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Metabolismo de
las bacterias
MICROBIOLOGÍA
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Antes de que una célula bacteriana realice el proceso de
bipartición o división, deben ocurrir muchas reacciones químicas en
esa célula. Estas reacciones se conocen con el nombre de
metabolismo. Las reacciones metabólicas pueden liberar energía y
se denominan reacciones catabólicas o pueden consumir energía
y se llaman reacciones anabólicas.

A raíz del concepto anterior, se origina obligatoriamente la
pregunta: ¿cómo se realizan todas estas actividades celulares?

Enzimas, productos celulares presentes en la célula en cantidades muy bajas y
capaces de efectuar todos los cambios propios de los procesos celulares que se
asocian al fenómeno de la vida.

En cierta forma, las enzimas pueden considerarse la parte activa de la célula.
Cualquier impedimento de la actividad enzimática se refleja en algún cambio
en la célula, hasta el punto que podría ocasionarle la muerte.

Por tanto no puede considerarse la vida sin la presencia de las enzimas.
Existen dos tipos de enzimas:
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Enzimas extracelulares, exocelulares o exoenzimas

Enzimas intracelulares, endocelulares o endoenzimas

Las dos características más sobresalientes de las enzimas son:
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- Su alto poder catalítico

- Su alto grado de especificidad por los sustratos

Las bacterias poseen cientos o millares de enzimas, pero las
reacciones fundamentales son:
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- Reducción. Incorporación de hidrógenos o electrones (e-)

- Oxidación. Seperación de hidrógenos o electrones (e-)

- Deshidratación. Pérdida de una molécula de agua de sustrato

- Desaminación. Separación de un grupo amino (NH2)

- Descarboxilación. Separación de CO2 de un grupo carboxilo
(COOH)

- Fosforilación. Adición de un grupo fosfato a una molécula
orgánica.

Concentración pH

En los hábitats naturales generalmente se encuentran rangos de pH
entre 4 y 9, pero encontrar el pH adecuado es un factor esencial
para el metabolismo y crecimiento de las bacterias. La mayoría de
las bacterias comensales (saprófitas) y patógenas tienen un
crecimiento óptimo en medios con pH neutro o ligeramente
alcalino.

Sin embargo, existen algunas bacterias que tienen la capacidad
genética de producir ácidos a partir de ciertos carbohidratos y
reciben el nombre de bacterias acidogénicas, acidófilas,
acidúricas. (lactobacillus)
Luz y otros tipos de radiación

Normalmente la necesidad de la luz es una propiedad de las
bacterias fotótrofas.
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Otras radiaciones como la ultravioleta proveniente de la luz solar,
puede tener un poder mutágeno sobre algunas bacterias y letal
para las que se desarrollan en la oscuridad.

La radiación de los rayos X y los rayos gamma también ejercen una
acción mutágena sobre las bacterias, pero por lo general son
letales para ellas.
Temperatura

Esta interviene en dos aspectos: en el crecimiento de las bacterias y
en su viabilidad. Para cada especie hay una temperatura definida
que puede variar entre los límites mínimos y máximos, para la
mayoría de las bacterias patógenas la temperatura óptima está
alrededor de los 37 °C.

Bacterias psicrófilas: Son bacterias que logran su desarrollo a bajas
temperaturas (15 a 18 °C).

Bacterias mesófilas: Son los que viven y se desarrollan a
temperaturas ambientales (25 a 37 °C)

Bacterias termófilas: Son las que se desarrollan a altas
temperaturas (50 a 55 °C)
Presión Osmótica

Una alta concentración de solutos en el medio genera un medio
hipertónico, por ósmosis se produce salida de agua de la bacteria
que genera, casi siempre el efecto bactericida que se denomina
plasmólisis (muerte de la bacteria). O también puede producirse un
estallido de la bacteria o plasmoptisis. Lo ideal es que la bacteria se
encuentre en un medio isotónico.

Sin embargo existen bacterias que se pueden desarrollar con
presiones osmóticas altas, conocidas como bacterias osmófilas.
Estas bacterias se diferencian en varios grupos:

Bacterias halófilas: Son bacterias que pueden crecer y
desarrollarse en concentraciones altas de sal, como el género
Staphylococcus.

