Fases de la curva de crecimiento bacteriano

Las bacterias son organismos procariotas que se replican más comúnmente por el proceso asexual de fisión binaria. Estos microbios se reproducen rápidamente a una velocidad exponencial en condiciones favorables. Cuando se cultiva en cultivo, se produce un patrón predecible de crecimiento en una población bacteriana. Este patrón se puede representar gráficamente como el número de células vivas en una población a lo largo del tiempo y se conoce como curva de crecimiento bacteriano. Los ciclos de crecimiento bacteriano en una curva de crecimiento constan de cuatro fases: retraso, exponencial (log), estacionario y muerte..

Conclusiones clave: curva de crecimiento bacteriano

• La curva de crecimiento bacteriano representa el número de células vivas en una población bacteriana durante un período de tiempo..
• Hay cuatro fases distintas de la curva de crecimiento: retraso, exponencial (log), estacionaria y muerte..
• La fase inicial es la fase de retraso donde las bacterias son metabólicamente activas pero no se dividen..
• La fase exponencial o logarítmica es un tiempo de crecimiento exponencial.
• En la fase estacionaria, el crecimiento alcanza una meseta ya que el número de células que mueren es igual al número de células en división.
• La fase de muerte se caracteriza por una disminución exponencial en el número de células vivas..

Las bacterias requieren ciertas condiciones para el crecimiento, y estas condiciones no son las mismas para todas las bacterias. Factores como el oxígeno, el pH, la temperatura y la luz influyen en el crecimiento microbiano. Factores adicionales incluyen presión osmótica, presión atmosférica y disponibilidad de humedad. Una población bacteriana tiempo generacional, o el tiempo que tarda una población en duplicarse, varía entre especies y depende de qué tan bien se cumplan los requisitos de crecimiento.

Fases del ciclo de crecimiento bacteriano

La curva de crecimiento bacteriano representa el número de células vivas en una población a lo largo del tiempo. Michal Komorniczak / Wikimedia Commons / CC BY-SA 3.0

En la naturaleza, las bacterias no experimentan condiciones ambientales perfectas para el crecimiento. Como tal, las especies que pueblan un entorno cambian con el tiempo. Sin embargo, en un laboratorio, las bacterias pueden cultivar condiciones óptimas en un ambiente de cultivo cerrado. Es en estas condiciones que se puede observar el patrón de curva del crecimiento bacteriano.

los curva de crecimiento bacteriano representa el número de células vivas en una población bacteriana durante un período de tiempo.

• Fase de latencia: Esta fase inicial se caracteriza por la actividad celular pero no por el crecimiento. Se coloca un pequeño grupo de células en un medio rico en nutrientes que les permite sintetizar proteínas y otras moléculas necesarias para la replicación. Estas células aumentan de tamaño, pero no se produce división celular en la fase.
• Fase exponencial (registro): Después de la fase de retraso, las células bacterianas entran en la fase exponencial o logarítmica. Este es el momento en que las células se dividen por fisión binaria y se duplican en números después de cada tiempo de generación. La actividad metabólica es alta ya que el ADN, el ARN, los componentes de la pared celular y otras sustancias necesarias para el crecimiento se generan para la división. Es en esta fase de crecimiento que los antibióticos y desinfectantes son más efectivos ya que estas sustancias generalmente atacan las paredes celulares de las bacterias o los procesos de síntesis de proteínas de la transcripción del ADN y la traducción del ARN.
• Fase estacionaria: Finalmente, el crecimiento de la población experimentado en la fase de registro comienza a disminuir a medida que los nutrientes disponibles se agotan y los productos de desecho comienzan a acumularse. El crecimiento celular bacteriano alcanza una meseta, o fase estacionaria, donde el número de células en división es igual al número de células moribundas. Esto da como resultado un crecimiento demográfico general. En condiciones menos favorables, la competencia por los nutrientes aumenta y las células se vuelven menos metabólicamente activas. Las bacterias formadoras de esporas producen endosporas en esta fase y las bacterias patógenas comienzan a generar sustancias (factores de virulencia) que les ayudan a sobrevivir en condiciones difíciles y, en consecuencia, causan enfermedades..
• Fase de muerte: A medida que los nutrientes se vuelven menos disponibles y los productos de desecho aumentan, el número de células que mueren continúa aumentando. En la fase de muerte, el número de células vivas disminuye exponencialmente y el crecimiento de la población experimenta una fuerte disminución. A medida que las células moribundas se lisan o se abren, derraman su contenido en el medio ambiente, haciendo que estos nutrientes estén disponibles para otras bacterias. Esto ayuda a las bacterias productoras de esporas a sobrevivir el tiempo suficiente para la producción de esporas. Las esporas pueden sobrevivir a las duras condiciones de la fase de muerte y convertirse en bacterias en crecimiento cuando se colocan en un entorno que sustenta la vida..

