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  • 1. FISIOLOGAMICROBIANADOCENTEDra. Estela Tango

2. ObjetivosConocer los requerimientos nutricionales de las bacterias.Captacin de los nutrientes.Cultivo de los microorganismos.Conocer el crecimiento bacteriano.Fases de crecimiento bacteriano.Factores ambientales para el crecimiento.Sustancias antimicrobianas.Metabolismo microbiano. 3. FISIOLOGA BACTERIANA La fisiologa bacteriana comprende el estudio delas funciones realizadas por estas. Las bacterias son muy eficientesfisiolgicamente, sintetizan en forma muy rpidasus componentes celulares, siendo la mayoraautosuficientes, a pesar de su simplezaestructural. En la bacteria se desencadenan una serie deprocesos qumicos, que en conjunto constituyen METABOLISMO BACTERIANO 4. Exigencias nutritivas de las bacterias Bacterias que viven exclusivamente en el hombre Bacterias exigentes Han perdido rutas metablicas y dependen del husped para su aporte, auttrofasBacterias que pueden crecer en el hombre en elambiente Bacterias poco exigentes Pueden sintetizar todos sus macromolculas 5. Nutrientes que se emplean en labiosntesis y produccin de Energa H2O Macroelementos Microelementos Hierro Factores de crecimiento 6. Macroelementos Constituyen > 95% del peso seco celular C, H, O, N, P, S, Ca++, Mg++, K+, Fe++ C, H, O, N, P, S son componentes deCH, protenas, lpidos, cidos nucleicos K+ : actividad de algunas enzimas Ca++: termorresistencia esporas Mg++: Cofactor de enzimas, forma complejos con elATP, estabiliza ribosomas y membrana plasmtica Fe++ y Fe+++: forma parte de los citocromos y escofactor de enzimas y protenas transportadoras deelectrones 7. Microelementos Se denominan tambin micronutrientes Mn, Zn, Co, Cu, Mo, Ni Se obtienen como contaminantes delH2O, matraces, componentes del medio decultivo Forman parte de enzimas y cofactores y facilitanla catlisis de las reacciones y elmantenimiento de la estructura de lasprotenas, Ej Zn: centro activo de algunas enzimas Mn: facilita la transferencia de grupos fosfato Co: componente de la vitamina B12 8. Fuentes de Carbono Dixido de Carbono (CO2) No aporta Hidrgeno ni energa. Los organismos pueden agruparse dependiendo de la fuente de carbono en:Usan el CO2 como ORGANISMOSAUTTROFOS:fuente de energaFOTOSINTTICOS. Usan nutrientes Orgnicos comoHETERTROFOSFuente de carbonoy energa 9. Clasificacin de las Bacteriassegn fuentes de carbonoCarbonoAuttrofasObtienen C desubstratos simples. CO2 Hetertrofas CH4 Obtienen C de compuestosms complejos. Aminocidos H de Carbono Lpidos 10. Tipos nutricionales Los microorganismos pueden clasificarse dependiendo de la fuente de Hidrgeno o electrones: Obtienen electrones LITTROFOS O hidrgeno de Compuestos inorgnicos.Utilizan sustancias orgnicas comoORGANTROFOSFuente de Electrones. 11. Tipos nutricionales El metabolismo es realizado mediante la utilizacin de dos fuentes de energa: energa libre de las oxidaciones qumicas y radiacin.Obtienen energa a partir de la oxidacin decompuestos orgnicos o inorgnicos. Emplean la luz como fuentede energa.QUIMITROFOS FOTTROFOS 12. TIPOS NUTRICIONALES QUIMITROFOS FOTTROFOSORGANTROFOS HETERTROFOSLITTROFOSAUTTROFOS Protozoos, hongos, Bacterias no fotosintticas Algas, bacterias prpuras(mayora de microorganismosY verdes del azufre, Patgenos) Cianobacterias.QUIMITROFOSFOTTROFOS LITTROFOS ORGANTROFOS AUTTROFOS HETERTROFOSBacterias oxidantes del azufre,Bacterias prpuras y Hidrgeno, nitrificantes,verdes no sulfreas Oxidantes del hierro. 13. Requerimientos de N, P, S Pueden ser obtenidos a partir de fuentesorgnicas e inorgnicas N: purinas y pirimidinas, aminocidos, etc. Aminocidos Reduccin asimilatoria del nitrato (NO3-NH4) P: cidos nucleicos, fosfolpidos, protenas, etc. Fuente inorgnica en la forma de fosfato S: cistena, metionina, biotina, tiamina, etc. La mayora efecta reduccin asimilatoria de sulfato Algunos requieren cistena 14. Factores de crecimiento Compuestos orgnicos que la bacteria no puede sintetizar por prdida de enzimas de rutas metablicas Aminocidos: Sntesis de protenas. Ej. Cistenaen N.gonorrhoeae Purinas y pirimidinas: Sntesis de cidosnucleicos. Ej. Mycoplasmas Vitaminas: Cofactores enzimticos Ej. Vitamina K en bacilos Gram(-) anaerobios Otros: Haemophilus NAD Heme 15. Captacin de Nutrientes Sistemas de transporte Difusin pasiva De mayor a menor concentracin. Ej.. H2O, O2 y CO2 Difusin facilitada De mayor a menor concentracin Protenas transportadoras de lamembrana (permeasas) Poco empleada en procariotes Ej.glicerol Transporte activo Translocacin de grupo 16. Transporte activo Permite concentrar nutrientes en contra de unagradiente de concentracin Requiere energa metablica Ej ATP, fuerzamotriz de protones Emplea protenas transportadoras de granespecificidad Sistemas de transporte de protenas ligadorasdel espacio periplsmico transportan azcares yaminocidos 17. Transporte activo 18. Gradiente de protones generado durante eltransporte de electrones para facilitar eltransporte activo. Sistema de transporte de una sustancia en unsentidouniporte. Sistema de transporte combinado de dossustanciassimporte. Sistema de transporte combinado en que lassustancias se desplazan en direccionesopuestasantiporte. 