Cultivo de bacterias: tipos, características, métodos, requerimientos
Un cultivo de bacterias es el resultado de la siembra de estos microorganismos sobre medios nutritivos, con el fin de que estos se reproduzcan, dando lugar a la aparición de colonias bacterianas en medios sólidos y de turbidez en medios líquidos.
El método de sembrado es muy importante para poder distribuir el inoculo de tal manera que las bacterias presentes queden dispersas y puedan desarrollar colonias debidamente aisladas.
Las colonias obtenidas en el medio de cultivo sólido es la consecuencia de la proliferación del microorganismo que fue sembrado. Cada colonia parte de una sola bacteria, que puede multiplicarse de forma exponencial hasta formar una población macroscópicamente visible.
Igualmente sucede en los medios de cultivos líquidos pero en este caso el crecimiento bacteriano se observa por turbidez.
El crecimiento bacteriano es posible cuando el medio de cultivo elegido reúne las condiciones nutricionales y de pH necesarias para el desarrollo de una bacteria en particular. Además, es necesario controlar otras variables, tales como temperatura, tiempo de incubación, concentración de oxígeno, CO2, entre otros.
No todas las poblaciones bacterianas necesitan los mismos requerimientos, si bien algunas pueden ser comunes para casi todas, como por ejemplo que el medio contenga peptonas, también es cierto que existen microorganismos más exigentes que adicionalmente requieren otras sustancias específicas, denominadas factores de crecimiento.
Por ejemplo, se puede mencionar que algunos Haemophilus para crecer necesitan la presencia del factor X (hemina) y del factor V (NAD).
Índice del artículo
- 1 Tipos de cultivos bacterianos
- 2 Características de los cultivos bacterianos
- 3 Métodos de cultivos bacterianos
- 4 Materiales y requerimientos
- 5 Medios de cultivo
- 6 Colección de cultivos bacterianos
- 7 Referencias
Los cultivos bacterianos pueden ser polimicrobianos, puros o mixtos.
Los cultivos polimicrobianos son aquellos que provienen de la siembra de una muestra obtenida de un lugar que posee microbiota normal, en el cual también se puede encontrar un determinado patógeno.
Ejemplo: cuando se desarrolla un cultivo de exudado faríngeo, es posible que se pueda encontrar un patógeno como el Streptococcus pyogenes, pero estará acompañado de una microbiota habitual del área.
En este caso, es indispensable un buen estriamiento que permita el crecimiento de los diferentes tipos de bacterias presentes de forma aislada.
La colonia que tenga características compatibles con una cepa de Streptococcus pyogenes, se tocará cuidadosamente con el asa de platino para luego sembrarla en un medio de cultivo virgen y así obtener un cultivo puro de ese microorganismo.
A partir de ese cultivo puro se pueden realizar todas las pruebas requeridas para la identificación de la bacteria.
Para poder realizar la identificación de un microorganismo de forma eficiente se debe trabajar a partir de un cultivo puro.
Los cultivos puros se pueden obtener como en el caso del ejemplo anterior por la resiembra de una colonia aislada de un cultivo polimicrobiano, o cuando se siembra una muestra que proviene de un lugar normalmente estéril y en este solo exista un patógeno (crecimiento de un solo tipo de bacteria). Ejemplo: cuando se siembra un LCR de un paciente con meningitis bacteriana.
Otra forma es cuando se resiembra a partir de un cultivo puro viejo para obtener un cultivo puro renovado.
Estos cultivos están compuestos por una mezcla de microorganismos, tal como se presentan en la naturaleza. En algunos procesos industriales es conveniente el uso de cultivos mixtos.
Se puede obtener a través de la unión de varios cultivos puros, ya que estos permiten el estudio de las interrelaciones bacterianas.
Son útiles por ejemplo en la degradación de xenobióticos en las aguas residuales industriales, pues estos actúan en calidad de biodegradadores.
Las características morfológicas de las colonias obtenidas en los cultivos bacterianos pueden ser muy variadas.
Las colonias pueden ser muy pequeñas, moderadas o grandes y su aspecto puede ser seco o mucoide, brillante u opaca. Según la textura puede variar entre lisa y rugosa y, según la forma, pueden ser circulares, planas, convexas.
Según el color pueden ser: incoloras, blancas, amarillas, rosadas, fucsias, rojas, naranja, beige, grisáceas, verdosas, marrón, negra o con brillo metálico, dependiendo de la bacteria involucrada y del medio de cultivo utilizado.
Los bordes de las colonias pueden ser regulares o irregulares. Otras, en cambio, pueden presentar una película uniforme que se distribuye en casi la totalidad del medio denominada “swarming”. Esto es característico de Proteus sp.
Algunos cultivos bacterianos emiten olores que son bastante característicos de la especie involucrada. Por ejemplo, un cultivo de Pseudomonas aeruginosa tiene un característico olor a frutas, mientras que el género Proteus presenta un olor característicamente putrefacto.
Extremadamente pequeñas: Mycoplasma pneumoniae, Francisella tularensis.
Pequeñas: Streptococcus sp, Enterococcus sp.
Moderadas: Familia Enterobacteriaceae
Grandes: Bacillus cereus, Pseudomonas aeruginosa.
Secas: Lactobacillus confusus.
Mucoides: Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa.
