Copias Completas

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FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE INGENIERIA QUIMICA CATEDRATICO: Ing. Químico M. Sc. Carlos S. Wong Davi CURSO DE MICROBIOLOGÍA Concepto: Microbiología: es la ciencia que se dedica al estudio de microorganismos, su estructura, su forma, tamaño, reproducción, su relación con otros microorganismos, sus efectos benéficos y perjudiciales con el ser humano. Según Haëckel (1886) los reinos se dividian en: ANIMAL VEGETAL PROTISTA

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FACULTAD DE INGENIERIAESCUELA DE INGENIERIA QUIMICACATEDRATICO: Ing. Químico M. Sc. Carlos S. Wong Davi

CURSO DE MICROBIOLOGÍA

Concepto:

Microbiología: es la ciencia que se dedica al estudio de

microorganismos, su estructura, su forma, tamaño,

reproducción, su relación con otros microorganismos, sus

efectos benéficos y perjudiciales con el ser humano.

Según Haëckel (1886) los reinos se dividian en:

ANIMALVEGETALPROTISTA

Refiriéndose a protista como: seres microscópicos que no tienen características

de ninguno de los anteriores

(no tienen clorofila, no son pluricelulares y no se transportan)

El reino protista los dividió en :

PROCARIOTES: microorganismos cuyas células no tienen sus estructuras definidas (Ej. algas verde-azules y bacterias)

EUCARIOTES: tienen sus partes estructurales bién definidas (Ej. Protozoos, hongos y algas)

Posteriormente Whittaker en 1969 organizó de nuevo los organismos de acuerdo

a la siguiente manera:

Reino Monera : procariotes de HaëkelReino Protista: eucariotes de HaëckelReino Fungi ó de los Hongos: mohos y levaduras.

La división la hizo de acuerdo a :

Estructura y niveles de evolución celular

Forma de alimentación: FOTOSÍNTESISINGESTIONABSORCION

BACTERIOLOGIAEs la ciencia que trata del estudio y conocimiento de un conjunto de microorganismos conocidos con el nombre de baterias. Es una rama de la microbiología, el término bacteriología se lilmita al Phyllum schizomycetes.

BACTERIASSon organismos unicelulares que pertenecen al reino Monera, no poseen clorofila, pueden presentarse aisladas o bién formando grupos pluricelulares que se denominan colonias. Las bacterias que forman colonias son fisiológicamente independientes entre si.

MORFOLOGIA Y ESTRUCTURA FINA

MORFOLOGÍA DE LAS BACTERIAS.La morfología es el estudio de la forma de las bacterias las cuales han sido

cultivadas en forma artificial en un medio de cultivo apropiado, a una

temperatura óptima a un grado determinado de humedad y en un tiempo de

incubación específico. La variación de éstos factores ejerce influencia en la

forma de las bacterias. Por su morfología se dividen en:

1. Cocos: forma oval o esfericas.

2. Bacilos: forma cilindrica o bastón.

3. Espirilos: forma de espirales.

Agrupación de las bacterias

Cocos:

Monococos

Diplococos

Tetracocos

Streptococos

Staphylococos

Sarcinas

BACILOS

Monobacilos

Diplobacilos

Estreptobacilos

ESPIRILOS

VIBRIONES

ESPIRILOS

TAMAÑO DE LAS BACTERIAS

COCOS

0.75 a 2x10-6 m

BACILOS

2 a 10 microm.

0.75 a 2 microm

CITOLOGIA BACTERIANA

Las bacterias se dividen en 3 partes principales

MEMBRANA, PROTOPLASMA Y NUCLEO

A) MEMBRANA La membrana se divide en 3 partes:

a) Membrana citoplasmática: se observa en células jóvenes, se hace densa y reacciona con la tinción de GRAM, esta compuesta de subastancias lipoides, adentro hay una membrana fina

conocida como, protoplasmática, o simplemente membrana plasmática,

ésta es una estructura de extrema importancia funcional,

es una membrana semipermeable selectiva,

regula los pasos de los nutrientes y productos de desecho dentro y fuera de la célula,

en ella se encuentran varias enzimas como los citocromos (enzimas que sintetizan líquidos

complejos) y enzimas que intervienen en el transporte de electrones.

b) Pared celular: Fuera de una delicada membrana tiene una gran rigidez que se demuestra fácilmente sometiendo a las bacterias de formas diferentes a condiciones físicas extremas como presiones osmóticas muy altas o muy bajas o temperaturas inferiores a la de congelación.

La pared celular de la bacteria es escencial para el desarrollo y división bacteriana, dentro del aislamiento de fragmentos de la pared celular figuran dos técnicas:

a) Desintegración mecánica por exposición de ondas sónicas y ultrasónicas.

b) Lisis y desintegración del protoplasma.

b.1 COMPOSICIÓN QUIMICA DE LA PARED CELULARLa pared celular está compuesta de ácido diaminopihélico, ácido murámico y ácido teicoico, aminoácidos, azúcares, carbohidratos, lípidos, PEPTIDOGLUCÁN (polímero que proporciona RIGIDEZ, a la pared celular.

Membrana que se encuentra entre las sustancias extracelulares y el citoplasma; esta

tiene una gran rigidez. Su grosor varía de 10 a 25 nm. Constituye una porción apreciable del

peso seco total de la célula. Parecen ser esenciales para el desarrollo y división bacterianas.

Tienen compuestos químicos de interés, como ácido diaminopimélico (ADP), ácido murámico y

ácido teicoico. Otros compuestos son aminoácidos, azúcares aminados, carbohidratos y lípidos.

El peptidoglucán proporciona la estructura rígida a la pared. Hay diferencia entre la composición

de la pared celular de las diferentes especies.

ESTRUCTURAS INTERNAS DE LA PARED CELULAR

1. Protoplastos y esferoplastos

Es una membrana frágil citoplásmica derivada de una célula vegetativa derivada de la

separación de toda la pared celular, se llama protoplasto. Son cuerpos redondos que toman la

forma esférica desde el momento que carecen de la pared celular. Se caracterizan por ser

inmóviles, esféricos, no se dividen, no forman nuevas paredes celulares y por lo general no son

susceptibles a la infección de bacteriofagos.

Los esferoplastos son células bacterianas gramnegativas a la que se ha quitado el

péptido glucano, dejandola sin rigidez.

En bacterias gram negativas cuando se separa el petidoglucan otras capas de la

envoltura se adhieren a los cuerpos redondos y son esferoplastos.

2. Membrana Citoplásmica (Protoplásmica):

Membrana fina o envoltura que se encuentra inmediatamente por adentro de la pared

celular. Es una membrana semipermeable selectiva que regula el paso de nutrientes y

productos de desecho dentro y fuera de la célula; en ella se encuentran varias enzimas, entre

ellas los citocromos. El daño a esta membrana ocasiona la muerte de la célula aunque no haya

alteranciones morfológicas detectables.

3. Intrusiones membranosas y Sistemas de membranas (Mesosomas) :

Intervienen en varios procesos metabólicos y de la reproducción. El sistema de los mesosomas

está conectado de manera compleja con el material nuclear y su replicación; además esta

relacionado con algunas procesos enzimáticas.

4. Citoplasma:

Es el material contenido dentro de la membrana citoplasmática, se divide en:

-el área citoplasmática de aspecto granular rica en RNA, ribosomas.

-el área cromosómica o nuclear rica en DNA

-la parte líquida que disuelve las sustancias nutritivas.

En ella se encuentran las ribosomas, los cuales son partículas proteínicas en

combinación con RNA; contiene las enzimas que intervienen en la síntesis de las proteínas.

5. Inclusiones Citoplasmáticas:

En algunas células se descubren depósitos concentrados de ciertas sustancias. Los

granulos de volutina son conocidos como granulos Metacromáticos, se encuentran en muchas

bacterias, hongos, algas y protozoos. Se supone que los granulos sirven de reservas de

alimentos.

6. Material Nuclear:

Son cuerpos dentro del citoplasma que se considera como estructura nuclear y, el DNA de la bacteria está confinado en esta área. Por no ser un núcleo definido se ha sugerido que esta estructura se llame cuerpo cromatínico, nucleoide, equivalente nuclear o cromosoma bacteriano, no hay membrana nuclear que separe el núcleo del citoplasma.

C. Envoltura: considerada como una capa externa modificada de la pared celular, de las dos estructuras, (envoltura y pared) poseen iguales reacciones microquímicas y ambas tienen poca afinidad a los colorantes.

B. PROTOPLASMASistema coloidal en la célula y esta rodeado por la estructura antes mencionada, se divide en:

Ectoplasma: de aspecto granular, rica en ARN (por lo que se le llaman ribosomas a los gránulos)

Endoplasma: o área cromosómica la cual es rica en ADN

C. NUCLEO O MATERIAL NUCLEAR

Las células bacterianas no contienen el núcleo característico de las células de las plantas y animales, si bién contienen cuerpos dentro del citoplasma que se consideran como estructura nuclear y el ADN de la bacteria está confinada en ésta área no es un núcleo definido. Se ha sugerido que esta estructura se llame cuerpo cromatínico o nucleoide, equivalente nuclear y hasta cromosoma bacteriano (desde el punto de vista genético).

Formaciones Intracelulares

a) Vacuolas: son cavidades en el protoplasma sobre todo en las jóvenes y tienen líquido nutricional.

b) Gránulos metacromáticos: son las inducciones del protoplasma mejor conocidas con el nombre de granulos de volutina. Se originan de la membrana protoplasmática de las células jóvenes, muestran afinidad por colorantes básicos.

c) Globulos de grasa: existen en algunas especies de bacterias que al crecer en medios como agar con glicerol son globulos refrigerantes. Al microscopio éstos se tiñen con un colorante llamado SUDAN II.

Formaciones Extracelulares

1. Flagelos

Son los apéndices capilares sumamente finos que salen a través de la pared celular y

que se originan en una estructura granular ( cuerpo basal ) en el citoplasma inmediatamente por

debajo de la membrana celular.

Tiene tres partes :

-estructura basal

-estructura en forma de gancho

-filamento largo fuera de la pared ceular

No se presentan en todas las bacterias; de las eubacterias o bacterias verdaderas,

muchas de las especies de bacilos tienen flagelos, pero muy rara vez se aprecian en los cocos.

Se componen de subunidades de proteína llamada flagelina. Causan movilidad a las bacterias.

Las bacterias en base al número de flagelos que tienen se dividen en:

Monótricos

Lofótricos

Anfítricos

Perítricos

2. Fimbrias o vellos

Son apéndices filamentosos que no son flagelos, son más pequeños, cortos y

numerosos y no tienen movimiento ondulares regulares. No tienen función de motilidad y se

encuentran en especies no móviles y móviles. Hay diferentes tipos de fimbrias, por ejemplo la

fimbrias F, fimbria sexual. También desempeñan funciones de sitios de adsorción.

3.CapsulasEs una cubierta o envoltura compuesta por una sustancia viscosa que se encuentra

alrededor de la célula. También se le conoce como capa mucosa. Están compuestos de

polisacaridos y algunos polímeros.

ENDOSPORASSon cuerpos ovales de pared gruesa, que es una célula de alta resistencia, también se

les denomina esporas.

Algunas bacterias tienen la facultad de producir cuerpos ovales de pared gruesa, una por

célula, a estas formas también se les denomina endoesporas. Todos los organismos de los

géneros Bacillus y Clostridium forma esporas.

Las bacterias que forman esporas se desarrollan y reproducen durante muchas

generaciones como células vegetativas. Sin embargo, en alguna etapa del desarrollo del cultivo

en un medio nutritivo adecuado, dentro del citoplasma vegetativo se sintetiza un nuevo

citoplasma destinado a convertirse en espora. Contienen grandes cantidades ácido dipicólinico,

su presencia esta limitada a las células bacterianas. Contienen también grandes cantidades de

calcio y se piensa que el complejo Ca +2-ácido dipicolínico-peptidoglucan forma la capa cortical.

Es una capa inmermeable de alta resistencia.

