T8 - CONTROL DE LOS MICROORGANISMOS Flashcards
NECESIDAD DEL CONTROL DE LOS MICROORGANISMOS
- LABORATORIO: utilización de material y medios estériles, libres de microorganismos.
- INDUSTRIA: (farmacéutica: preparación de medicamentos estériles, inyectables).
- HOSPITALARIO: (ambientes estériles en quirófanos, material estéril, destrucción de material contaminado, etc.).
- ENFERMEDADES INFECCIOSAS: tratamiento (quimioterapia), prevención (vacunas), bloqueo de la cadena de transmisión, respuesta inmunitaria.
- INDUSTRIA ALIMENTARIA y manipulación de alimentos: evitar contaminaciones que pueden alterar los alimentos y causar infecciones/intoxicaciones de origen alimentario (al ser ingeridos por el consumidor).
ESTERILIZACIÓN
Destrucción o eliminación (muerte) de todas las formas de vida microbiana, tanto las formas vegetativas como las formas de resistencia (esporas). Es un concepto absoluto (estéril o no estéril). Si se le protege contra la contaminación, la condición estéril permanecerá indefinidamente.
DESINFECCIÓN
Destrucción de las formas vegetativas, pero no necesariamente de las esporas. Normalmente se refiere a microorganismos patógenos. Un material puede estar desinfectado, pero no esterilizado. Se aplica normalmente a ambientes y materiales inertes (inanimados), ya que los desinfectantes son también tóxicos para los humanos. No tienen TOXICIDAD SELECTIVA.
Características deseables en los DESINFECTANTES:
- Eficaces frente a una amplia variedad de agentes infecciosos.
- Actuación a baja concentración y presencia de materia orgánica.
- No tóxico para personas ni corrosivo para materiales.
- Penetrante (baja tensión superficial, soluble en agua y lípidos…).
- No generar resistencias en los microorganismos Activos a temperatura corporal.
ANTISEPSIA (ASEPSIA)
Destrucción de las formas vegetativas de los microorganismos (patógenos) sobre tejidos vivos (heridas, piel y mucosas). Antisépticos (grupo de desinfectantes suaves) de aplicación externa (tópica) exclusivamente en humanos y animales.
SANEAMIENTO
Tratamientos destinados a disminuir los recuentos microbianos (en utensilios de comida y bebida, y otras muestras/ambientes), hasta niveles de seguridad de salud pública.
ANTIMICROBIANO
Agente que destruye o inhibe el crecimiento de los microorganismos
(antibacteriano, antifúngico, antivírico, antiprotozoario, etc.).
- CIDA: agente que mata a los microrganismos (microbicida: bactericida, fungicida).
- STATICO: agente que inhibe el crecimiento de los microorganismos (microbiostático: bacteriostático, fungistático).
QUIMIOESTERILIZANTE
Agente químico que destruye toda forma de vida microbiana.
QUIMIOTERÁPICOS ANTIMICROBIANOS
Compuestos que se utilizan per tratar (curar) enfermedades infecciosas. Se administran por vía interna (oral, intravenosa, etc.). Deben tener TOXICIDAD SELECTIVA (afectar a los microorganismos, pero no a nuestras células. Pueden ser de síntesis química, o de origen natural (antibióticos).
CALOR HÚMEDO Y CALOR SECO
La temperatura elevada se puede aplicar en presencia de humedad (agua) (CALOR HÚMEDO), o en ausencia de humedad (CALOR SECO).
El calor húmedo es más efectivo en la destrucción de microorganismos (120º C 15 min son suficientes para destruir las esporas), que el calor seco (se necesitan 2 h o más a 150-170 ºC). Esto se debe al distinto mecanismo de destrucción microbiana, ya que el calor húmedo mata a los microorganismos por desnaturalización (coagulación) de las macromoléculas (proteínas y ácidos nucleicos, fundamentalmente) que se inactivan irreversiblemente (proceso que comienza a ocurrir por encima de la Tª máxima de crecimiento), mientras que el calor seco destruye al microorganismo por desecación y oxidación (combustión) de los componentes celulares.