Bacterias sucrófilas: Se conocen también como sacarófilas, son
bacterias que pueden crecer en concentraciones altas de azúcar,
por ejemplo, el género Pseudomonas.

Se refiere a la propiedad que tienen algunos compuestos de ceder
electrones y otros a ganarlos. De esta forma ,es posible predecir
que tipo de bacterias van a desarrollarse en un medio
determinado. Pueden considerarse tres tipos bacterianos:

Bacterias aerobias. Necesitan obligatoriamente el oxígeno para
poder desarrollarse porque lo requieren como aceptor final de
electrones en la cadena respiratoria.

Bacterias anaerobias. Se desarrollan en ausencia de oxígeno libre
y su presencia las inhibe o las mata. Este tipo de bacterias se
clasifican:
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Anaerobias estrictas

Anaerobias moderadas
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Anaerobias aerotolerantes

Anaerobias facultativas

Microaerófilas
Presencia de CO2

Las bactgerias que necesitan CO2 en su metabolismo se le
conocen como bacterias capnófilas.
Humedad

La composición de las bacterias está dada por un 80% de agua,
además para sobrevivir necesitan ambientes húmedos, pues el
ambiente excesivamente seco es lesivo para la maoría de los
microorganismos.
Nutrientes como fuentes de
energía
Nutrientes básicos

Para las bacterias, los nutrientes básicos son aquellos que pueden
ser asimilados, bien sea por difusión simple o por transporte activo,
previa acción de las enzimas extracelulares o por endocitosis.

Debido a esto, los nutrientes básicos se dividen en macronutrientes
y micronutrientes u oligoelementos, según los requerimientos de la
célula bacteriana.
Macronutrientes

Macronutrientes: En este grupo se ubian todos los compuestos que
hacen parte de los carbohidratos, lípidos y proteínas, como por
ejemplo el oxígeno, el hidrógeno, el carbono, el nitrógeno, el azufre
y el fósforo. Tamibén se incluyen en este grupo el agua y ciertos
cationes.
Micronutrientes

Micronutrientes u oligoelementos: Son pequeñas concentraciones
de algunos elementos necesarios para el desarrollo bacteriano
que, aunque son requeridos en pequeñas cantidades, son tan
indispensables para la nutrición como los macronutrientes. En este
grupo aparecen elementos coo el cobre, cobalto, zinc, molibdeno,
magnesio, etc. Estos elementos en cantidades grandes se
convierten en elementos tóxicos para las bacterias.

Las bacterias que colinizan el ser humano obtienen sus nutrientes de
diferentes fuentes:
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Fuente exógena

Fuente endógena

Fuentes interbacterianas
Curva de crecimiento microbiano
Un esquema de la curva de crecimiento bacteriano nos muestra
varias etapas:
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1. Fase de adaptación: etapa inicial del crecimiento de una
población bacteriana en la que no se observa aumento en el
número de bacterias. Por esto se le ha llamado de crecimiento
lento, sin embargo, en esta etapa hay una acelerada actividad
metabólica con formación de productos intermediarios, y se
acumula una alta concentración de ARN y otros productos para el
metabolismo.