Cuando las esporas se transfieren a un medio favorable para el desarrollo, ocurre la

germinación de la espora con la ruptura de la pared esporular. Al crecer la espora para formar

una nueva célula vegetativa, la envoltura se desprende. La localización y el tamaño de las

esporas no es el mismo para todas las especies; hay esporas que son centrales, terminales o

subterminales. Tiene un diametro mayor o menor que el de la bacteria. Representan una fase

durmiente, de reposo, de la célula bacteriana.

Citologia Bacteriana

Las bacterias se dividen en 3 partes:

MembranaProtoplasma Núcleo

MEMBRANA La membrana se divide en 3 partes que son:

Membrana Citplasmatica, se observa en celulas jovnes, y se hace densa y reacciona con la tintion de Gram, esta compuesta de sustancias lipoides, adentro hay una membrana fina conocida como protoplasmatica o plasmatica, esta es una estructura de extrema importancia funcional, es semipermeable , selectiva ya que regula los pasoso de los nutrientes y productos de desecho dentro y fuera de la celula, en ella se encuentran varias enzimas como los citocromos y enzimas que intervienen en el transporte de electrones.

Pared Celular: fuera de una delicada membrana tiene gran rigidez que se demuestra sometirendo a las bacterias de formas diferentes a condiciones fisicas extremas como presiones osmóticas muy altas o muy bajas o temperaturas inferiores a la de congelación. Las paredes celulares bacterianas parecen ser escenciales para el desarrollo y division bacteriana, dentro del aislamiento de fragmentos de la pared celular figuran dos tecnicas 1. Desintegracion mecanica de las celulas por exposición de ondas sonicas y ultrasonicas. 2. Lisis y desintegracion del protoplasma. La composición quimica de la pared celular esta compuestan de acido diaminopihelico, acido muramico, acido teicoico, aminoácidos, azucares aminados, carbohidratos,lipidos, y peptidoglucan (polimero que le proporciona rigidez a la pared celular)

Envoltura: es considerada como una capa externa modificada de la pared celular, las dos estructuras (envoltura y pared) poseen iguales reacciones microquimicas y ambas tienen poca afinidad por los colorantes.

PROTOPLAMAEs un sistema coloidal en la celula y esta rodeado por la estructura antes mencionada se divide en:

Ectoplasma: de aspecto granular, rica en ARN (por lo que se llaman ribosomas a los granulos)

Endoplasma: o area cromosomita la cual es rica en ADN.

NUCLEO O MATERIAL NUCLEARLas celulas bacterians no contienen en el núcleo caracteristico de las celulas de plantas y animales, si bien contienen cuerpos dentro del citoplasma que consideran como estructura nuclear y el ADN de la bacteria esta confinada en esta area no es un núcleo definido. Se ha sugerido que esta estructura se llame cuerpo cromatinico, nucleoide, equivalente nuclear y hasta cromosoma bacteriano (desde el punto de vista genetico).

Metabolismo: es el conjunto de reacciones quimicas que una celula viva ejecuta ya sea en estado de reposo o actividad con el objetivo de : obtener energia para sus funciones y para obtener material nutritivo del medio ambiente para la contruccion del su protoplasma.Se divide en:

Anabolismo y Catabolismo

Anabolismo: es la etapa de asimilacin y síntesis del protoplastma.

Catabolismo: es la etapa de desasimilacion y desintegración del protopalasma.

Las primeras etapas del crecimiento de una celula bacteriana se denominan anabolicas, y posterior a esto predominan las etapas catabolicas.

Ejemplo de funciones anaolicas: fijación del nitrofeno (ciclo del nitrogeno), formación de pigmentos en bacterias, como las sulfobacterias y las bacterias ferroquimicas.Las actividades catabolicas consisten en fenómenos de desasimilacion y destrucción del protoplasma, asi como la desintegración de proteinas, carbohidratos y graasas, esta ultima accion se lleva a cabo por medio de sustancias especializadas llamadas enzimas o fermentos bacterianos, estas sustancias producicdas por una celula viva tienen la propiedad de acelerar notablemente la velocidad de ciertas reacciones quimicas que en otras condiciones se efectuarian en forma muy lenta.

Enzimas o Fermentos

Las enzimas son catalizadores organicos y constan de las siguientes partes:

Apoenzima: que es la parte que indica “donde” se va a efectuar la reaccion, y son compuestos de alto peso molecular, algunos consideran que es inactiva y no dializable. Es importante porque le da la especificidad a la enzima.

Coenzima: es la parte de la enzima que indica que reaccion quimica se llevara a cabo, es una molécula de bajo peso molecular, es dializable y se puede separar de la enzima. Por ejemplo: DPP(proporciona fosfatos en forma de dioxido de difosfato), DPN (difosfato de adenosina que es un nucleotido que transfiere alta energia), ATP (fosfatos de alta energia), coenzima A ( estructura complja responsable de la division nuclear), vitamina B6 etc.

Activador Metalico: dirije el encaje perfecto al sustrato, compuesto de iones metalicos como Co, Mg, Zn, Mo etc.

Lectura dirijida para el 19 febrero, parte 5 preguntas, 3,4,5,6,7,8,10,12,13,14

INTRODUCCION

Todas las plantas tienen o deben tener programas especiales para controlar y prevenir la contaminación identificando los lugares, situaciones o materiales donde la contaminación es más probable. Las inspecciones son de tipo visual, biológico y químico para determinar donde los microorganismos pueden contaminar. Estas inspecciones son o deben ser hechas diariamente (inspección

básica) y de forma periódica (inspección completa). Visualmente se pueden ver residuos, suciedad, agua, polvo y otras fuentes de contaminación. Es por esta razón que el control microbiologico toma un papel muy importante en los procesos de una industria y en la calidad de los productos finales. En este resumen se presentan los métodos físicos y químicos mas comunes utilizados en la industria, tambien se hace un breve resumen de los antibioticos los cuales son un medio de controlar los microorganismos en el cuerpo humano, lo cual es un campo de importancia dentro de la microbiologia.

Químicamente , se realizan análisis para determinar los niveles

de conservantes, los componentes de los alimentos, etc.

Desde el punto de vista economico el control microbiologico toma un papel importante, por ejemplo en la industria alimenticia, los alimentos procesados que contienen microorganismos peligrosos deben ser destruidos. Si ya están distribuidos y puestos a la venta deben ser retirados e intervenidos. Cuando un producto es intervenido se notifica la marca, el tamaño del envase, el lote y el tipo de peligro.

Se puede prevenir el crecimiento de los microorganismos en los alimentos controlando las condiciones de almacenamiento (principalmente de temperatura y humedad) así como reduciendo el tiempo que los alimentos están en la planta hasta su procesado.

CONTROL DE LAS POBLACIONES MICROBIANAS: ESTERILIZACION Y DESINFECCION

I.- DEFINICIONES Y CONCEPTOS

Esterilización:

proceso de destruir los agentes infecciosos o microorganismos incluyendo sus formas de resistencia, por medio de agentes fisicos o quimicos.

Es el proceso de destruir todas las formas de vida microbiana. Por tanto, genera una situación en la que la probabilidad de que el objeto tratado contenga siquiera un superviviente es infinitamente pequeña.Así, un objeto esterilizado, en sentido microbiológico, está libre de microorganismos vivos. El único criterio válido de muerte en el caso de un microorganismo es la pérdida irreversible de la capacidad de reproducirse.Eiminación de toda forma de vida, incluídas las esporas.

Desinfección:

proceso de destruir los agentes infecciosos o microorganismos pero no sus formas de resistencia, por medio de agentes fisicos o quimicos.

Sanitizacion:

proceso por el cual se destruyen los microorganismos a niveles tales que son inocuos para el proceso industrial en que se relacionan o para los seres humanos que alli operan.

Un compuesto por lo general químico que mata o interfiere con el crecimiento y actividad de los microoganismos. Se clasifica de acuerdo a su aplicación y a como actúa.

Agente antimicrobial:

es un compuesto por lo general químico que mata o interfiere con el crecimiento y actividad de los microoganismos. Se clasifica de acuerdo a su aplicación y a como actúa.

Germicida:

es un agente químico que mata los microorganismos pero no necesariamente las esporas (ej. Los bactericidas matan bacterias, los fungicidas matan hongos, los viricidas matan virus).

Agente microbiostático:

es uno que inhibe el crecimiento de los microoganismos pero no los mata (ej. bacteriostático inhibe el crecimiento bacterial).

Antisepsia:

operaciones o técnicas encaminadas a crear un ambiente que impida el desarrollo de los microorganismos e incluso pueda matarlos.

Asepsia:

técnicas empleadas para impedir el acceso de microorganismos al campo de trabajo.

Antibiosis:

fenómeno biológico en el que existe una detención o destrucción del crecimiento microbiano debido a sustancias producidas por otro ser vivo.

Microbicidas:

sustancias que matan las formas vegetativas, pero no necesariamente las esporas de un microorganismo (bactericida, fungicida, etc.).

Microbiostáticos:

sustancias que inhiben el crecimiento de microorganismos (bacteriostáticos, fungistáticos, etc.).

Antisépticos:

se refiere a sustancias que se aplican sobre el cuerpo.

Desinfectantes:

se refiere a sustancias empleadas sobre objetos inanimados.

Agentes terapéuticos:

antimicrobianos empleados en el tratamiento de infecciones.

Agentes quimioterapéuticos:

sustancias químicas empleadas en el tratamiento de enfermedades infecciosas o enfermedades causadas por la proliferación de células malignas.

Antibióticos:

sustancias producidas por un ser vivo que se oponen a la vida de otro ser vivo.

Medio de cultivo:

substrato óptimo para el mantenimiento y crecimiento de microorganismos en el laboratorio. El medio variará dependiendo del tipo de microorganismo.

Un cultivo que contiene solamente una clase de microorganismo se conoce como cultivo puro o axénico. Un cultivo que contiene más de una clase de microorganismo se conoce como cultivo mixto; en el caso especial de que contenga sólo dos clases de microorganismos, deliberadamente mantenidos en mutua asociación, se trata de un cultivo bimembre.

Aislamiento:

es la separación de un microorganismo determinado de las poblaciones mixtas que existen en la naturaleza; el cultivo, es el crecimiento de poblaciones microbianas en ambientes artificiales (medios de cultivo) bajo condiciones de laboratorio.

II. MUERTE DE LAS POBLACIONES MICROBIANAS Y CURVAS DE SUPERVIVENCIA

Criterio de muerte de un microorganismo:

pérdida irreversible de la capacidad de reproducción en un medio adecuado. Para poder determinar la eficacia antimicrobiana (la muerte de los microorganismos) se utilizan técnicas que descubran a los sobrevivientes es decir, a los capaces de reproducirse; ya que los incapaces de reproducirse están muertos. Esto se determina generalmente mediante métodos cuantitativos de siembra en placa en los que los supervivientes se detectan porque forman colonias.

Cuando una población microbiana se expone a un agente letal, la cinética de la muerte es casi siempre exponencial ya que el número de supervivientes disminuye de forma geométrica con el tiempo. Si representamos gráficamente el logaritmo del número de supervivientes frente al tiempo se obtiene una línea recta cuya pendiente negativa define la tasa de mortalidad. Esta tasa de mortalidad nos dice sólamente que fracción de la población inicial

sobrevive a un determinado período de tratamiento. Para determinar el número real de sobrevivientes es necesario conocer además el tamaño inicial de la población. De acuerdo con esto, para establecer los procedimientos de esterilización hay que tener en consideración dos factores: la tasa de mortalidad y el tamaño de la población inicial. En la práctica de la esterilización la población microbiana que ha de ser destruida es mixta. Como los microorganismos difieren ampliamente en su resistencia a los agentes letales, los factores que se hacen significativos son el tamaño de la población inicial y la tasa de mortalidad de los miembros más resistentes de la población mixta. Para asegurar la fiabilidad de los métodos de esterilización se utilizan suspensiones de esporas de resistencia conocida. Los procedimientos rutinarios de esterilización se diseñan siempre de forma que proporcionen un amplio margen de seguridad.

Fundamentos del control de los microorganismos

Las razones principales para controlar los microorganismos son: prevenir la transmisión de enfermedades, evitar el deterioro de los alimentos y evitar la contaminación tanto en procesos industriales que requieran cultivos puros, como en laboratorios de diagnóstico o investigación.