GRADO DE RESISTENCIA AL CALOR
La ebullición (100ºC, calor húmedo) destruye en unos minutos las formas vegetativas de todos los microorganismos, pero no las esporas que requieren 120ªC (15-20 min, calor húmedo). No obstante, los distintos microorganismos difieren en el grado de resistencia o sensibilidad a las altas temperaturas. Esta resistencia al calor se mide mediante distintos parámetros:
- TMT (TDT) (Tiempo de muerte/destrucción térmica): período más corto de tiempo (tiempo mínimo) que se necesita para matar (destruir completamente) una suspensión microbiana a una temperatura y en unas condiciones determinadas.
- TRD (tiempo de reducción decimal): período de tiempo necesario para reducir una población microbiana en un 90% (dejar un 10% de viables, la décima parte del total una temperatura y en unas condiciones determinadas.
La cinética de muerte es exponencial (no todos los microorganismos mueren a la vez), por tanto, el TMT y el TRD dependen de las condiciones experimentales y/o ambientales (Tª, medio… y de la concentración de microorganismos).
FACTORES QUE INFLUYEN EN EL EFECTO DEL CALOR
1) TEMPERATURA: a mayor Tª, más eficacia (rapidez).
2) NÚMERO: a más número de microrganismos, hace falta más tiempo para matarlos.
3) TIPO DE MICRORGANISMO: unos son más resistentes que otros.
4) ESTADO FISIOLOGICO DEL MICROORGANISMO: las células en crecimiento exponencial son más sensibles que las estacionarias; les esporas son termoresistentes.
5) COMPOSICIÓN DEL MEDIO: la viscosidad y la presencia de materia orgánica (proteínas, grasa, almidón, etc.) tiene un efecto protector frente a la destrucción por calor.
6) pH: la resistencia al calor es superior a pH neutro.
7) Aw (ACTIVIDAD ACUOSA): si es baja (presencia de azúcares y/o sales), aumenta la resistencia al calor. Una concentración del 2-4% de sal tiene efecto protector, a mayores concentraciones tiene efecto contrario.
ESTERILIZACIÓN POR CALOR SECO
AIRE CALIENTE: (Horno Pasteur): el material se trata a temperaturas de hasta 180ºC durante unas 2 horas. Útil para materiales que no tienen humedad (agua) y son termoresistentes (material de vidrio: pipetas, probetas, tubos de ensayo, etc., debidamente tapado o empaquetado).
FLAMEADO O INCINERACIÓN: causa la muerte instantánea de los microorganismos. Útil para esterilizar el asa de siembra, y para destruir material biológico contaminado.
TÉCNICAS MEDIANTE CALOR HÚMEDO
EBULLICIÓN: Útil para eliminar células vegetativas, pero no esporas. Es útil como un método de desinfección, pero no de esterilización (10-15 min a 100ºC, ebullición a 1 atm).
TINDALIZACIÓN (o esterilización fraccionada): Tres calentamientos cortos a 100ºC durante tres días seguidos, con períodos intermedios de enfriamiento. El primer calentamiento mata las células vegetativas, mientras que el segundo, mata a las esporas que han germinado en el intermedio. El tercero se realiza para mayor seguridad. Tiene importancia histórica (John Tindal), pero resulta poco útil actualmente. (Útil para esterilizar medios de cultivo que se afectan si se calientan por encima de 100º) Método indirecto de destrucción de esporas.
VAPOR A PRESIÓN: Se basa en el hecho de que al aumentar la presión de vapor aumenta la
temperatura del vapor (temperatura de ebullición del agua). ⭢ AUTOCLAVE
VAPOR FLUENTE: para equipos de gran tamaño (fermentadores industriales, etc.) que no se pueden autoclavar, se tratan inyectándoles vapor de agua a sobrepresión (imita el autoclave).
PASTEURIZACIÓN: calentamiento moderado (63-66ºC 30 min; 80ºC 15 min) de productos alimentarios normalmente líquidos (como la leche o el zumo de fruta) que es suficiente para destruir las formas vegetativas de los microorganismos patógenos (Mycobacterium, Brucella, Coxiella…), pero no las esporas, y que preserva bastante les características organolépticas del alimento (olor, sabor, color).
UPERIZACIÓN: es un calentamiento muy corto, pero a Tª muy elevada (1-15 segundos a 140ºC) que se aplica también a la leche y otros alimentos líquidos. Este tratamiento es suficiente para destruir las esporas (por tanto, es un método de esterilización) y preserva las propiedades organolépticas del producto. Se realiza a nivel industrial ya que se necesitan unas instalaciones adecuadas.
