Fisiologia bacteriana

Question 1

Crecimiento bacteriano

Answer 1

corresponde al aumento de numero y masa de las bacterias, esto se logra a través de la reproducción y el metabolismo
–>Es importante, debido a que brinda herramientas para realizar correcto diagnótico microbiologico
–>Crecimiento se realiza por división binaria, donde previo a esto bacteria requiere replicar maaterial genetico

Question 2

Diagnostico microbiologico

Answer 2

1era etapa: morfologia y agrupación a través de tinción de Gram, sin embargo no es posible idetificar la especie bacteria especifica

2da etapa: fisiologia bacteriana para lograr identificar la especie, entregando información para la identificación del agente etiologico

Question 3

Tiempo de generación

Answer 3

tiempo requierido para que una población duplique su numero de bacterias, esto esta geneticamente determinado
Ej: Escherichia coli demora alrededor de 20 minutos, mientras que mycobacterium tuberculosis unas 24 horas

Question 4

Medición del crecimiento bacteriano

Answer 4

Tecnica mas utilizada consiste en incidir un haz de luz en un equipo que va a filtrar una determinada longitud de onda (600 nm) sobre una muestra, de manera que al haber bacterias en ella, la luz va a ser desviada. El equipo detecta la luz no desviada. Ejemplo de este equipo es el nefelometro de McFarland
Con esta tecnica se obtiene una curva de crecimiento bacteriano “in vitro”, en que se grafican unidades formadoras de colonias vs tiempo

1era Etapa o fase lag: bacterias se adaptan al medio
2da Etapa o fase de crecimiento exponencial: las bacterias se duplican rapidamente
3era Etapa o fase estacionaria: las bacterias se duplican y mueren en una misma proporción
4ta Etapa o fase de muerte: las bacterias empiezan a morir por ausencia de nutrientes en el medio

Question 5

Metabolismo bacteriano

Answer 5

Conjunto de reacciones quimicas que se realizan en el interior de la bacteria. Los nutrientes son degradados (catabolismo) para formar ATP, por medio de fosforilación a nivel de sustrato
–>ATP es utilizado en reacciones anabolicas que permiten sintetizar componentes estructurales de la bacteria

Question 6

Catabolismo de hidratos de carbono

Answer 6

Principal fuente de carbono de las bacterias es la glucosa, la cual es degradada hasta acido piruvico por medio de glicolisis, generando 2 moleculas de ATP por fosforilación a nivel de sustrato
–>Dependiendo de las caracteristicas de las bacterias y del ambiente en que se desenvuelve, el acido pirúvico puede ser degradado a otras moleculas mas pequeñas a través de la respiración aerobia en presencia de oxigeno, respiración anaerobia en ausencia de oxigeno o por fermentación (tambien sin oxigeno)

1.-Respiración –> Oxidaciones bioligicas en las cuales el O2 es el ultimo aceptor de electrones
2.-Respiración anaerobia –>Oxidaciones biologicas donde compuesto inorganico (ej: nitrato-NO3) es el ultimo aceptor de electrones
3.-Fermentación –> Reacción oxido-reducción en que el dador y aceptor de electrones son compuestos organicos

Question 7

Respiración

Answer 7

Glucosa se degrada en acido piruvico liberando ATP y NADH. El acido piruvico entra al ciclo de krebs al interaccionar con acetil-coa produciendo ATP y NADH.
–>NADH llega a la cadena transportadora de electrones, localizada en la mb citoplasmatica que formara el gradiente de protones con el cual se genera ATP por fosforilación oxidativa

Question 8

Fermentación

Answer 8

Acido piruvico o derivado es degradado a productos finales de fermentación, que siempre son de menor numero de carbonos

Question 9

Clasificación segun metabolismo

Answer 9

–>Se pueden clasificar en fermentadores y aquellos que utilizan la respiración
1.-Fermentación: acetica, lactica o alcoholica
2.-Respiración:
a)Aerobios obligados: aceptor final de electrones siempre es O2 (ej mycobacterium tuberculosis)
b)Anaerobios facultativos: aceptor de final puede ser o2, molecula inorganica u organica (ej E.coli, staphylococcus o streptococcus)
c)Anaerobios obligados: aceptor final de electrones es una molecula inorganica como NO3-SO4 (ej clostridium botullinum)