III. CONDICIONES QUE INFLUYEN EN LA ACCION ANTIMICROBIANA

Concentración del agente químico

Intensidad del agente físico- cuanto más intenso es el agente físico (calor o radiación ) mas rápidamente mata a los micoorganismos.

Tiempo de exposición- a mayor tiempo de exposición, mayor es el número de organismos destruídos.

Temperatura a mayor temperatura se acelera la destrucción de los organismos.

Número de organismos- mientras mayor sea la población microbiana, más tiempo se requeire para matarla

Clase de organismo las células vegetativas son más suceptibles que la esporas.

Estado fisiológico de las células mientras más viejas sean las células, más rápido se destruyen.

Ambiente: El calor es más eficaz en un medio ácido que en uno alcalino. La consistencia del material, acuoso o viscoso, influye

marcadamente en la penetración del agente. Las concentraciones altas de carbohidratos aumentan, por lo

general, la resistencia térmica de los organismos. La presencia de materia orgánica extraña reduce notablemente

la eficacia de los agentes químicos antimicrobianos por inactivar éstos o proteger al microorganismo.

IV.- AGENTES ESTERILIZANTES FISICOS

1.- Altas Temperaturas

La alta temperatura combinada con un alto grado de humedad es uno de los métodos más efectivos para destruir microorganismos. Hay que distinguir entre calor húmedo y calor seco. El húmedo mata los microorganismos porque coagula sus proteínas siendo más rápido y efectivo que el calor seco que los destruye al oxidar sus constituyentes químicos. La acción letal del calor es una relación de temperatura y tiempo afectada por muchas condiciones. Por ejemplo, las esporas de Clostridium botulinum son destruidas en 4 a 20 minutos a 120° C en calor húmedo, mientras que se necesitan alrededor de 2 horas de exposición al calor seco para obtener los mismos resultados.

A.- Esterilización por calor húmedo: (se utiliza para soluciones acuosas)

Autoclave:

El calor en la forma de vapor a saturación y a presión es el agente más práctico para esterilizar ya que el vapor a presión proporciona temperaturas superiores a las que se obtienen por ebullición. El aparato utilizado se llama autoclave (una olla que regula la presión interna y el tiempo). Los autoclaves de laboratorio se emplean generalmente a una presión de vapor de una atmósfera por encima de la presión atmosférica lo cual corresponde a una temperatura de 120° C. El tiempo de exposición depende del volumen del líquido, de tal manera que para volúmenes pequeños (hasta unos 3 litros) se utilizan 20 minutos a 120° C; si los volúmenes son mayores debe alargarse el tiempo de tratamiento. Algunos materiales no se deben esterilizar en el autoclave. Sustancias que no se mezclan con el agua no pueden ser alcanzadas por el vapor sobreviviendo los microorganismos que contengan. Otras sustancias se alteran o son destruidas por tratamientos prolongados de calor empleándose en estos casos otros métodos de esterilización.

Tindalización: Se utiliza cuando las sustancias químicas no pueden

calentarse por encima de 100° C sin que resulten dañadas. Consiste en el calentamiento del material de 80 a 100° C hasta 1 hora durante 3 días con sucesivos períodos de incubación. Las esporas resistentes germinarán durante los períodos de incubación y en la siguiente exposición al calor las células vegetativas son destruidas.

Pasteurización: La leche, nata y ciertas bebidas alcohólicas (cerveza y vino) se

someten a tratamientos de calor controlado que sólo matan a ciertos tipos de microorganismos pero no a todos. La leche pasteurizada no es estéril. La temperatura seleccionada para la pasteurización se basa en el tiempo térmico mortal de microorganismos patógenos (es el tiempo más corto necesario para matar una suspensión de bacterias a una temperatura determinada). Mycobacterium tuberculosis es de los microorganismos patógenos más resistentes al calor que puede transmitirse por la leche cruda y se destruye en 15 minutos a 60° C. Posteriormente se descubrió que Coxiella burnetti, agente causal de la fiebre Q, se encuentra a veces en la leche y es

más resistente al calor que Mycobacterium tuberculosis por lo que la pasteurización de la leche se realiza a 62,8° C durante 30 minutos o a una temperatura ligeramente superior, 71,7° C durante 15 segundos (Flash-Pasteurización).

B.- Esterilización por calor seco: (se utiliza para materiales sólidos estables al calor)

Horno Pasteur:

El calor seco se utiliza principalmente para esterilizar material de vidrio y otros materiales sólidos estables al calor. El aparato que se emplea es el horno Pasteur. Para el material de vidrio de laboratorio se consideran suficientes dos horas de exposición a 160° C.

Incineración:

La destrucción de los microorganismos por incineración es una práctica rutinaria en los laboratorios. Las asas de siembra se calientan a la llama de mecheros Bunsen. La incineración también se utiliza en la eliminación de residuos hospitalarios.

2.- Bajas Temperaturas

En general, el metabolismo de las bacterias está inhibido a temperaturas por debajo de 0° C. Sin embargo estas temperaturas no matan a los microorganismos sino que pueden conservarlos durante largos períodos de tiempo. Esta circunstancia es aprovechada por los microbiólogos para conservar los microorganismos indefinidamente. Los cultivos de microorganismos se conservan congelados a -70° C o incluso mejor en tanques de nitrógeno líquido a -196° C.

3.- Radiaciones

A.- Radiaciones ionizantes

Rayos gamma:

Las radiaciones gamma tienen mucha energía y son emitidas por ciertos isótopos radiactivos como es el Co60 pero son difíciles de controlar ya que este isótopo emite constantemente los rayos gamma en todas direcciones. Estos rayos gamma pueden penetrar los materiales por lo que un producto se puede empaquetar primero y después esterilizar.

Rayos catódicos (Radiación con haz de electrones):

Se usan para esterilizar material quirúrgico, medicamentos y otros materiales. Una ventaja es que el material se puede esterilizar después de empacado (ya que éstas radiaciones penetran las envolturas) y a la temperatura ambiente.

B.- Radiaciones no ionizantes

Luz ultravioleta:

La porción ultravioleta del espectro incluye todas las radiaciones desde 15 a 390 nm. Las longitudes de onda alrededor de 265 nm son las que tienen mayor eficacia como bactericidas (200 - 295 nm). Se usan para reducir la población microbiana en quirófanos, cuartos de llenado asépticos en la industria farmacéutica y para tratar superficies contaminadas en la industria de alimentos y leche. La luz UV tiene poca capacidad para penetrar la materia por lo que sólo los microorganismos que se encuentran en la superficie de los objetos que se exponen directamente a la acción de la luz UV son susceptibles de ser destruídos.

4.- Presión osmóticaLa pared celular de las bacterias las protege de cambios en la presión osmótica del medio.Sin embargo si la presión osmótica externa es alta el organismo puede morir. Altas concentraciones de

sal interrumpen los procesos de transporte a través de la membrana y desnaturalizan las proteínas

5.- Ondas ultrasónicas (sonicación)En general, los microorganismos suspendidos en un líquido y

sometidos a la acción de ondas ultrasónicas de altas intensidades (20,000 ciclos/seg.) durante cierto tiempo se destruyen porque se rompe la pared celular y se pierde el contenido de la célula.

6.- Filtración Algunos materiales como los líquidos biológicos (suero de animales, soluciones de enzimas, algunas vitaminas y antibióticos) son termolábiles. Otros agentes físicos como las radiaciones son perjudiciales para estos materiales e imprácticos para esterilizarlos, por lo que se recurre a la filtración a través de filtros capaces de retener los microorganismos. Los microorganismos quedan retenidos en parte por el pequeño tamaño de los poros del filtro y en parte por adsorción a las paredes del poro durante su paso a través del filtro debido a la carga eléctrica del filtro y de los microorganismos. Debido al pequeño tamaño de los virus, nunca es posible tener certeza de que, por los métodos de filtración que dejan libre de bacterias una solución, se van a eliminar también los virus.

A.- Filtros de membrana Los filtros de membranas son discos de ésteres de celulosa con poros tan pequeños que previenen el paso de los microorganismos. Existen distintos tipos de filtro dependiendo del tamaño de poro. Estos filtros son desechables. Además de utilizarse en la esterilización de líquidos se usan en el análisis microbiológico de aguas ya que concentran los microorganismos existentes en grandes volúmenes de agua.

B.- Filtros HEPA Un filtro HEPA (High Efficiency Particulate Air) está compuesto por pliegues de acetato de celulosa que retienen las partículas (incluídos los microorganismos) del aire que sale de una campana de flujo laminar.

7.- Desecación La desecación de las células vegetativas microbianas paraliza

su actividad metabólica. Este proceso físico se utilizaba ampliamente antes del desarrollo de la refrigeración. El tiempo de supervivencia de los microorganismos después de desecados depende de muchos factores, entre ellos la especie microbiana. En general, los cocos Gram (-) son más susceptibles a la desecación que los cocos Gram (+). Las endoesporas bacterianas son muy resistentes a la desecación pudiendo permanecer viables indefinidamente.

V.- AGENTES ESTERILIZANTES QUIMICOS

1.- Oxido de etileno: El requerimiento esencial para un agente químico esterilizante es que sea volátil así como tóxico para los microorganismos, de manera que pueda ser fácilmente eliminado del objeto esterilizado después del tratamiento. Normalmente se utiliza el óxido de etileno, un líquido que hierve a 10,7° C. Se usa en la industria para la esterilización de placas Petri, jeringas y otros objetos de plástico que se funden a temperaturas superiores a los 100° C. Debido a su alto poder de penetración estos objetos se empaquetan primero y después se esterilizan. El óxido de etileno actúa inactivando enzimas y otras proteínas que contienen grupos sulfidrilos (R-SH) mediante una reacción llamada alquilación (R-S-CH2CH2O-H).

2.- Glutaraldehido:

Una solución acuosa al 2% presenta una amplia actividad antimicrobiana. Es efectivo frente a virus, células vegetativas y esporas de bacterias y hongos. Se usa en medicina para esterilizar instrumentos urológicos y ópticos.

VI.- DESINFECTANTES Y ANTISEPTICOS

Esterilización:

es el proceso de destrucción de todas las formas de vida microbiana.

Desinfección: es el proceso de destrucción de los agentes infecciosos.

Desinfectantes:

son aquellas sustancias químicas que matan las formas vegetativas y no necesariamente las formas de resistencia de los microorganismos patógenos. Se refiere a sustancias empleadas sobre objetos inanimados.

Ningún agente químico antimicrobiano sólo es el mejor o ideal para uno o todos los propósitos. Existen diferencias en sus mecanismos de acción y muchos tipos de células microbianas que pueden ser destruídas. No obstante, existen una serie de características que debe de tener un buen desinfectante, y son las siguientes:

- Actividad antimicrobiana: el primer requerimiento es la capacidad de la sustancia para matar microorganismos. Así, la sustancia química a baja concentración deberá tener un amplio espectro de actividad antimicrobiana.

- Solubilidad: la sustancia deberá ser soluble en agua y/u otros disolventes en la medida necesaria para un uso eficaz.

- Estabilidad: los cambios en la restbilidad de la sustancia deberán ser mínimos y no afectar considerablemente la acción germicida.

- No deberá ser tóxica para el hombre u otros animales: de manera ideal, la sustancia deberá ser letal para los microorganismos y no para el hombre u otros animales.

- Homogeneidad: la preparación deberá ser uniforme en su composición de manera que los ingredientes activos se encuentren en cada aplicación.

- No deberá reaccionar con material orgánico extraño: muchos desinfectantes tienen afinidad por las proteínas y otros materiales orgánicos. Cuando se usan estos desinfectantes en situaciones en las que además de bacterias hay cantidades considerables de material orgánico, muy poco desinfectante estará disponible para actuar contra los microorganismos.

- Toxicidad para los microorganismos a la temperatura del ambiente donde se usará.

- Capacidad de penetración: a menos que la sustancia pueda penetrar a través de las superficies, su acción germicida se limitará al sitio de aplicación.

- No deberá corroer ni teñir.

- Propiedad desodorante: es deseable que tenga atributos desodorantes, así como desinfectantes. Lo ideal es que el desinfectante tenga por sí mismo olor agradable o sea inodoro.