Crecimiento bacteriano y oxígeno

Campylobacter jejuni, que se muestra aquí, es un organismo microaerófilo que requiere niveles reducidos de oxígeno. C. jejuni es la bacteria que causa la gastroenteritis. Henrik Sorensen / The Image Bank / Getty Images

Las bacterias, como todos los organismos vivos, requieren un entorno adecuado para el crecimiento. Este entorno debe cumplir varios factores diferentes que apoyan el crecimiento bacteriano. Tales factores incluyen oxígeno, pH, temperatura y requisitos de luz. Cada uno de estos factores puede ser diferente para diferentes bacterias y limitar los tipos de microbios que pueblan un entorno particular..

Las bacterias se pueden clasificar en función de sus requerimiento de oxígeno o niveles de tolerancia. Las bacterias que no pueden sobrevivir sin oxígeno se conocen como aerobios obligados. Estos microbios dependen del oxígeno, ya que convierten el oxígeno en energía durante la respiración celular. A diferencia de las bacterias que requieren oxígeno, otras bacterias no pueden vivir en su presencia. Estos microbios se llaman anaerobios obligados y sus procesos metabólicos para la producción de energía se detienen en presencia de oxígeno.

Otras bacterias son anaerobios facultativos y puede crecer con o sin oxígeno. En ausencia de oxígeno, utilizan fermentación o respiración anaeróbica para la producción de energía.. Anerobios Aerotolerantes utiliza respiración anaeróbica pero no se daña en presencia de oxígeno. Bacterias microaerofílicas requieren oxígeno pero solo crecen donde los niveles de concentración de oxígeno son bajos. Campylobacter jejuni Es un ejemplo de una bacteria microaerofílica que vive en el tracto digestivo de los animales y es una causa importante de enfermedades transmitidas por los alimentos en los humanos..

Crecimiento bacteriano y pH

Helicobacter pylori son bacterias microaerofílicas que se encuentran en el estómago. Son neutrófilos que secretan una enzima que neutraliza el ácido del estómago. Science Picture Co / Getty Images

Otro factor importante para el crecimiento bacteriano es el pH. Los ambientes ácidos tienen valores de pH menores a 7, los ambientes neutros tienen valores iguales o cercanos a 7 y los ambientes básicos tienen valores de pH mayores a 7. Bacterias que son acidófilos prosperar en áreas donde el pH es inferior a 5, con un valor de crecimiento óptimo cercano a un pH de 3. Estos microbios se pueden encontrar en lugares como las aguas termales y en el cuerpo humano en áreas ácidas como la vagina.

La mayoría de las bacterias son neutrófilos y crece mejor en sitios con valores de pH cercanos a 7. Helicobacter pylori Es un ejemplo de un neutrófilo que vive en el ambiente ácido del estómago. Esta bacteria sobrevive secretando una enzima que neutraliza el ácido del estómago en el área circundante..

Alkaliphiles crecen óptimamente en rangos de pH entre 8 y 10. Estos microbios prosperan en ambientes básicos como suelos alcalinos y lagos.

Crecimiento bacteriano y temperatura

La Champagne Pool de Nueva Zelanda es una fuente termal que contiene una comunidad de microorganismos termofílicos y acidófilos cuya distribución se relaciona con la temperatura y el entorno químico. Simon Hardenne / Biosphoto / Getty Images

La temperatura es otro factor importante para el crecimiento bacteriano. Las bacterias que crecen mejor en ambientes más fríos se llaman psicófilos. Estos microbios prefieren temperaturas que oscilan entre 4 ° C y 25 ° C (39 ° F y 77 ° F). Los psicófilos extremos prosperan en temperaturas inferiores a 0 ° C / 32 ° F y se pueden encontrar en lugares como lagos árticos y aguas oceánicas profundas.