AUTOCLAVE
El autoclave es una cámara con cubierta doble, cerrada herméticamente y en la que calienta agua a sobrepresión. Al aumentar la presión, aumenta la Tª de ebullición del agua: parecida a una olla a presión. Podemos tener temperaturas que maten las esporas en 15-20 min.
La Tª se corresponde con la sobrepresión solo si toda la presión es de vapor de agua (no hay aire), el aire debe eliminarse antes (llave de purga) El manómetro marca la diferencia de presión (sobrepresión). El autoclave
solo se puede abrir cuando P= 0.
Actualmente todo el proceso se hace de manera automática, solo hace falta seleccionar las condiciones deseadas.
Es útil para ESTERILIZAR material termoestable compatible con agua (no para productos volátiles o inmiscibles con vapor de agua: aceites, etc.): medios de cultivo, tampones, material de vidrio, plástico termorresistente, etc. Inactiva moléculas termosensibles (enzimas, antibióticos, algunas vitaminas…).
Hay que utilizar controles para comprobar el funcionamiento correcto:
- Biológicos (suspensiones de esporas, que han de ser destruidas en el proceso).
- Indicadores químicos que cambian de color según la exposición a Tª elevada.
PASTEURIZACIÓN
Es un tratamiento térmico suave. La vida media de un alimento pasteurizado aumenta y la mayoría de los sabores, textura y vitaminas son retenidas por el alimento, cosa que no suele suceder en los alimentos sometidos a condiciones más drásticas de calentamiento.
La Pasteurización no es un método esterilizante, pero reduce el número de microorganismos de una manera drástica. Este método fue desarrollado por Louis Pasteur. En la actualidad la pasteurización es un proceso muy cuidadosamente controlado. Además de la leche, otros derivados lácteos y bebidas son rutinariamente pasteurizados.
Pasteurización rápida (“flash”). Calentamiento muy corto (15 segundos a 72ºC), suficiente para destruir los patógenos, incluida la especie Coxiella burnetti (fiebre Q). La función de la pasteurización es disminuir la carga microbiana del producto para alargar su conservación.
EFECTO DE LAS BAJAS TEMPERATURAS
Las bajas temperaturas bloquean el metabolismo (inhibición de reacciones enzimáticas y “gelificación” de la membrana plasmática) lo que inhibe el crecimiento, pero no suelen matar a los microorganismos, ya que el efecto inhibitorio es reversible (microbiostático). De hecho, los cultivos microbianos se suelen conservar a 4ºC, o como suspensiones microbianas congeladas con sustancias crioprotectoras.
La congelación puede destruir parte de la población microbiana por formación de cristales de hielo, pero no es un método útil para destruir microorganismos. Por tanto, el frío es un método que evita la proliferación microbiana y es útil para la conservación de alimentos, pero no como método de desinfección ni de esterilización.
DESECACIÓN
La desecación provoca el cese de la actividad metabólica, seguido de la caída de la población viable. En general, el tiempo de supervivencia de los microorganismos a la desecación depende de:
- El tipo (especie) de microorganismo.
- El material/medio en el que se encuentra el microorganismo.
- El grado de desecación (completa o no).
- Las condiciones físicas a les que son expuestos los microorganismos desecados (luz, temperatura, humedad, etc.).
Las formas vegetativas son muy sensibles a la desecación (excepto las especies xérofilas). Las esporas sobreviven durante periodos de tiempo muy largos.
LIOFILIZACIÓN
Desecación a baja temperatura y baja presión: elimina el agua de una muestra congelada (-80 ºC) sin pasar por fase líquida (pasa de hielo a vapor). Conserva las propiedades del producto liofilizado (enzimas, microorganismos, toxinas, vitaminas, etc.) durante períodos de tiempo muy largos. Es un método de conservación (cultivos puros y moléculas con actividad biológica). No es un método de desinfección/esterilización.
PRESIÓN OSMÓTICA
En medios hipertónicos, por ósmosis el agua sale de la célula, produciendo la concentración del contenido citoplasmático (plasmólisis) que causa una inhibición del metabolismo y del crecimiento, e incluso la muerte celular. La
pared celular solo protege al microorganismo de la entrada de agua en medios hipotónicos.
Concentraciones de sal del 10-15% o de azúcar del 50-70% inhiben a la mayoría de los microorganismos. La aplicación más importante es en la conservación de alimentos: mermelada, leche condensada, carnes y pescados adicionados de sal, etc.