- Capacidad detergente: un desinffectante que a la vez sea detergente (agente limpiador) aumentará la eficacia del desinfectante.

- Disponibilidad: el compuesto deberá estar dispnible en grandes cantidades y a precio razonable.

Antisépticos:

son aquellas sustancias químicas que previenen el crecimiento o acción de los microorganismos ya sea destruyéndolos o inhibiendo su crecimiento y actividad. Se refiere a sustancias que se aplican sobre el cuerpo. A.- INORGANICOS

1.- Metales:

Los más efectivos son el mercurio, plata ,cobre y zinc. Actúan inactivando las proteínas celulares al combinarse con ellas. Entre los compuestos de mercurio que se emplean como antisépticos en heridas superficiales de la piel y mucosas están el mercurocromo (mercromina) y el mertiolato. Entre los compuestos de plata utilizados como antisépticos está el nitrato de plata (AgNO3) que en solución al 1% se ha utilizado para prevenir infecciones gonocócicas en los ojos de los recién nacidos aunque actualmente se está reemplazando por antibióticos como la penicilina. Entre los compuestos de cobre se encuentra el sulfato de cobre (CuSO4) que se utiliza como algicida en los recipientes abiertos que contienen agua. También es fungicida por lo que se utiliza para controlar las infecciones fúngicas de plantas (Mezcla Bordolesa). Los compuestos de zinc también son fungicidas por lo que se utilizan para tratar el pié de atleta.

2.- Acidos y álcalis:

Actúan alterando la permeabilidad y coagulando las proteínas. En general los ácidos son más eficaces que los álcalis. Dentro de estos compuestos se encuentran el sulfúrico (H2SO4), nítrico (HNO3), hidróxido sódico (NaOH) e hidróxido potásico (KOH). Tienen aplicación limitada debido a su naturaleza cáustica y corrosiva. Aún así el NaOH se utiliza en la industria del vino para limpiar las cubas de madera.

3.- Compuestos inorgánicos oxidantes:

actúan oxidando los componentes de la membrana y enzimas. El agua oxigenada (H2O2) al 6% (20 volúmenes) se utiliza como antiséptico en pequeñas heridas de la piel.

4.- Halógenos:

Los halógenos especialmente el cloro y el iodo son componentes de muchos antimicrobianos. Los halógenos son agentes fuertemente oxidantes por lo que son altamente reactivos y destructivos para los componentes vitales de las células microbianas.

Cloro:

La muerte de los microorganismos por acción del cloro se debe en parte a la combinación directa del cloro con las proteínas de las membranas celulares y los enzimas. Así mismo en presencia de agua desprende oxígeno naciente (O) que oxida la materia orgánica:

Cl2 + H2O ----------------> HCl + HClO (ácido hipocloroso)

HClO ----------------> HCl + O (oxígeno naciente)

El gas cloro licuificado se utiliza en la desinfección del agua de bebida y piscinas. El hipoclorito sódico (lejía) al 1% se puede utilizar como desinfectante doméstico.

Iodo: El mecanismo mediante el cual el iodo ejerce su acción

antimicrobiana es debido a su acción oxidante. Además la habilidad que tiene el iodo para combinarse con el aminoácido tirosina resulta en la inactivación de enzimas y otras proteínas. El iodo se puede utilizar como antiséptico bajo dos formas: i) tintura de iodo, es una solución alcohólica (tintura) de iodo (I2) más ioduro potásico (KI) o ioduro sódico (NaI). ii) iodóforos, son mezclas de iodo (I2) con compuestos que actúan como agentes transportadores y solubilizadores del iodo. Por ejemplo, la povidona iodada (Betadine) es un complejo de iodo y polivinil pirrolidona (PVP). Los iodóforos tienen la ventaja de que no tiñen la piel. Las preparaciones de iodo se utilizan principalmente para desinfectar la piel así como en la desinfección de pequeñas cantidades de agua. Los vapores de iodo se utilizan a veces para desinfectar el aire. B.- ORGANICOS

1.- Alcoholes:

El alcohol metílico (1C) es menos bactericida que el etílico (2C) y además es altamente tóxico. Hay un aumento en el poder

bactericida a medida que aumenta la longitud de la cadena carbonada; pero como los alcoholes con peso molecular superior al del propílico (3C) no se mezclan en todas las proporciones con el agua, no se suelen utilizar como desinfectantes. Los alcoholes actúan desnaturalizando las proteínas, disolviendo las capas lipídicas y como agentes deshidratantes. El etanol al 96% se usa como antiséptico de la piel y como desinfectante en los termómetros clínicos orales y algunos instrumentos quirúrgicos.

2.- Fenol y compuestos fenólicos:

Una solución acuosa al 5% de fenol mata rápidamente a las células vegetativas de los microorganismos. Sin embargo, las esporas son mucho más resistentes al fenol. Debido a que el fenol es tóxico y tiene un olor desagradable ya casi no se usa como desinfectante o antiséptico, siendo reemplazado por compuestos fenólicos que son sustancias derivadas del fenol menos tóxicas y más activas frente a los microorganismos. Lysol es una mezcla de compuestos fenólicos que se utiliza para desinfectar objetos inanimados como los suelos, paredes y superficies. El fenol y compuestos fenólicos actúan alterando la permeabilidad de la membrana citoplásmica así como desnaturalizando proteínas.

VII.- EVALUACION DE LA ACTIVIDAD ANTIMICROBIANA DE LOS DESINFECTANTES Y ANTISEPTICOS

Para el estudio de los microorganismos es necesario cultivarlos en condiciones de laboratorio. Para ello hay que conocer los nutrientes y condiciones físicas que requieren, información que disponemos tras investigaciones extensas y con las que se han desarrollado numerosos medios de cultivo.

Condiciones generales de un medio de cultivo:

- presentar todos los elementos necesarios y en sus proporciones/cantidades necesarias.- pH adecuado.- condiciones osmóticas adecuadas.

- debe de ser estéril y preservado de cualquier contaminación.- medio fresco (ya que se desecan y pierden humedad, concentrándose el resto de componentes).

Componentes de los medios de cultivo:- Agua

- Extracto de levadura:

fuente rica en vitaminas B; también contiene nitrógeno orgánico y compuestos de carbono.

- Peptonas:

es el producto que resulta de la digestión de materiales proteicos. Constituye una fuente principal de nitrógeno orgánico; contiene también algunas vitaminas, y a veces carbohidratos. Distinguimos dos tipos, dependiendo del tipo de digestión que hayan sufrido:

- Hidrólisis química (ácida o alcalina)- Hidrólisis enzimática

- Infusiones y extractos:

contienen las sustancias solubles en agua de tejidos animales (carbohidratos, compuestos orgánicos nitrogenados, vitaminas solubles en agua y sales). Mientras que un caldo se obtiene por ebullición de los tejidos, una infusión implica un "colado" del líquido obtenido. Un extracto es un concentrado de un caldo.

- Azúcares:

actuarán como fuente de energía (cuando su proporción es de 1 g/l) o como substrato de prueba (1-2%)

- Sales minerales:

podemos distinguir dos tipos, atendiendo a la función que desempeñan. Estos son:

Sales para el mantenimiento de la presión osmótica (NaCl).Tampones: carbonatos y fosfatos (este ultimo más eficaz).

- Indicadores de pH:

son sustancias que cambian de color cuando el medio alcanza algún valor determinado de pH. Los más utilizados son:

-Azul de timol (Rojo 1,2 Azul 2,8 Amarillo)- Púrpura bromocresol (Amarillo 5,2 Anaranjado 6,8 Púrpura)- Azul de bromotimol (Amarillo 6,0 Verde 7,6 Azul)- Rojo fenol (Amarillo 6,8 Rojo claro 8,4 Rojo cereza)- Rojo neutro (Rojo intenso 6,8 Rojo 8,0 Amarillo)- Azul de bromofenol, rojo de metilo, rojo de cresol, fenolftaleina, etc...

- Indicadores REDOX:

son sustancias que cambian de color cuando se producen este tipo de reacciones. Distinguimos:

Azul de metileno (azul-incoloro)Cloruro de trifenil (incoloro-rojo)

- Agentes selectivos:

son sustancias que inhiben el crecimiento de determinados microorganismos en decrimento de otros. Encontramos varios tipos:

- Colorantes (antimetabolitos): cristal violeta, verde brillante, etc...- Azida sódica: inhibe el metabolismo aerobio (inhibe la cadena respiratoria); esto afecta principalmente a bacterias Gram negativas.

- Sales biliares y detergentes: son agentes tensoactivos, depresores de la tensión superficial. En este caso son las bacterias Gram negativas las que resisten más su acción.- Cloruro sódico: a elevadas concentraciones son perjudiciales para aquellos microorganismos no halófilos.- pH: cada tipo de microorganismo tiene su rango de pH óptimo y sus valores críticos.- Antimicrobianos: sustancias capaces de matar a microorganismos.

- Suplementos (factores de crecimiento):

consiste en uno o mas compuestos orgánicos que un microorganismo requiere como precursor o como constituyente de su material orgánico celular, pero que no puede sintetizar a partir de fuentes de carbono más sencillas, y debe ser administrado como nutriente. Hay tres clases: aminoácidos, pirimidinas y vitaminas.

- Agentes solidificantes: permiten solidificar un medio previamente líquido.

Pueden ser de:- agar-agar (a partir de 10-14 g/l es un medio de cultivo sólido; para valores inferiores, medios semisólidos).- gel de sílice- geles poliacrílicos

- Agentes reductores:

estos disminuyen el contenido de O2, obteniéndose así un ambiente de anaerobiosis. Los más usados son:

- Ácido ascórbico- Tioglicolato sódico- Ácido tiomálico- Cisteina

- Agentes quelantes:

son agentes que forman complejos solubles con los metales, impidiendo así que estos formen un complejo insoluble con los fosfatos. El más utilizado es el EDTA (ácido etilendiamino tetraacético).

Clasificación de los medios de cultivo: atiende a distintos criterios. Estos son:

- Composición química:- Definidos o sintéticos- Indefinidos o complejos

- Origen de sus componentes:- Artificiales- Naturales- Mixtos

- Estado físico:- Sólidos: rebanadas de pan, etc... - Líquidos (caldos): caldo nutritivo, leche desnatada, etc...- Semisólidos: con pequeñas cantidades de agar (consistencia de "natilla")- Sólidos reversibles a líquidos: agar nutritivo.

- Uso o aplicación:- Comunes- Especiales:- Medios enriquecidos: adición de componentes, como sangre, suero, etc..., para proporcionar sustancias nutritivas complementarias para que el medio pueda soportar el crecimiento de los heterótrofos exigentes.- Medios selectivos: medio con ciertas sustancias químicas específicas que no permitirán el desarrollo de un grupo de bacterias, sin inhibir a su vez el crecimiento de otros grupos.- Medios diferenciales: ciertos reactivos o sustancia

químicas que dan lugar a determinado tipo de crecimiento bacteriano o cambios para diferenciar las bacterias.- Medios de prueba: para el ensayo de vitaminas, aminoácidos y antibióticos se utilizan medios de composición experimental. También se utiliza este tipo de medio para probar desinfectantes.- Medios para recuento: utilizado para el recuento de microorganismos en una muestra.- Medios de caracterización bacteriana: para determinar el tipo de crecimiento producido por los organismos y la capacidad de la bacteria para producir cambios químicos.- Medios de mantenimiento: para conservar al microorganismo durante un elevado tiempo sin dañar su estructura.

Un medio de cultivo ha de estar libre de microorganismos (solo queremos aquellos que vamos a estudiar). Por ello se debe de utilizar material y componentes esterilizados.

1.- Técnica de dilución en tubo:

Primero se realizan diferentes diluciones del agente químico. El mismo volumen de cada dilución se dispensa en tubos estériles. A cada tubo se le añade la misma cantidad de una suspensión del microorganismo utilizado como prueba. A determinados intervalos de tiempo se transfiere una alícuota de cada tubo a otro tubo que contenga medio de cultivo.

