Medios de cultivo para el crecimiento de bacterias



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Medios de cultivo para el crecimiento de bacterias
2000 Kenneth Todar, University os Wisconins-Madison

Medios de cultivo para el crecimiento de bacterias

Para cada bacteria a ser cultivada para cualquier propósito es necesario proveer el ambiente bioquímico y biofísico apropiado. El ambiente bioquímico (nutricional) se hace disponible como medio de cultivo, y dependiendo de las necesidades especiales de cada bacteria particular se ha desarrollado una gran variedad y tipos de medios de cultivo con diferentes propósitos y utilizaciones. Los medios de cultivo son empleados para el aislamiento y mantenimiento de cultivos puros de bacterias y también son utilizados para la identificación de bacterias de acuerdo a sus propiedades bioquímicas y fisiológicas.


El modo en que las bacterias son cultivadas, y el propósito de los medios de cultivo, varían ampliamente. Los medios líquidos son utilizados para el crecimiento de lotes de cultivos puros mientras que los medios sólidos son ampliamente utilizados para el aislamiento de cultivos puros, para la estimación de poblaciones de bacterias viables, y una variedad de otros propósitos. El agar, agente gélido más utilizado para medios sólidos o semisólidos, es un hidrocoloide derivado de las algas rojas. El agar es utilizado por sus propiedades físicas únicas (se funde a 100 grados y permanece líquido hasta enfriarse a 40 grados, la temperatura a la que se vuelve gel) y porque no puede ser metabolizado por la mayoría de las bacterias. Por lo tanto, como un componente del medio es relativamente inerte, simplemente mantiene (geliza) los nutrientes que se encuentran en la solución acuosa.
Los medios de cultivo pueden ser clasificados en varias categorías dependiendo de su composición o uso. Un medio químicamente definido (sintético) (Tabla 4ª y 4b) es un medio en el que se conoce la exacta composición química. Un medio complejo (indefinido) (Tabla 5ª y 5b) es un medio en el que no se conoce la composición química exacta. Los medios definidos están habitualmente compuestos por bioquímicos puros sacados del stock; los medios complejos habitualmente contienen materiales complejos de origen biológico tales como la sangre, la leche, el extracto de levadura o el extracto de carne, cuya composición química exacta es obviamente indeterminada. Un medio definido es un medio mínimo (Tabla 4ª) si provee sólo los nutrientes exactos (incluyendo algunos factores de crecimiento) necesarios para el crecimiento del organismo. La utilización de medios mínimos definidos requiere que el investigador conozca los requerimientos nutricionales exactos de los organismos en cuestión. Los medios definidos químicamente son de valor para el estudio de los requerimientos nutricionales mínimos de los microorganismos, para cultivos enriquecidos, y para una amplia variedad de estudios fisiológicos. Los medios complejos habitualmente proveen la gama completa de factores de crecimiento que pueden ser requeridos por un organismo por lo que pueden ser utilizados más prácticamente para cultivar bacterias desconocidas o bacterias cuyos requerimientos nutricionales son complejos (por ejemplo, organismos que requieren muchos factores de crecimiento).
Otros conceptos empleados en la construcción de medios de cultivo son los principios de selección y enriquecimiento. Un medio selectivo es aquel que tiene agregados componentes que inhibirán o prevendrán el crecimiento de ciertos tipos o especies de bacterias y/o promoverán el crecimiento de las especies deseadas. Uno puede también ajustar las condiciones físicas del medio de cultivo, como el pH y temperatura, para hacerlo selectivo para organismos capaces de crecer bajo esas condiciones.
Un medio de cultivo puede también ser un medio diferencial si permite al investigador distinguir entre diferentes tipos de bacterias basado en algún rasgo observable de su pauta de crecimiento en el medio. Así, un medio selectivo, diferencial para el aislamiento de Staphylococcus aureus, el patógeno bacteriano más común en los humanos, contiene una concentración muy alta de sal (que el estafilococo tolerará) que inhibe a la mayoría de las otras bacterias, mannitol como fuente de azúcar fermentativo, y un tinte de indicador de pH. De los especimenes clínicos, sólo el estafilococo crecerá. S. aureus es diferenciado de S. epidermidis (un componente no patógeno de la flora normal) por su capacidad de fermentar el mannitol. Las colonias fermentadoras de mannitol (S. aureus) producen ácidos que reaccionan con el tinte indicador formando un halo coloreado alrededor de las colonias; las no fermentadoras del mannitol (S. epidermidis) utilizan otros sustratos no fermentadores en el medio para el crecimiento y no forman un halo alrededor de sus colonias.
Un medio enriquecido emplea un giro algo diferente. Un medio enriquecido (Tabla 5a y 5b) contiene algunos componentes que permiten el crecimiento de tipos o especies específicas de bacterias, habitualmente porque ellas solas pueden utilizar el componente de su ambiente. Sin embargo, un medio enriquecido puede tener características selectivas. Un medio enriquecido para bacterias no simbióticas fijadoras de nitrógeno omite la fuente de nitrógeno agregado al medio. El medio es inoculado con una fuente potencial de esta bacteria (por ejemplo, una muestra de suelo) e incubado en la atmósfera en donde la única fuente de nitrógeno disponible es es N2. Un medio selectivo enriquecido (Tabla 5b) para el crecimiento de la halofílica extrema (Halococcus) contiene cerca de un 25% de sal [NaCl], que es requerido por la halofílica extrema y que inhibe el crecimiento de otros procariotes.
Tabla 4a. Medio mínimo para el crecimiento de Bacillus megaterium. Un ejemplo de medio químicamente definido para el crecimiento de bacterias heterotróficas.

