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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
Temperatura
mínima
Temperatura Temperatura
optima
máxima
Psicrófilos
-5 a +5
12 a 15
Psicrótrofo
-5 a +5
25 a 30
Mesófilos
5 a 15
Termófilos
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
Ph mínimo
microorganismo
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
aw optimo
microorganismo
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.
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.
Toda sustancia parece ser que tiene un efecto estimulante a
concentraciones mínimas sobre el crecimiento bacteriano; a mayores
concentraciones es bacteriostática y, a más altas, bactericida.
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.
Sanitizado. 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.
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