Estos tubos inoculados se incuban a la temperatura óptima de crecimiento del microorganismo utilizado como prueba durante 24 a 48 horas. Al cabo de este tiempo se examina el crecimiento del microorganismo mediante la aparición de turbidez en el tubo (crecimiento +) o ausencia de turbidez (crecimiento -). Aquellos tubos que presenten crecimiento negativo indican la dilución a la cual ese agente químico mata al microorganismo utilizado como prueba cuando este microorganismo es expuesto al agente químico durante ese período de tiempo.

2.- Técnica de la placa de agar:

Se inocula una placa que contenga medio de cultivo sólido con el microorganismo utilizado como prueba. El agente químico se coloca en el centro de la placa, bien dentro de un cilindro o impregnado en un disco de papel. Al cabo de 24 a 48 horas se observan zonas de inhibición (crecimiento -) alrededor del agente químico. Una modificación de esta técnica es la incorporación del agente químico en el medio de cultivo antes de verterlo sobre la placa. Una vez solidificado se inocula con el microorganismo utilizado como prueba, se incuba y se examina el crecimiento microbiano.

3.- Técnica del coeficiente fenólico:

Es una técnica estandarizada que se utiliza para comparar el poder desinfectante de un agente químico frente al del fenol. Es una modificación de la técnica de dilución en tubo tal como se describe a continuación: (i) Se prepara una serie de tubos conteniendo cada uno 5 ml de diferentes diluciones del desinfectante. (ii) A la vez se prepara una segunda serie de tubos que contengan diferentes diluciones de fenol. (iii) Cada tubo de las dos series se inocula con 0,5 ml de un cultivo de 24 horas del microorganismo utilizado como prueba (cepas específicas de Salmonella typhi o Staphylococcus aureus). (iv) A los 5, 10 y 15 minutos se recoge una alícuota de cada tubo que se inocula en otro tubo que contenga medio de cultivo estéril. (v) Estos tubos inoculados se incuban durante 24 a 48 horas y se observa el crecimiento del microorganismo (aparición de turbidez). (vi) La mayor dilución del desinfectante que mate a los microorganismos en 10 minutos pero no los mate en 5 minutos se divide por la dilución mayor de fenol que dé los mismos resultados. El número obtenido es el coeficiente fenólico de ese desinfectante.

4. TECNOLOGIA PARA EL CONTROL MICROBIOLOGICOBetzDearborn ha elaborado un sistema para medir de control microbiológico,

denominado BioscanTM2, que consigue eliminar el periodo de incubación que requieren los métodos de cultivo tradicionales. Funciona midiendo la luz que se produce cuando los reactivos enzimáticos reaccionan con el ATP del microorganismo, sustancia que se encuentra en todas las células vivas. Se dispone de resultados inmediatos en campo que indican la población

microbiológica total de bacterias aeróbicas y anaeróbicas, hongos, levaduras, algas y protozoos. Como resultado, se pueden reducir los costes de limpieza y de mantenimiento, disminuir el número de paros no programados y mejorar considerablemente la productividad.

VIII.- ANTIBIOTICOS

1.- Determinación del espectro de acción de un antibiótico:

Los antibióticos son una clase especial de agentes quimioterapeuticos, obtenidos generalmente de organismos vivos. La palabra antibiótico se refiere a un producto metabólico de un organismo que es perjudicial o inhibitorio, en muy pequeñas cantidades para otros microorganismos. Para que un antibiótico sea útil como agente quimioterapéutico debe reunir las siguientes cualidades:

- Amplio espectro de acción: debe ser capaz de destruir o inhibir muchas especies de microorganismos patógenos.

- Impedir la aparición rápida de formas resistentes del parásito.

- No debe producir efectos secundarios: reacciones de sensibilidad o alergia, daño al sistema nervioso o irritación de los riñones y conducto gastrointestinal son posibles efectos colaterales indeseables en el huesped.

- No debe eliminar la flora microbiana normal del huesped.

2.- Pruebas de susceptibilidad (antibiograma):La susceptibilidad de un microorganismo a un antibiótico y a otros agentes quimicoterapeuticos se determina por las técnicas de dilución en tubo o por la del disco en placa.-. Método de disco en placa de agar (difusión en disco):

Este método es el que se usa comúnmente para determinar la susceptibilidad de los microorganismos a los agentes quimioterapéuticos.

Se colocan pequeños discos de papel impregnados con cantidades conocidas del agente (disponibles en el comercio) sobre la superficie de una placa sembrada (cesped bacteriano). Ocurren, pues, dos procesos: el microorganismo empieza a crecer y el antibiótico difunde, de tal forma que alrededor del disco hay un gradiente de concentación de antibiótico.Después de la incubación se examina la placa buscando zonas de inhibición del desarrollo alrededor de los discos (halo de inhibición). Una zona de inhibición (área clara) alrededor del disco indica que el organismo fue inhibido por el agente difundido en el agar desde el disco. El diámetro del halo nos indica si la bacteria es resistente "R", presenta resistencia intermedia "I", o es sensible al antibiótico "S".

Factores que influyen en el resultado:

a) Tipo de medio de cultivo: para que no influya, se usa siempre "Agar Mueller-Hinton". Si hay que suplementar este hay que realizar un control utilizando una cepa de referencia para ver si el suplemento provoca cambios. Se prueba con las siguientes cepas de referencia:

Escherichia coli Staphylococcus aureus Pseudomona aeruginosa

Si los halos no son iguales a los definidos, entonces el suplemento está provocando cambios en el resultado.

b) Volumen del medio de cultivo: el antibiótico no solo difunde en superficie, sino también en profundidad. Por ello también se estandariza la altura de cepa de agar, y este es de 4 mm.

c) Carga o concentración de antibiótico en los discos: la cantidad de antibiótico vendrá expresado en mg o U.I. Los discos han de conservarse entre 4ºC - 8ºC, y una vez que vayan a ser utilizados hay que dejar que se estabilicen a temperatura ambiente.

d) Inóculo y siembra: el inóculo también influye (cuantas más bacterias, el halo será de menor tamaño). El número de células que se deben de poner en una placa se estandariza mediante la "escala

de MacFarland". Se ajusta la turbidez a 0'5 de escala MF (cuando este número es mayor mas concetración de sal de bario tiene la escala). En cuanto a la forma de sembrar: hay que conseguir un cesped homogeneo. Para ello sembramos pasando un bastoncillo impregnado con la bacteria en primer lugar en un sentido, se gira 60º y se hacen estrías cruzando las anteriores. Repetimos el giro y la siembra. Finalmente inoculamos el borde de la placa.Colocación de los discos: con unas pinzas flameadas con alcohol ponemos los discos en la placa, procurando ponerlos separados unos de otros y del borde de la placa. Los discos han de ir sobre el agar (damos un golpe suave). Pasados 15 minutos invertimos la placa e incubamos.El método del disco único para cada antibiótico es la prueba de susceptibilidad recomendada usualmente por la FDA de Estados Unidos (Administración de alimentos y drogas)

- Técnica de dilución en tubo:

Consiste en lo siguiente: en una serie de tubos que contienen el medio de cultivo adecuado y sembrados con el organismo que se prueba, se ponen cantidades crecientes del antibiótico que se estudia. Después de la incubación se determina la concentración de la droga necesaria para inhibir el desarrollo del organismo que se prueba por la falta de desarrollo.

3.- Conjugación bacteriana:

La conjugación es un proceso mediante el cual ciertas células bacterianas transfieren DNA a una segunda célula con la que entran en contacto. La capacidad para transferir DNA por conjugación depende de la presencia de una entidad citoplasmática denominada factor de fertilidad o F. Las células portadoras de F se conocen como F+, y las células que no contienen F se conocen como F-. El factor F se trata de un pequeño elemento circular que funciona como un minicromosoma (contiene aprox. 100 genes). Las células portadoras de F producen pili ( pilus en singular), que son pequeños túbulos proteicos que permiten a las células F+ adherirse y mantener contacto con las células F-. La transferencia del factor F se produce

siempre (logicamente) de las células F+ a las células F-. Existen las denominadas "cepas de alta frecuencia de recombinación" (Hfr). Esto ocurre cuando, ocasionalmente, F deja el citoplasma y se integra en el cromosoma de la célula hospedadora.Los pili o fimbrias son muy lábiles, con lo cual es muy dificil que se transfiera todo el factor F (que para Escherichia coli requiere un tiempo de 60-90 minutos). Ademas, la transferencia del "cromosoma" se realiza por un punto concreto de inicio. Por tanto, la distancia y el orden de entrada de los genes se puede conocer por métodos como conjugación interrumpida (se recogen muestras a intervalos de tiempo concretos después de realizar la mezcla) o por frecuencia de recombinación.

4.- Aglutinación bacteriana:

Los anticuerpos son sustancias específicas formadas por el cuerpo en respuesta a un estímulos antigénico. Quimicamente son proteinas. Estas se unen especificamente a un antígeno (la sustancia que cuando se introduce en el cuerpo origina la producción de los anticuerpos), formanto un entramado o "rejilla" de antígenos y anticuerpos, que son visibles a simple vista como grumos.

Esta propiedad se utiliza para determinar si un microorganismo problema es o nó la especie que estamos buscando mediante la aplicación de anticuerpos específicos para esa especie o, a partir de una especie ya conocida, determinar si en un suero problema existen o no anticuerpos específicos para ese microorganismo. La

proporción adecuada para que los grumos sean visibles es la que se señala en la siguiente gráfica como "región de equivalencia":

Y = AglutinaciónX = [Antígeno]

La reacción de aglutinación se lleva a cabo de la siguiente forma: en un portaobjetos se ponen dos gotas (5ml) separadas de una suspensión bacteriana. En una de las gotas se añade 5ml de antisuero, y en la otra, 5ml de PBS (tampón fosfato salino), y mezclamos con un palillo de dientes. Los resultados posibles son los siguientes:

- Si solo aparecen grumos en la gota con antisuero: la bacteria tiene el antígeno para ese anticuerpo.- Si no aparecen grumos en ambas gotas: la bacteria no tiene el antígeno específico de ese anticuerpo.- Si aparecen grumos en ambas gotas: la prueba no puede leerse (los grumos no se forman por la unión antígeno-anticuerpo).

CONTROL DE LAS POBLACIONES MICROBIANAS: ESTERILIZACION Y DESINFECCION

I.- DEFINICIONES Y CONCEPTOS

II.- MUERTE DE LAS POBLACIONES MICROBIANAS Y CURVAS DE SUPERVIVENCIA .

III.- CONDICIONES QUE INFLUYEN EN LA ACCION ANTIMICROBIANA

IV.- AGENTES ESTERILIZANTES FISICOS

1.- Altas Temperaturas A.- Esterilización por calor húmedo

Autoclave Tindalización Pasteurización

B.- Esterilización por calor seco Horno Pasteur Incineración

2.- Bajas Temperaturas3.- Presion Osmotica4.- Ondas Ultrasonicas

5.- Radiaciones

A.- Radiaciones ionizantes

B.- Radiaciones no ionizantes

6.- Filtración A.- Filtros de membranaB.- Filtros HEPA

7.- Desecación

V.- AGENTES ESTERILIZANTES QUIMICOS 1.- Oxido de etileno

2.- Glutaraldehido

VI.- DESINFECTANTES Y ANTISEPTICOS A.- Inorgánicos

1.- Metales

2.- Acidos y álcalis

3.- Compuestos inorgánicos oxidantes

4.- Halógenos

B.- Orgánicos 1.- Alcoholes

2.- Fenol y compuestos fenólicos

VII.- ACCION DE LA ACTIVIDAD ANTIMICROBIANA DE LOS

DESINFECTANTES Y ANTISEPTICOS

1.- Técnica de dilución en tubo

2.- Técnica de la placa de agar

3.- Técnica del coeficiente fenólico

VIII.- ANTIBIOTICOS.

1.- Determinacion del espectro de accion de un antibiotico.

2.- Pruebas de susceptibilidad.

3.- Conjugacion bacteriana.

4.- Aglutinacion bacteriana.