Componente

Cantidad

Función del componente

sucrose

10.0 g

C y fuente de energía

K2HPO4

2.5 g

buffer pH; fuente de P y K

KH2PO4

2.5 g

buffer pH; fuente de P y K

(NH4)2HPO4

1.0 g

buffer pH; fuente de N y P

MgSO4 7H2O

0.20 g

fuente de S y Mg++

FeSO4 7H2O

0.01 g

fuente de Fe++

MnSO4 H2O

0.007 g

fuente de Mn++

agua

985 ml




pH 7.0








Tabla 4b. Medio definido (también medio enriquecido) para el crecimiento de Thiobacillus thiooxidans, una bacteria litoautotrófica.

Componente

Cantidad

Función del componente

NH4Cl

0.52 g

fuente de N

KH2PO4

0.28 g

fuente de P y K

MgSO4 7H2O

0.25 g

fuente de S y Mg++

CaCl2 2H2O

0.07 g

fuente de Ca++

Azufre elemental

1.56 g

fuente de energía

C02

5%*

fuente de C

agua

1000 ml




pH 3.0







* Aerear el medio en forma intermitente con aire conteniendo 5% de CO2.
Tabla 5a. Medio complejo para el crecimiento de bacterias fastidiosas.

Componente

Cantidad

Función del componente

Extracto de carne

1.5 g

Fuente de vitaminas y otros factores de crecimiento

Extracto de levadura

3.0 g

Fuente de vitaminas y otros factores de crecimiento

Peptona

6.0 g

Fuente de aminoácidos, N, S, y P

Glucosa

1.0 g

C y fuente de energía

Agar

15.0 g

Agente inerte solidificante

agua

1000 ml




pH 6.6








Tabla 5b. Medio selectivo enriquecido para el crecimiento de halofílicas extremas.

Componente

Cantidad

Función del componente

Acidos Casamino

7.5 g

Fuente de aminoácidos, N, S y P

Extracto de levadura

10.0 g

Fuente de factores de crecimiento

Citrato trisódico

3.0 g

C y fuente de energía

KCl

2.0 g

fuente de K+

MgSO4 7 H2O

20.0 g

fuente S y Mg++

FeCl2

0.023 g

fuente Fe++

NaCl

250 g

fuente de Na+ para halofílicas e inhibidor para no halofílicas

agua

1000 ml




pH 7.4








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