Brillante: Klebsiella pneumoniae.
Opaca: Enterococcus faecalis, algunas cepas de Neisseria gonorrhoeae.
Colonias lisas: Micrococcus luteus
Colonias rugosas: Sarcina ventriculi en agar nutritivo.
Circulares: Listeria murrayi y Micrococcus luteus en agar nutritivo.
Planas: Staphylococcus equorum en agar nutritivo.
Convexas: Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae.
Borde redondeado: Staphylococcus aureus, Escherichia coli.
Borde irregular: Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa.
Bordes lobulados: Bacillus sp.
Transparentes o incoloras: Shigella sp en agar XLD.
Blanca: Staphylococcus hominis en agar sangre.
Beige: Bacillus sphaericus y Lactobacillus confusus en agar nutritivo.
Amarilla: Staphylococcus aureus y Elizabethkingia meningoseptica en agar sangre, Pediococcus sp, Staphylococcus lentus en agar nutritivo,
Rosada: Escherichia coli en agar XLD, Micrococcus roseus en agar nutritivo.
Fucsia: Escherichia coli en agar Mac Conkey.
Violeta: Chromobacterium violaceum.
Rojiza: Serratiamarcescens a temperatura ambiente en agar nutritivo.
Naranja: Kurthia zopfii en agar nutritivo.
Grisácea: Sporosarcina ureae en agar extracto de suelo.
Verdosa: Pseudomonas aeruginosa en agar BHI.
Marrón: Enterococcus sp en agar bilis esculina.
Negra: Salmonella enteritidis en agar SS.
Con brillo metálico: Escherichia coli en agar Endo.
Es el método de cultivo más utilizado. Esto es debido a que, en primer lugar, la mayoría de las bacterias patógenas para el hombre son aerobias o anaerobias facultativas; y en segundo lugar es mucho más económico y sencillo que los cultivos anaerobios. Ejemplo: Mycoplasma pneumoniae y Escherichia coli respectivamente.
Este tipo de cultivo requiere la supresión completa del oxígeno. Los medios de cultivo para bacterias anaerobias por lo general deben contener sustancias reductoras, tales como: ácido ascórbico, tioglicolato, cisteína o sulfuro para eliminar los efectos tóxicos del oxígeno contenido en el aire.
Algunos contienen indicadores como la resazurina que en presencia de oxígeno es azul y en anaerobiosis es incoloro. Ejemplo: Clostridium tetani.
Las placas de cultivos se introducen en una campana de microaerofilia con una vela encendida, se tapa. La vela consume el oxígeno y se apaga. En esta condición crecen algunas bacterias como por ejemplo los Streptococcus sp.
Los materiales requeridos para realizar un cultivo bacteriano son: placas de Petri o tubos con medios de cultivo o caldo, asa de platino, muestra, mechero de Bunsen o estufa.
El cultivo de bacterias requiere de muchos elementos que deben tomarse en cuenta, como son los nutrientes del medio, el pH, la temperatura, la concentración de oxígeno, CO2, humedad, entre otros.
Los cultivos bacterianos requieren medios de cultivos que contengan macroelementos y microelementos. Entre los macroelementos se pueden mencionar sustancias orgánicas como peptonas, aminoácidos, carbohidratos como fuentes de carbono y nitrógeno.
Entre los microelementos están las sustancias inorgánicas u oligoelementos manganeso, zinc, níquel, boro, cloro, selenio, silicio, cobalto, cobre, entre otros.
La concentración de iones de hidrógeno (H+) y oxidrilos (OH–) en el medio donde se desarrollará el cultivo es de vital importancia, pues estos determinan el pH.
El pH más utilizado es el neutro (pH= 7.0), sin embargo pueden existir medios donde un pH ácido o alcalino sea el conveniente, por ejemplo si se quiere aislar una bacteria acidófila o alcalófila respectivamente.
La temperatura es un factor muy importante que influye en el crecimiento de los cultivos bacterianos. Las bacterias pueden ser psicrófilas (crecen a temperaturas de 20 °C, mesófilas (entre 20 °C y 42 °C), termófilas (40 °C a 70 °C), hipertermófilas (70 °C – 105 °C).
Aerobias: crecen en presencia de oxígeno.
Microaerófilas: crecen en presencia de 5-10% de CO2.
Anaerobias estrictas: crece en ausencia de oxígeno.
Anaerobios facultativas: crece en presencia de oxígeno o sin él.
Aerotolerantes: crecen bien sin oxígeno y toleran poca cantidad de oxígeno.
Los medios de cultivo son las preparaciones nutricionales especiales que se preparan en el laboratorio para obtener el crecimiento o cultivo microbiano. Estos medios varían en consistencia, composición y función. Cada laboratorio preparará el tipo de medio de cultivo que se adapte a sus necesidades.
Existen instituciones u organizaciones que se dedican a la recolección caracterización, mantenimiento y distribución de cepas bacterianas de importancia clínica, ambiental o industrial.
Estas cepas son utilizadas para trabajos de investigación y para realizar controles de calidad a los medios de cultivo.
Ejemplo: las cepas American Type Culture Collection, Centro Venezolano de Colección de Microorganismos (CVCM) y cepas del Instituto Nacional de Higiene, Epidemiología y Microbiología de Cuba (INHEM), entre otros.
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