BIBLIOGRAFIA

1. http://www.atl-gestion.com/Asepsia y desinfeccion.htm

2. http://edicion-micro.usal.es/web/educativo/entrada.html

3. http://edicion-micro.usal.es/Web/haccp99/Unidades/CURSO/UNI_04/images/4010201.gif

4. http://www.encolombia.com/orto12398contenido.htm

5. http://edicion-micro.usal.es/web/educativo/micro2/tema08.html#anchor171586

6. http://orbita.starmedia.com/~sohail/micro1.htm

HONGOSI. Características:

Son heterótrofos, Algunos son saprófitos y otros parásitos, Son microorganismos eucarióticos quimioorganotróficos, Su reproducción natural es por medio de esporas, No tienen clorofila, Son usualmente alargados o filamentosos y ramificados, Su tamaño es de 5 a 10 micrómetros de grosor, Los hongos filamentosos poseen pared celular que contienen quitina o celulosa, o las dos., La mayor parte son inmóviles, Pueden tener células reproductoras móviles

Son heterótrofos

Algunos son saprófitos y otros parásitos

Son microorganismos eucarióticos quimioorganotróficos

Su reproducción natural es por medio de esporas

No tienen clorofila

Son usualmente alargados o filamentosos y ramificados

Su tamaño es de 5 a 10 micrómetros de grosor

Los hongos filamentosos poseen pared celular que contienen quitina o

celulosa, o las dos.

La mayor parte son inmóviles

Pueden tener células reproductoras móviles

II. Importancia:Los hongos resultan importantes en las fermentaciones industriales

involucradas en el proceso de preparación de la cerveza, el vino, el pan y el curado de quesos. También resulta importante analizarlos debido a que son la causa de la mayor o menor fertilidad de la tierra, de la destrucción de artículos alimenticios, maderas y plantas superiores, como los cereales. Los hongos sirven de instrumentos a fisiólogos, biofisicos, genetistas y bioquímicos para estudiar algunos procesos biológicos que se relacionan con la producción de antibióticos (penicilina), vitaminas y ácidos orgánicos.

III. Morfología Básica de los Hongos

1. Talo: Es todo el hongo en forma individual, incluidas las porciones vegetativas o no sexuales y todas las estructuras especializadas.

2. Hifas: Son filamentos tubulares microscópicos que forman el talo de los hongos y su pared es semirígida. Las hifas de acuerdo a la presencia de tabiques o núcleos en cada compartimiento se dividen en: Hifas no septadas o cenocitica, hifas septadas con células mononucleadas y hifas septadas con células multinucleadas.

3. Micelio: Conjunto de hifas. Existen dos tipos de micelio de acuerdo a la función que desempeñan: El micelio vegetativo que es responsable de obtener los nutrientes del suelo y el micelio reproductor que es el responsable de la producción de esporas y casi siempre se extiende en el aire.

IV. Clasificación

División: Mycota

Subdivisión y Clases:

1. Eumycotina

1.1 Chytridiomycetes

1.2 Hyphochytridiomycetes

1.3 Plasmodiophoromycetes

1.4 Oomycetes

1.5 Trichomycetes

1.6 Zygomycetes

1.7 Ascomycetes

1.8 Basidiomycetes

1.9 Deuteromycetes

2. Myxomycotina

2.1 Myxomycetes

V. Formas de Reproducción de los Hongos

1. Reproducción Asexual

1.1 Estructuras Reproductoras Asexuales

Esporóforo: Estructura productora de esporas.

Esporangio: Saco formado en la porción terminal del esporóforo y que al

hacer erupción libera las esporangiosporas. Clases: Zooesporangio

Esporangióforo: Esporóforo con esporangio o hifas que producen esporas.

Esporangiosporas: Esporas producidas dentro de un esporangio. Clases:

Zoosporas (tienen movilidad debido a sus flagelos), Aplanosporas o

Conidias (No tienen movilidad).

Cuerpos Fructificantes asexuales: Son estructuras muy especializadas

productoras de esporas y cada tipo tiene su propio nombre, ejemplo:

acérvulo, sinema y picnidio.

Conidias: Son esporangiosporas que no tienen movilidad y debido a variedad

de tamaños, aspectos y colores se utilizan como criterio de clasificación.

Existen varias clases de conidias entre ellas están:

1. Microconidias : que son unicelulares y pueden tener forma redonda, oval,

piriforme, de maza o clava.

2. Macroconidias : Son multicelulares y existen de formas alargadas o

fusiformes, de maza con tabicaciones transversales, longitudinales o ambas

(muriformes).

3. Sésiles : Conidias que se forman en un lado de la hifa sin conidióforos

detectables. Estas tienen tejido de soporte y protección.

Talosporas: Forman parte de la hifa vegetativa y las tienen las levaduras y

los microorganismos levaduriformes. Clases: yemas, blastosporas,

clamidosporas y artrospora u oidio.

1. Blastosporas : Células germinativas de pared delgada que se forman por la

gemacion de una pseudohifa ( no es un filamento verdadero y se compone

de células gemantes alargadas que no sean separado).

2. Clamidosporas : Son redondas, de pared gruesa y se las encuentra en las

hifas en forma terminal, lateral o intercalado.

3. Artrospora u oidio : se forman por fragmentación de las hifas dando origen a

las esporas rectangulares.

2. Reproducción Sexual

2.1 Estructuras Reproductoras sexuales:

Oosfera: Son estructuras femeninas especiales contenidas en un oogonio

ubicado en el micelio.

Esperma Masculino: Se produce en el anteridio pegado al microorganismo.

Basidio: Son partes del micelio reproductor que se forman en la parte

terminal de una estructura.

Ascocarpo: Es un cuerpo fructificante definido y cada tipo tiene un nombre

propio como Cleistotecio, peritecio y apotecio.

2.2 Mecanismo y Formas de Reproducción Sexual

Las esporas sexuales se producen en menor frecuencia que las

asexuales debido a que requieren de ciertas condiciones especiales para

reproducirse. Los pasos en su reproducción sexual son.

1. Plasmogamia: Es un mecanismo por medio del cual se juntan dos núcleos

compatibles para formar un solo protoplasto de varias maneras.

2. Cariogamia: Es la fusión efectiva de los dos núcleos. En esta etapa de

produce el zigoto de núcleo diploide.

3. Meiosis o reducción cromatinica: En esta etapa se restablece el estadio

haploide del núcleo.

También existen diferentes formas o modos para la reproducción sexual de

esporas las cuales se describen a continuación:

1. Por fecundación de las oosfera por esperma masculino. La espora así

producida se llama OOSPORAS.

2. Por la unión de dos hifas que se juntan y funden sus contenidos de las

puntas. La espora así producida se llama ZIGOSPORA.

3. Se forman por un saco llamado ASCA. La espora así producida se llama

ASCOSPORAS.

4. Se forman a partir de un basidio. Las esporas que se forman de un basidio

se llaman BASIDIOSPORAS.

A. LOS MOHOS

I. Características:

Se adaptan a condiciones más severas que los otros microorganismos

No son tan sensibles a la presión osmótica elevada.

Toleran y se desarrollan en concentraciones de acidez relativamente

elevadas.

El pH óptimo para casi todas las especies es 5.6.

Necesitan humedad para su desarrollo pero pueden vivir en ambientes

deshidratados.

Casi todos son estrictamente aerobios.

Se desarrollan en condiciones de temperatura muy variadas pero su

temperatura óptima es de 22 a 30 oC.

Son capaces de catabolizar y utilizar una gran variedad de sustratos

orgánicos.

Son altamente eficientes en transformar material nutritivo en sustancia

celular.

En condiciones apropiadas transforman carbohidratos a alcoholes y ácidos

orgánicos.

II. Importancia

Los mohos son importantes porque su actividad bioquímica modifica la

fertilidad del suelo, deterioran algunos materiales y son decisivos en la

maduración del queso, producción de penicilina y descomposición de alimentos.

III. Fisiología de los Mohos y su nutrición

Los mohos pueden adoptar dos formas diferentes dependiendo de sus

necesidades alimenticias, estas son:

Escletoria: Son cuerpos inactivos duros cuyos productores son muy

resistentes al calor y sus principales fuentes alimenticias son la glucosa,

maltosa, almidón, celulosa. sales de amonio o nitratos y peptona. También

necesita pequeñas cantidades de hierro, fósforo, potasio, cinc, cobre,

manganeso y molibdeno.

Hastorias: Son hifas ramificadas que producen los hongos parásitos y

penetran la célula huésped para obtener alimento del citoplasma.

IV. Cultivos de los Mohos

Los tipos generales de medios de cultivo para los mohos son tres:

Medios Naturales: son como pedazos o infusiones de frutas, vegetales, granos

de cereales o tejidos animales, Ejemplo: infusión de maíz con agar y glucosa,

infusión de papa con agar y glucosa.

Medios de Cultivo preparados con peptonas, extractos de plantas, agar y otros

compuestos de composición desconocida o variable.

Medios de cultivo sintéticos de composición química definida.

V. Mohos de interés Microbiologico

1. Mucor

Distribución en la naturaleza: suelo, estiércol, frutas, vegetales y féculas.

Importancia: Intervienen en la elaboración de quesos u otros productos

alimenticios y en la descomposición de alimentos.

Especies más conocidas: M. racemosus, M. rouxii

Morfología:

1. Sus micelios pueden ser blancos o grises y sin tabiques.

2. Sus esporangiosporas pueden ser ramificadas.

3. Tienen una estructura estéril en el esporangio de forma redonda, cilíndrica u

oval llamada COLUMELLA.

4. Sus esporas son de color café o negro y su apariencia es lisa.

5. Forman zigosporas

6. No se producen estolones o rizoides en sus estructuras.

2. Rhizopus

Lugar de Desarrollo: pan, vegetales, frutas y otros.

Morfología:

1. No son tabicados

2. Micelio algodonoso con esporangiosporas en los nódulos donde se forman

los rizoides.

3. Tiene esporangios muy grandes y negros.

4. Su columella es hemisférica.

5. La apohysis (bases del esporangio) tiene forma de copa.

6. Producen rizoides (racimos de hifas parecidas a raíces de sostén) y

estalones o tallos rastreros (filamentos con aspecto de raíz que conectan

organismos individuales.

Especies más comunes: R. Stolonifer, R. Orizae

Importancia: Intervienen en la industria y horticultura porque son útiles en la

producción de alcoholes, ácido fórmico, ácido láctico y ácido oxalico.

3. Aspergillus

Lugar de Desarrollo: frutas, vegetales u otros sustratos que le sirven de

alimento.

Importancia: Su importancia radica en que deterioran los alimentos y se les

usa en la fermentación que incluye producción de ácido cítrico y glucónico (A.

Niger).

Morfología:

1. Micelio tabicado, ramificado, con la parte vegetativa introducida en el

nutriente.

2. Hifas fértiles.

3. Son conidias de colores negro, café y verde su estructura reproductora

asexual.

4. Se desarrollan en concentraciones altas de azúcar.

4. Otros son: Penicillium, Neurospora, Sporotrichum, Trichoderma,

Cladosporium, Alternaria, Fusarium.

B. LAS LEVADURAS

I. Características:

Son aptas para efectuar cambios químicos porque su área superficial es

mayor en relación a su volumen.

Se diferencian de las algas porque no realizan fotosíntesis.

Se diferencian de los protozoos por que su pared celular es rígida.

Se diferencian de los mohos porque su velocidad de reproducción es mayor y

es por gemación, además su forma dominante es unicelular.

Se diferencian de las bacterias por el tamaño relativamente grande y la

morfología.

Su tamaño puede tener entre 1 - 5 micrómetros de ancho por 5 a 30

micrómetros o más, de largo

Generalmente son ovoides, si bien algunas son esféricas y otras alargadas

No tiene flagelos u otros organelos de locomoción

Se reproducen por esporulación, gemación o fisión.

Tienen gran capacidad para sobrevivir en ambientes diversos en los que

varían la composición del suelo, temperatura, luz, humedad y otros factores.

II. Importancia

Su importancia radica en que se les utiliza para fermentar jugos de frutas,

pan o elaborar muchos y nutritivos alimentos. También en procesos

fermentativos y por sintetizar algunas vitaminas, grasas y proteínas a partir de

azúcares simples y amoniaco. Para los científicos constituyen un buen modelo

de estudio y aclaración de los procesos bioquímicos y metabólicos básicos de

las células eucarióticas vivas. Sin embargo algunas causan enfermedades a

plantas y animales, y otras descomponen los alimentos o detrioran los

materiales textiles y algunos similares.