Question 10

Clasificación según requerimiento de oxigeno

Answer 10

–>Para medir requerimientos de o2 se utiliza tioglicolato como medio

1.-Aerobio estricto: crecimiento se desarrolla en zona mas cercana al o2
2.-Anaerobio estricto: crecimiento se desarrolla en zona mas alejada al o2
3.-Anaerobio facultativo: crecimiento se desarrolla en todo el cultivo
4.-Micro-aerofilico: crecen a una tensión de oxigeno menor que aerobios estrictos

Question 11

Clasificación según fuentes de carbono

Answer 11

1.-Autotrofas: obtiene carbono de sutratos simples: CO2 o CH4
2.-Heterotrofas: obtienen carbono de compuestos mas complejos como aminoacidos, hidratos de carbono y lipidos

Question 12

Clasificación según fuente de energia

Answer 12

1.-Fototrofos: aquellas que captan y utilizan energia acumulada de luz solar
2.-Quimiotrofos: aquellas que obtienen energia de reacciones quimicas

Question 13

Clasificación según temperatura de crecimiento

Answer 13

1.-Psicrofilas <20 grados
2.-Mesofilas: rango entre 20-40 grados, siendo el optimo a 36 grados
3.-Termofilas >40 grados

Question 14

Clasificación según pH de crecimiento

Answer 14

1.-Neutrofilas: pH entre 6.5-7.5
2.-Acidofilas: pH <4 (ej lactobacillus)

Question 15

Osmolaridad

Answer 15

Lo ideal para una bacteria es que sea una solución isoosmotica, es decir, igual concentración de soluto en el interior y exterior de la celular

Solución isoosmotica: no se observa movimiento de h2o

Solución hipoosmotica: solución cuya concentración es menor que al interior de la célula. Por lo tanto, el h2o se mueve hacia el interior de la celula provocando lisis de la bacteria

Solución hiperosmotica: solución cuya concentración es mayor a la del interior de la celula. Por lo tanto, el h2o se mueve desde el interior de la celula hacia el exterior, provocando plasmolisis de la bacteria

Question 16

Bacterias capnofilas

Answer 16

Bacterias capnofilas son aquellas que requieren CO2 para su crecimiento, utilizando el CO2 para sintetizar acidos grasos y la mayoria puede crecer en el sistema “candle jar” que consiste en la introducción de una vela encendida en un jarro que al ser cerrado permite que se consuma el o2 y se produzca co2 en la proporción requerida
ej: neisseria meningitidis requiere 3-7%

Question 17

Bacterias quimiotroficas

Answer 17

Son las bacterias de interes clinico, estas llevan a cabo reacciones quimicas donde utilizan compuestos organicos preformados (polisacaridos, lipidos y proteinas) y pueden presentar los tres tipos de metabolismo mencionados, cuyas reacciones de oxido-reducción se diferencian en el aceptor final de electrones

Question 18

Medios de cultivos

Answer 18

Se utilizan para observar el crecimiento de bacterias, identificación bacteriana y estudios de susceptibilidad bacteriana, los cuales son preparados en laboratorio, contienen nutrientes y pH optimo y son preparados en esterilidad utilizando el autoclave

Question 19

Clasificación de medios de cultivos

Answer 19

Se tienen medios corrientes como el caldo peptonado y el agar nutritivo, y especiales:
-Enriquecidos/ricos: agar sangre y agar chocolate
-Diferenciales: agar sangre y agar MacConkey
-Selectivos: agar SS, agar sal y agar MacConkey
Ej: haemophilus influenzae crece en agar chocolate, pero no agar sangre

Los medios selectivos son aquellos que seleccionan un determinado grupo de bacterias del total de población, mientras que los diferenciales corresponden a medios que diferencias una caracteristica fisiologica de la bacteria
ej: Agar MacConkey es un medio selectivo como diferencial, ya que selecciona bacterias gram (-) y entre estas, diferencia las lactosas (+) y lactosas (-)