19. Translocacin de grupo Hay modificacin qumica de la sustancia a sertransportada Transporte de azcares Hay fosforilacin del azcar a cargo delfosfoenolpiruvato PEP+azcar(exterior)/piruvato+azcar-P(interior) Presente en bacterias anaerobias facultativas 20. Transporte de hierro La captacin de Fe+3 es difcil por lainsolubilidad del compuesto Muchas bacterias secretan siderforos, los queforman complejo con el hierro Receptores de la superficie bacteriana captan elcomplejo Fe-siderforo Liberacin y reduccin del hierro comoFe+2(ferroso) 21. Medios de cultivo Preparados estriles que contienen los nutrientesnecesarios para el crecimiento microbiano Medios definidos Se conocen todos los componentes (glucosa como fuente da carbono y sal de NH4 como fuente de N) Utiles en investigacin de la capacidad metablica de un organismo. Medios complejos Composicin qumica desconocida Satisfacen las necesidades de la mayora de las bacterias 22. Medios de cultivoComponentes Peptonas Hidrolizadosenzimticos decarne, casena, soya Sirven como fuente deEnerga, C y N Extractos: carne, levadura Fuente deaminocidos, pptidos, nucletidos, vitaminas 23. Tipos de medios de cultivo Medios enriquecidos Se usan en el aislamiento microbiano Medios selectivos Se usan para aislamiento de sitios no estriles Favorecen el crecimiento de bacterias especficas Contiene sustancias inhibitorias Ej CV y salesbiliares Medios diferenciales Permiten diferenciar entre bacterias por suscaractersticas fisiolgicas 24. Medios de cultivoMedios enriquecidosMedio selectivoMedio diferencial 25. Crecimiento microbianoAdaptacin bacteriana para:Aumento denmero y masa30 minutos30 aos 26. Crecimiento bacteriano Divisin binaria Replicacin delcromosoma bacteriano Se pega cada copia endiferentes partes de lamembrana Formacin de tabiquecelular Tiempo de generacin(duplicacin) 27. Crecimiento Microbiano:Cambio en el nmero de clulaspor una unidad de tiempodeterminada.Tiempo de generacin(duplicacin):Tiempo requerido para que unaclula se divida en dos.El tiempo puede ser minutos,hora o das. 28. Otra forma de duplicacin en procariontes es lagemacin. sistema de duplicacin de organismosunicelulares, por evaginacin se forma una yema querecibe uno de los ncleos mitticos y una porcin decitoplasma. Uno de los organismos formados es de menor tamaoque el otro 29. FASES DEL CRECIMIENTO CUANDO INTRODUCIMOSUNA POBLACIONDE MICROORGANISMOS DENTRO DE UN MEDIO DE CULTIVO LIQUIDO, CADA ORGANISMO PRESENTA CUATRO FASES DE CRECIMIENTO TIPICAS: FASE LAG(latencia) FASE LOGARITMICA (LOG) FASE ESTACIONARIA FASE DE MUERTE. ESTAS CUATRO FASES FORMAN LA CURVA ESTANDAR DELCRECIMIENTO BACTERIANO CRECIEMIENTO EXPONENCIAL N CELULAS : 12348 EXPONENTE 2021 22 23 24 Ilse Valderrama Heller, 2008 30. Fase estacionaria: cese delFase exponencial o logartmicacrecimiento por agotamiento de(log): aumento regular de la nutrientes, por acumulacin de Fase de declinacin o muerte: elpoblacin que se duplica a productos txicos, etc.nmero de clulas que mueren esintervalos regulares de tiempo (G).N|cel.nuevas=ncel.que mueren mayor que el nmero de clulasLos Bllactamicos actuan en esta faseque se dividen.cel. viablesFase de latencia: perodo de adaptacin, gran actividad metablica, clulas no sedividen (min-horas )Las propiedades de un microorganismo dependern de la fase de la curva en que seencuentren (la produccin de antibiticos se lleva a cabo en la fase estacionaria). Ilse Valderrama Heller, 2008 31. Medicin del crecimiento bacteriano Medicin del nmero celular Recuento directo (Cmara de Petroff-Hauser) Recuento del N de colonias en cultivo Ej. Un ml de una dilucin de 1x10-6 produce 150colonias, la muestra original contiene 1.5x108 ufc/ml Crecimiento en filtro Medicin de la masa celular Mide la capacidad de dispersar la luz, que esproporcional al N Un aumento del N, aumenta la turbidez y disminuye laluz transmitida 32. Ilse Valderrama Heller, 2008 33. DILUCIONES 34. FACTORES AMBIENTALES Y CRECIMIENTO MICROBIANOTemperaturaNutrientespH TiempoDisponibilidadde agua Oxgeno 35. TemperaturamnimaptimamximaPsicrfilos 0 C15 C 20 CBacterias ocenicasPsicrtofos 0 C20 30 C35 CBacterias deterioro de alim. Refrig.Mesfilos 15 -20 C 20 45 C45 CMayora de bacterias patgenasTermfilos45 C 55 65 Csup. a 65 C Bacterias, hongos y algasHipertermfilos 55 C 80 113 C 113 C Bacterias aisladas del suelo marino 36. Temperatura 37. pHpH neutro 6.5-7.5AcidfiloLactobacillus sp.:pH