LAS ALGAS

I. Características En su mayoria son vegetales a excepcion de las verd-azules que pertenecen al reino monera, generalmente son unicelulcares y muy pequenas, pero presentan gran variedad dre tamanos, Poseen pigmentosw como la clorofila, xantofila etc, generalmente viven sumergidas en el agua dulce o de mar, algunas flotan libremente en el agua, otras crecen libremente sobre piedras, pantanos o suelo humedo y en plantas y animales, se encuentran generalmente donde hay mucha luz, son parte del plancton (fitoplacton y zooplancton), causan problemas en los suministros de agua, como mal olor, obstaculizan los filtros y entorpecen la fotosinsisntesis de otras plantas como no permiten la aireación de cuerpos de agua produciendo muerte de peces.

Se dividen de acuerdo al pigmento;

MIXOPHYTAS o CIANOPHYTAS son las algas verdeazules se presentan aisladas o en colonias agrupadas en masas irregulares, no tienen núcleo organizado, la clorofila se encuentra enmascarada por otros pigementos , la mayoria son acuaticas y almacenan el almidon en forma de glucogeno.

CHLLOROPHYTAS son las algas verdes, tambien se llamanan cloromicophytas, la mayoria son de agua dulce, unicelulares moviles, formas colonias espefecias o filamentosas o aplanadas de color verde, debido a la clorofila.

CHRYSOPHYTAS o algas doradas o amarillas , en su mayoria son microscopias y presentan esqueleto de sílice, la clorofila se enmascara por pigmenetos amarillos y la almacena en forma de aciete, a este grupo pertenecen las Diatomaceas que son usadas en la industria como tierras filtrantes.

PHAEPHYTAS o algas pardas o cafes, son especies mayormente macroscopicas, marinas de tamano gigantesco, son de estructura compleja, su clorofila esta enmascarada por carotenos, xantofilas y fucoxantina, tiene importancia industrial ya que son usadas como alimento para humanos (sushi), se utiliza en preparación medicinales y cosmeticos.

RHODOPHYTAS son algas rojas, abundan en agua dulce y salada son microscopicas, cuando se reproducen en gran cantidad en agua de mar se conocen como la marea roja, muchas de estas presentan la formas mas primitvas de algas, entre estas algas destaca el Gellidium rubrum, de la que se extrae medio de cultivo para bacterias, entre los piegmentos que contiene etan la fucoeretrina y ficocianida.

VIRUS

Los virus constituyen un grupo grande y hetrogeneo de agentes infecciosos, parasitos intracelulares obligados de las celulas de sus huespedes seleccionados. Son tan pequenos que atraviesan los poros de los filtros que impiden el paso de bacterias. Los virus se reproducen ddentro de las celulas de las plantas y animales, asi como en las de otros microorganismos. Causan enfernmedades a sus huespedes. Los virus no tienen capacidad para el metabolismo, tampoco movilidad independiente, Se reproducen por replicacion dentro de una celula huesped y tienen la facultad de la mutacion.

Clasificacion de los virus animalesAl principio los virus fueron clasificados según el huesped que afecta, pero este

sistema no es aceptado cientificamente. Actualmente los virus se clasifican según el tejido que atacan: Neurotropicos nerviosoDermotropicos pielViscerotropicos Tejido intestinal y organos internosNeumotropicos Vias y tejidos respiratoriosPantotropicos Muchos tipos de celulas y tejidosOncogenicos Promueven el desarrollo tumoral

Cuerpos de inclusionSon en la mayor parte de los casos, caracteristicos de los virus causan infeccion y

senalan alteraciones patologicas definidas en la celula. Los cuerpos de inclusion son agregados de subunidades virales no ensambladas y de viriones intactos de las celulas infectadas.

Virion (particula viral) estructura y composicion:

La capside y la envoltura: El virion se compone de acido nucleico que le da su capacidad infectante. Este acido esta rodeado por una cubierta proteinica llamada capside, formada por subunidades de proteinas llamada acapsomeros. La proteina confiere la especificidad del virus. Las particulas completas de virus, o unidades virales, se llaman viriones. Los viriones estan o no protegidos por una envoltura que contiene lipidos o lipoproteinas. Los viriones que tienen envoltura son disolventes de lipidos como el eter y el cloroformo y a agentes emulsificantes como las sales biliares y los detergentes. Cuando no tienen envoltura se llaman viriones desnudos.

Acidos nucleicos: contienen DNA o RNA pero nunca los dos. Pueden tener uno de cuatro tipos de Acidos nucleicos, una cadena y doble cadena.

Formas de los virus: Icosaedrica Helicoidal Envueltos: son pleomorficos que tienen varias formas. Complejos

Replicacion:Las particulas viriales no tienen actividad metabolica independiente y son

incapaces de reproducirse por fison o gemacion u otros procesos similares. La multiplicacion tiene lugar por replicacion en la cual dos partes, proteina y acido nucleico virales, se incrementan dentro de las celulas huespedes susceptibles. Cuando las celulas se infectan con el acido nucleico viral, se sintetizan particulas virales completas.1. Adsorcion: Adhesion ionica preliminar y es reversible por un cambio de pH. Segundo paso aparece mas firme e irreversible.

2. Penetracion y Desnudamiento: Se fusiona la envoltura de lipoproteina viral y la membrana superficial de la celula huesped.3. Replicacion bioquimica: Los virus necesitan el ATP de la celula, los ribososmas, el RNA de transferencia, enzimas y algunos procesos biosisnteticos.4. Ensamble y Maduracion:5. Salida o liberacion

Cultivo de los virusEmbriones de PolloCoagulos de PlasmaCultivo de tejidos

CAPÍTULO #14

RICKETTSIAS Y CHLAMYDIAS

RICKETTSIAS:

Las rickettsias son parásitos intracelulares obligados de artrópodos como

pulgas, garrapatas, piojos y ácaros, a los que parasitan sin producirles daño y,

con frecuencia son patógenas para el hombre. Las rickettsias son transmitidas

al hombre y a otros animales por picaduras de artrópodos vectores y por sus

excreciones. Actualmente a las rickettsias y a las chlamydias se les considera

como bacterias. El nombre de rickettsias se dio en honor a Howard Taylor

Ricketts quien investigó el tifo y murió de esa enfermedad por contagio

accidental.

Morfológicamente las rickettsias son bacilos cortos, cocos en cadenas o

filamentos y cocobacilos pleomórficos . Son inmóviles y no forman esporas; se

tiñen débilmente con las anilinas y son gramnegativas. Sus paredes celulares

contienen ácido murámico y se reproducen por fisión binaria. Las rickettsias

contienen enzimas metabólicas intracelulares.

El tifo epidémico lo produce la Rickettsia prowazekii ( en honor a S.

von Prowazek, pionero en investigación de tifo que murió de esa enfermedad) y

lo transmite al hombre el piojo del cuerpo, siempre se le ha asociado con la

miseria y sufrimiento humano, en el siglo XV y XVI mató a decenas de miles de

personas.

CLASIFICACIÓN: A. Rickettsiales con tres familias:

- Rickettsiaceae incluye tres familias: Rickettsieae, Ehrlichieae y

Wolbachieae

- Bartonellaceae

- Anaplasmataceae

B. Rickettsias patógenas:

Las más importantes y mejor conocidas son las que

producen enfermedad en el hombre y se agrupan así:

Grupo tifo representado por la Rickettsia prowazekii y la Rochalimaea quintana

que produce la fiebre de las trincheras.

Los roedores que albergan insectos transmisores son relativamente

resistentes a las rickettsias y sirven como reservorios naturales de la infección.

Después de enfermedad por rickettsias, el paciente adquiere inmunidad

duradera y se puede adquirir inmunidad artificial al tifo y a las fiebres

manchadas mediante vacunas muertas o atenuadas. Los agentes

quimioterapéuticos más eficaces contra rickettsias son las tetraciclinas y el

cloranfenicol. Hay algunas rickettsias no patógenas a los insectos y mamíferos.

MORFOLOGÍA: La mayor parte tienen aspecto de bacilos, cocos o cocobacilos

algunas son pleomórficas. Poseen pared celular rígida, generalmente son

gramnegativas e inmóviles. Los métodos de tinción más adecuados son los de

Giemsa y Macchiavello.

COMPOSICIÓN QUÍMICA: Contienen proteínas, lípidos, fosfolípidos y ácidos

nucleicos con cantidades relativamente constantes de ADN y cantidades

variables de ARN. Su pared celular contiene aminoácidos, polisacáridos y ácido

murámico.

CULTIVO: Son similares a los métodos y técnicas para el cultivo de los virus,

tales como embriones de pollo y cultivos de tejidos adecuados.

FISIOLOGÍA: Las rickettsias dependen de la célula huésped, pero son capaces

de efectuar reacciones metabólicas limitadas en forma independiente, por

ejemplo, con sus propias enzimas pueden utilizar ácido glutámico, piruvatos y

succinatos.

RESISTENCIA: Antibióticos como las tetraciclinas, el ácido p-aminobenzoico y

el cloramfenicol inhiben su crecimiento. Las rickettsias son atacadas por los

desinfectantes químicos y las destruyen el calor y la deshidratación.

DIAGNÓSTICO DE LABORATORIO:

Para la identificación de rickettsias en

el laboratorio se pueden utilizar las siguientes técnicas:

1- Por el aislamiento e identificación del agente etiológico.2- Por la demostración de anticuerpos específicos.3- Por inoculación animal.

1. Aislamiento e identificación del agente etiológico: Se utilizan sacos vitelinos de

huevos embrionados de gallina y también cultivos de tejido. Posteriormente se

utilizan pruebas serológicoas. La primera y más sencilla que se desarrolló de

las pruebas serológicas fue la de Weil-Felix.

2. Inoculación animal: Se usa para detectar infecciones humanas de tifo

epidémico, tifo endémico y fiebre manchada de las Montañas Rocosas,

inoculando sangre de pacientes en coballos machos.

CHLAMYDIAS

Son parásitos intracelulares obligados (intracitoplasmáticos), son

inmóviles, son gramnegativos, son basófilos, cocoides o esféricos. Varían de

tamaño entre 200 a 350 nm de diámetro, los “cuerpos iniciales” alcanzan a

veces 800 nm., y son considerados como bacterias. Producen ornitosis (antiguamente llamada psitacosis), linfogranuloma venéreo y el tracoma.

Se clasifican a las chlamydias en el grupo de las rickettsias, en el orden

Chlamydiales, familia Chlamydiaceae, género Chlamydia. Sólo se reconocen

dos especies. Chlamydia del griego Chlamydion significa “capa o manto

pequeño”.

La diferencia principal entre las chlamydias y las rickettsias, es que las

chlamydias dependen de la célula huésped para obtener energía, por eso se les

conoce como “parásitos de energía”. Las chlamydias son termolábiles , se

vuelven no infectantes poniéndolas a 60 oC por 10 minutos. No les afectan

temperaturas bajas y se preservan mediante liofilización . Se inactivan con

fenol, formol o éter. Las tetraciclinas son eficaces contra las chlamydias.

Las chlamydias son ricas en lípidos (especialmente fosfolípidos),

contienen proteínas con 18 o más aminoácidos, tienen RNA y DNA que se

determinan tiñéndolas con anaranjado de acridina o rodamina y observando

con microscopio de luz ultravioleta. Tinciones diferenciales como la Giemsa y

Macchiavello ayudan a identificar los “cuerpos iniciales” y “cuerpos

elementales”.

REPRODUCCIÓN Y DESARROLLO:1. El “cuerpo elemental” posee un nucleoide electro denso.

2. Es fagocitada por la célula huésped , que la engloba en una vacuola.

3. El “cuerpo elemental” se reorganiza a “cuerpo inicial”.

4. La reproducción se realiza en las partículas grandes por fisión binaria. La

célula revienta, dejando en libertad las partículas para infectar otras células

del huésped.

SEROLOGÍA E INMUNIDAD: Las chlamydias producen antígenos de grupo

y específicos de especie. Tratamientos prolongados de dosis altas de

antibióticos eliminarán el microorganismo patógeno del huésped. La

inmunización inducida en humanos y animales no ha sido útil.