Question 20

Producción de hemolisinas

Answer 20

Agar sangre es medio rico, que permite el crecimiento de bacterias gram (+) y gram (-), es un medio diferencial porque permite identificar bacterias que producen hemolisinas

α-hemolisis: bacteria que pueden romper parcialmente el globulo rojo (streptococcus pneumoniae)
β-hemolisis: bacteria que produce lisis completa de globulo rojo (streptococcus pyogenes)
γ-hemolisis: NO pueden producir hemolisis debido a que no poseen hemolisinas (enterococcus sp)

Question 21

Producción de pigmentos

Answer 21

En medio agar TSA, la pseudomona aeroginosa es capaz de producir un pigmento verde (piocianina), en cambio la escherichia coli no genera

Question 22

Flujo diagnostico para gram (+)

Answer 22

Despues de 18-24 horas de incubación a 37 grados, se observa el crecimiento en placas. Si solo hay crecimiento en agar sangre y no en agar MacConkey, significa que es gram (+), se identifica el tipo de hemolisis si la hubiera y se realiza tinción de gram para corroborar que se trata de bacteria gram (+) y observar forma y agrupación

Question 23

Pruebas diagnosticos para gram (+)

Answer 23

1.-Determinación de presencia de enzima catalasa
–>Se incuba bacteria con peroxido de hidrogeno (h2o2) y si presenta la enzima sera degradado a h2o y o2 (se vee como mancha blanca)
ej: bacteria catalasa (+) es staphylococcus aureus, permitiendo diferenciar de streptococcus que es catalasa (-)

2.-Medios selectivos y diferenciales como agar sal manitol
–>Se puede realizarse una clasificación inicial de las bacterias, dado que facilita el crecimiento de bacterias gram (+) y diferencia aquellas que fermentan manitol, tornandose amarillo (color rosado es la base para los que no fermentan).
ej en el caso de staphylococcus se diferencian entre S. aureus que fermentan manitol, y S. epidermis que no fermentan

3.-Test de coagulasa
–>Consiste en incubar a la bacteria en presencia de suero humano, donde aquella que posea coagulasa formara un coagulo
ej S.aureus es coagulasa (+) y S. epidermis es coagulasa (-)

Question 24

Flujo diagnostico para gram (-)

Answer 24

Se observa crecimiento en ambas placas (agar sangre y agar MacConkey). Ademas, agar MacConkey diferencia bacterais que fermentan lactosa (rosado) y las que no (translucidas).
–>Se debe realizar tinción de gram para confirmar (-)

Question 25

Pruebas diagnosticos para gram (-)

Answer 25

Corresponde a la bateria bioquimica cuyos medios corresponden a TSI, LIA, MIO, citrato y urea. Estos poseen nutrientes que pueden o no ser utiizados por las bacterias, ademas de indicadores de pH para evaluar procesos fermentativos de las mismas

Medio TSI: constituido por 3 azucares en distintas proporciones sacarosa, lactosa y glucosa (menor proporción). Ademas posee hierro y el indicador de pH rojo fenol
1.-Fermentación de glucosa –> tubo se torna amarillo en el fondo (E.coli)
2.-Fermentación de glucosa y lactosa –> tubo amarillo en todo el tubo (shigella y salmonella)
3.-Producción de acido sulfhidrico (h2s) –> formara un precipitado negro (salmonella)
4.-Bacterias No fermentadoras, no se observara cambio de color (pseudomonas spp)

*E. coli se diferencia de salmonella typhi debido a que la primera es lactosa (+)

Question 26

Identificación de bacterias

Answer 26

Para identificar una bacteria responsable de algun cuadro, se requiere conocimiento acerca de fisiologia bacteriana mediante pruebas bioquimicas, la utilización de galeria API (extensión de bateria bioquimica pero usando mas metabolitos), sistemas automatizados como VITEK o sistema donde se identifican hasta 2000 fenotipos en un solo periodo de incubación como Biolog.