una bebida, alimento o producto biológico o farmacéutico.
Sanitizantes. Se trata de objetos inanimados en los que se
ha reducido la población bacteriana a unos niveles bajos,
que cumplen los requisitos de la legislación en salud
pública.
Degerminación. Término usado en Estados Unidos para
expresar la remoción por el lavado o limpieza de
microorganismos, sobre todo transeúntes, de la piel.
Antibioticos y Sulfamidas: Son los antimicrobianos que en
general pueden ser consumidos por los organismos
superiores, con efectos secundarios controlables.
La velocidad a la que se realiza la esterilización de un
producto contaminado bacteriológicamente al que se le ha
agregado un desinfectante se ha visto que está en función
de una serie de factores, como son la concentración de la
sustancia, la temperatura, el pH, la composición química
del medio donde se aplica el agente químico, la especie
bacteriana que contamina el producto, etc.
Condiciones desinfectante ideal
Condiciones que debe reunir un buen desinfectante o germicida de
superficies:
1. Alta actividad germicida aun diluido y a un precio comercial que
resulte en la práctica diaria de coste escaso o moderado.
2. Que su espectro de acción sea amplio y abarque las bacterias
grampositivas y gramnegativas, bacterias alcohol-resistentes,
virus y hongos.
3. Ser bactericida mejor que bacteriostático, o sea que mueran los
microbios gradualmente y en un tiempo corto no superior a 15
minutos.
4. Ser estable en sus preparados comerciales y permanecer activo,
almacenado durante varios mese
5. Que se homogeneice uniformemente en el diluyente, sea éste
agua o alcohol, para que tenga el producto activo la misma
concentración en toda su masa.
8. Que su preferencia o actividad se manifieste en soluciones
acuosas que penetren en los exudados, pus, sangre, etc.. donde
los organismos puedan estar ocultos.
7. Que su tensión superficial sea baja para que penetre fácilmente
en las rendijas, hendiduras, etc. de las superficies vivas o inertes.
8. Que sea compatible con otros productos que puedan usarse
antes o simultáneamente, como sucede con el jabón y los
clorógenos.
9. No ser tóxico para los tejidos humanos sin que precise el uso de
guantes o el lavado inmediato de superficies vivas con las que
haya entrado en contacto, etc.
10. Que no resulte corrosivo para metales, madera,
superficies pintadas, etc., es decir, que no estropee
muebles, objetos diversos, etc.
11. Que sus propiedades organolépticas no sean
desagradables, especialmente el olor y, en algunos casos, el
sabor, y debe ser con preferencia inodoro o de olor
agradable.
12. No debe desteñir las ropas, paredes, cuadros, Iibros,
etc.
13. Debe conseguir uma reducción logarítmica de los
microorganismos patógenos, y resulta de más valor cuando
consigue esa reducción en el menor tiempo posible, por
ejemplo, clorógenos, yodóforos, formol, glutaraldehido.
14. No debe diluirse manifiestamente por la temperatura ni
por el pH, es decir, que en una habitación fría o en un
medio ácido de solución desinfectante pierda actividad y su
acción sea más lenta.
No hay ninguno que reúna todas y cada una de ellas, por lo
que es tendencia actual asociar dos o más productos que
sumen sus ventajas, sin acumular los inconvenientes.
Tipos de compuestos
Compuestos inorgánicos
ácidos y álcalis
sales minerales
agentes oxidantes: halógenos
Compuestos orgánicos
Alcoholes y fenoles
aldehídos
colorantes
detergentes
desinfectantes gaseosos