INFECCIONES POR CHLAMYDIAS:Ornitosis (psitacosis): Los microorganismos están presentes en los

excrementos de pájaros y aves de corral, presentándose como infección

intestinal. Al hombre se transmite mediante aerosoles por las vías respiratorias,

provocándole infección septicémica y neumonía atípica.

Linfogranuloma venéreo: Se transmite por contacto sexual, los síntomas son

estrechez rectal, abscesos, fístulas anales y vaginales. Cuando la enfermedad

avanza se presenta fiebre, escalofrío y cefalea.

Tracoma y conjuntivitis de inclusión: Los agentes etiológicos son

similares. El tracoma presenta queratoconjuntivitis crónica y se transmite por

contacto directo con pacientes y objetos.

La conjuntivitis de inclusión se presenta como blenorrea de inclusión en los

recién nacidos o en los nadadores de albercas y como conjuntivitis purulenta

aguda.

Protozoos

Los protozoos son protista eucarioticos que se presentan como celulas

aisladas o en colonias. Su nombre se deriva de las palabras griegas protos y zoon, que

significa primero y animal. Cuando forman colonias, los individuos estan unidos por

filamentos citoplasmaticos o incluidos en una sustancia intercelular comun. La

movilidad es un criterio muy importante en la diferenciacion de los grupos.

Ecologia de los protozoos

Protozoos de vida libre

Los estadios vegetativos (troficos) de estas especies de vida libre existen en

cualquier clase de aguas y en la arena, tierra o materia organica en descomposicion.

Los factores que influyen en la distrivbucion geografica y numero en un habitat

determinado son la humedad, luz, alimentos disponibles y otras condiciones fisicas y

quimicas.

Temperatura

Durante ele enquistamiento los protozoos soportan grandes variaciones de

temperaturas, que varia desde 30 a 56 grados, la temperatura optima esta entre 16 y 25

grados, y la maxima fluctua entre 36 y 40.

Luz

Solo aquellos que son fotosinteticos y aquellos que se nutren de otros

organismos fotosinteticos.

Concentracion de hidrogenos

Pueden vivir entre 3.2 a 8.7. Pero el pH optimo esta entre 6 y 8.

Alimentos

Una poblacion de protozoos en un ambiente acuatico esta influenciado por los

constituyentes quimicos del agua. La abundancia de alimentos en un habitat, es el

factor determinante principale en el numero y distribucion de los protozoos que viven en

este.

Protozoos simbioticos

Simbiotico describe coexistencia entre individuos. Comensalismo es el que el

huesped no se beneficia pero el comensal si, en el caso del ecto comensalismo los

protozoos se adhieren al cuerpo del huesped, y en el endocomensalismo viven dentro

del cuerpo sdel huesped. El mutualismo es donde ambas especies se ven beneficiadas.

El parasitismo es cuando uno vive al expensas de otro. Los esporozoos son parasitos

estrictos y para productores de enfermedades son los mas importantes.

Morfologia de los protozoos

Estructuras celulares

Citoplasma: Es una sustancia mas o menos homogenea compuesta de moleculas de

proteina globulares relacionadas entre si formando una trama molecular tridimensional.

Contiene fibrillas protreinicas submicroscopicas. Las contracciones de los protozoos

probablemente se deben a estas fibrillas. Los pigmentos estan difundidos en el

citoplasma y tienen muchos matices de café, azul, morado o rosa.

El ectoplama tiene aspecto de gelatina. El endoplasma es mas fluido y

voluminoso. En el endoplamsa se encuentran las estructuras. Un sistema de

membranas forman una pared mas o menos continua de lagunas que forman el reticulo

endoplasmatico. Otras estructuras en el citoplasma son los ribosomas, complejos de

golgi o dictosomas, mitocondrias, cinetosomas o blefaroplastos, vacuolas alimenticias,,

vacuolas contractiles y nucleo.

Nucleo

Todos los protozoos tienen un nucleo eucariotico, pero la mayoria tiene mas de

uno. El macronucleo controla todas las actividades metabolicas y el proceso de

regeneracion, mientras que el micronucleo le corresponde la actividad reproductora.

Cubierta celular

Funciona como protectora ademas de controlar el intercambio de sustancias y

es el sitio de percepcion de los estimulos quimicos y mecanicos.

Organelos de locomocion

Sedudopodos

Son proyecciones temporales de una parte del citoplasma de los protozoos que

no contienen cuticula rigida. Ej. Amebas.

Flagelos y cilios

El flagelo es una extension del citoplasma muy fina, se compone de dos partes

axonema (filamento elastico) y la cubierta citoplasmatica contractil que rodea a esta.

Cuando la membrana vibra se le llama membrana ondulante.

Los cilios ademas de su funcion de locomocion, participan en la ingestion y

sirven frecuentemente como organelos tactiles. Se presentan como extensiones

celulares fibrosas finas y cortas.

Procesos de Reproduccion de los prootozoos

Reproduccion Asexual: Fision binaria, fision transversal, fision multiple y gemacion.

Reproduccion Sexual: Singamia o gametogamia, conjugacion.

Caracteristicas de los principales grupos

Las amebas: Reciben su nombre de la palabra amoibe, que significa cambio, ya que su

forma cambia constantemente. Se mueve por medio de pseudopodos, con los cuales

tambien se alimenta. El material de desecho se excreta por medio de la membrana

celular.

Las amebas se reproducen por medio de fision binaria.

Los ciliados: Son del genero paramecium, se encuentran en aguas dulces de charcas y

lagos, en donde se encuentran fuentes adecuadas de alimentos. Esta rodeado de cilios,

los cuales son los organos de locomocion y le sirven para orientar el alimento hacia el

poro bucal. Se reproducen asexualmente por fision binaria y sexualmente por

conjugacion.

Los flagelados: Se dividen en dos grupos: los que tienen aspecto de planta

(fitoflagelados) y los que tienen forma animal (zooflagelados). Los fitoflagelados son

fotosinteticos y contienen clorofila.

Los zooflagelados son heterotrofos.

Los esporozoos: Comprende grupos de protozoos formadores de esporas que son

relativamente pequenos. Las formas adultas no poseen formas de moviemiento. Se

alimentan principalmente dre la celula huesped o de los liquidos corporales en los que

viven.

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA

CURSO DE MICROBIOLOGÍA

INTRODUCCIÓN

Los desechos industriales son los líquidos descargados de una planta manufacturera hacia los drenajes

públicos o bien en Guatemala y C.A. hacia ríos, lagos o barrancos. Los desechos industriales son pagados

por todo el conglomerado de la nación, debido a que de una forma u otra tendrán que ser eliminados con el

tiempo cuando éstos causen daños ecológicos o bien cuando afecten de una forma u otra el desarrollo de

un conglomerado de ciudadanos. Podría decirse que es parte de la industrialización y vienen a ser parte de

las civilizaciones con alto estándar de vida.

Las plantas industriales producen gran cantidad y variedad de desechos sólidos, líquidos y gaseosos, los

que son descargados al ambiente sin ningún control, deberá considerarse que que los desechos

industriales son únicamente aquellos que contaminan o deterioran el ambiente, p. ej. el agua utilizada con

fines de enfriamiento en las plantas industriales y que son botados a los ríos no constituyen un

contaminante, siempre y cuando no haya sido agregada al agua ninguna substancia tóxica o deletérea, o

bien substancias naturales o artificiales que interfieran con el proceso natural de autopurificación o

degradación biológica.

El Ingeniero Químico del futuro, no debe estar ajeno a los problemas que conlleva la contaminación

ambiental, debido que si bien es el encargado de modificar la materia en las plantas industriales. también

es responsable de hacer su trabajo con ética, es decir sin dañar su entorno.

TRATAMIENTOS INDUSTRIALES MAS COMUNES1. AEROBIOS2. ANAEROBIOS

DEFINICIONESDEMANDA BIOQUÍMICA DE OXIGENO: Es la cantidad de oxígeno necesario, para la degradación de la

materia por medio de microorganismos en condiciones aeróbicas, a 20ºC y una atmósfera de presión se

expresa en mg/L.

DEMANDA QUÍMICA DE OXIGENO: Es la cantidad de oxígeno necesario para la degradación de la

materia orgánica más la inorgánica, se expresa en mg/L.

1. TRATAMIENTOS AEROBIOS O AEROBICOS.

1.1 FILTRO PERCOLADOR: es un tratamiento en el cual el agua o efluente ingresa en la parte

superior, de forma tal que pasa por un lecho de piedras de aproximadamente 6 cm de diámetro, donde a

través del tiempo se forma una capa de bacterias sobre la superficie de las piedras a esta capa de bacterias

se le denomina ZOOGLEA, y contiene gran variedad de microorganismos como protozoos, y bacterias.

Principales ventajas: Sencillez de diseño, no necesitan equipo mecánico-eléctrico, puede ubicarse en

TRATAMIENTOS DE DESECHOS INDUSTRIALES

laderas y barrancos. Desventajas produce olores , desarrollo de moscas, no es aconsejable para zonas

sísmicas.

1.2 LODOS ACTIVADOS: es un proceso en el cual el flóculo biológico responsable de la oxidación

biológica, está constituido por gran cantidad de microorganismos, el tipo de desecho predominante

caracterizará de igual manera las especies dominantes en los lodos.

El principal grupo de protozoos que se encuentran son ciliados, es un proceso muy eficiente desde todo

punto de vista de degradación biológica. Sus principales ventajas son alta eficiencia, ocupa poco espacio

físico. Desventajas, necesita alta inversión, mantenimiento periódico, consumo de energía eléctrica.

1.3 ZANJAS DE OXIDACIÓN: es una excavación del suelo en forma de foso largo y angosto, cerrado

sobre si mismo, semejante a las pistas de atletismo, utiliza un equipo móvil para aireación artificial, a veces

es llamado proceso de lodos activados modificado. Entre sus ventajas se encuentran: alta eficiencia para

manejo de sólidos, manejo de grandes cantidades de desechos, Desventajas: alta inversión en espacio y

dinero, mantenimiento periódico, y consumo de energía eléctrica.

2. TRATAMIENTOS ANAEROBIO O ANAEROBICOSLos procesos anaerobios se caracterizan por la descomposición de materia orgánica por la acción de

microorganismos ante la ausencia de oxígeno, obteniéndose como productos finales principales metano y

bióxido de carbono. La primer etapa en forma general es cacterizada por la formación de distintos ácido

carboxílicos, y en el paso ulterior se forma el metano y bióxido de carbono.

2.1 FOSA SÉPTICA: Es un proceso de tratamiento utilizado donde comúnmente no existe red de

alcantarillado, en general es utilizado para tratar aguas residuales de tipo doméstico. Cuando el agua se

deja en reposo sin que penetre la luz ni aire, se origina, después de

un tiempo determinado, un fenómeno consistente en la desaparición de materias sólidas,

quedando en su lugar un líquido negruzco que al agitarlo desprende el olor peculiar de la materia en

descomposición. Entre sus ventajas están: necesita un espacio reducido, y comúnmente se puede construir

en forma subterránea. Desventajas: necesidad de remover lodos 1 vez al año.

2.2 TANQUE DE IMHOFF: es un tanque cónico, que podría considerarse como una fosa séptica

modificada.

2.3 REACTOR ANAEROBICO DE FLUJO ASCENDENTE (RAFA)Es un tanque digestor en cuya parte superior tiene un sistema de sedimentación y un sistema de deflexión

de gases, el agua residual entra uniformemente distribuida por el fondo y el flujo es hacia arriba, durante el

ascenso hay sedimentación, y el lodo prácticamente s estratifica en toda la altura, ubicándose lo mas denso

en la parte inferior, su proceso esta basado en la acción de bacterias anaerobias sobre la materia orgánica

del agua residual. Sus principales ventajas son que no requiere equipo electrico-mecánico, genera metano

que puede ser aprovechable, genera productos purgados que pueden ser usados como fertilizante, es

utilizable a bajas o altas escalas. Desventajas no remueve nitrógeno ni fósforo, trabaja para

concentraciones altas de demanda bioquímica de oxigeno, es sensible a cambios de temperatura en el

ambiente.