2. Fase logarítmica: en esta fase se observa un trazo recto en la
gráfica de forma ascendente, significa un fenómeno logarítmico en
la multiplicación bacteriana, y es la máxima velocidad de
multiplicación de esa especie.
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3. Fase estacionaria máxima: se le llama así porque en esta etapa
el trazo de la gráfica es horizontal, ya no aumenta el número de
bacterias vivas como en la fase logarítmica.
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4. Fase de declinación: en esta fase, que también se le llama de
muerte logarítmica, observamos un trazo recto descendente en la
gráfica de la curva, debido a que un número mucho mauor de
bacterias muere en relación con las que sobreviven, puede afectar
la falta de nutrientes, la concentración crítica de productos tóxicos
del metabolismo y el viraje del pH.
Medios de cultivo
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Un medio de cultivo es un sustrato o solución de nutrientes en los
que crecen y se multiplican los microorganismos en el laboratorio,
con el objeto de aislar diferentes especies bacterianas. Su
composición exacta varía según el tipo de sustrato y enzima
utilizados, con pepsina, tripsina, papaína, entre otras. Se clasifican
en:
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Líquidos: Contienen los nutrientes antes citados, a los cuales se les
adiciona una sustancia capaz de mantener el pH adecuado. Entre
los más empleados están: el caldo nutritivo y el caldo de peptona.
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Sólidos: Se obtienen agregando agar, sustancia polisacárida e
interte obtenida de algas marinas del género Gellidium, en una
concentración de 1.5 a 2.0%
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Semisólidos: Son muy semejantes a los sólidos con la diferencia que
a estos se les disminuye la concentración del agar agregado, se
utilizan para la conservación de cepas bacterianas y observación y
registro de bacterias móviles.
Por su origen:
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Sintéticos o quimicamente definidos: agar nutritivo, agar blando,
caldo nutritivo, agar eosina azul de metileno, etc.
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Naturales o químicamente no definidos: suero, leche, papa, etc.
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https://www.youtube.com/watch?v=miga09gVMyY
Flora Normal (Microbiota intestinal)
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La flora normal es el conjunto de microorganismos que se
encuentran en sitios particulares del cuerpo humano, en individuos
sanos.
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Flora transitoria es la que se establece y coloniza sin producir
enfermedad, pero que tiende a ser excluida por competencia, y la
flora residente es la que se encuentra presente de manera
invariable por semanas o meses en un sitio particular.
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La flora normal aparece desde el momento del nacimiento y
puede variar en función de las condiciones fisiológicas locales;
bloquea el establecimiento de patógenos extraños con capacidad
de infectar al huésped.

La cantidad de bacterias que se tiene normalmente en el tuvo
digestivo es variable, la acidez del estómago destruye la mayor
parte de las bacterias que ingresan a él. La flora transitoria del
intestino engloba bacterias que en condiciones normales no
pueden colonizar al tracto digestivo, se contraen vía alimentos
contaminados y pueden colonizar transitoriamente invadiendo
mucosa.
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El conocimiento de la flora endógena y de la autóctona es
indispensable para interpretar los exámenes de laboratorio.
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El enfoque terapéutico de los procesos infecciosos que alteran el
ecosistema intestinal se establece con levaduras como
Saccharomyces boulardii, levadura que ha mostrado tener la
capacidad de restablecer el equilibrio del intestino.
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La colonización bacteriana comienza desde el nacimiento y en
pocas horas alcanza porciones distales del tracto digestivo. La
manipulación de la flora en los animales conduce a establecer que
el régimen dietético del humano es el que determina la variedad
en la microflora.
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La población bacteriana del humano difiere de acuerdo a los
diferentes segmentos anatómicos. En el estómago se encuentran
102 a 103 bacterias/g, principalmente Streptococcus, Bacteroides,
Eubacterium, Peptostreptococcus, Bifidobacterium y Clostridium.

Dichos conglomerados bacterianos tienen funciones bien definidas
que conducen a su supervivencia y al mismo tiempo de nuestro
organismo. Dichas funciones son: la capacidad de las bacterias
endógenas de desconjugar y deshidroxilar sales biliares y producir
enzimas catabólicas para componentes orgánicos, degradar
colesterol a vitamina K, hidrolizar pigmentos biliares, producir
amoniaco a partir de la urea, degradar hidratos de carbono,
proteínas, producción de ácido butírico /fuente energética de la
mucosa).

La participación de la microflora en el volumen del tracto digestivo
tiene gran importancia en establece una barrera antiinfecciosa
para organismos patógenos. Si no tuviésemos flora habitual, sería
altamente factible que ante la invasión de algún germen
patógeno, la capacidad de responder de nuestro cuerpo sería
mínima y el resultado final sería catastrófico.
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La flora normal y el establecimiento del sistema inmune conducen
a la producción de niveles adecuados de anticuerpos naturales.
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2 casos:
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https://www.youtube.com/watch?v=-dVmD3GNtM4
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Contagio: https://www.youtube.com/watch?v=_U8cYtUSWJY