MICROBIOLOGÍA SANITARIA UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA Estudio de la Cinética de Crecimiento de Escherichia coli 03/10/2024 Maria Fernanda Fernandez Montes, Juan Manuel Ortega, Juan Sebastián Salgado. Resumen La abundancia de microorganismos depende en gran medida del crecimiento microbiano, que está influenciado por diversos factores como la disponibilidad de nutrientes, la temperatura, el pH y la presencia de inhibidores. Este estudio se centra en analizar el efecto del pH sobre el crecimiento de la bacteria Escherichia coli (E.coli). Escherichia coli es una bacteria que se desarrolla de manera óptima en condiciones de pH cercano a la neutralidad y puede utilizar diversas sustancias orgánicas para obtener energía. Con el objetivo de analizar cómo el pH afecta su crecimiento, se cultivaron tres muestras de E. coli a diferentes niveles de pH (3, 7, 12). Al medir la turbidez del cultivo, que indica la cantidad de bacterias presentes, se observó que el pH 7, considerado neutro, es el más adecuado para el crecimiento de esta bacteria Se analizará el efecto del pH en la cinética de crecimiento de E. coli mediante una curva de crecimiento para determinar su pH óptimo y respuesta a condiciones extremas. Palabras claves: Escherichia coli, crecimiento, pH, adaptación. MICROBIOLOGÍA SANITARIA UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA Introducción A diferencia de otros organismos, en los cuales el crecimiento implica un aumento de tamaño, el crecimiento bacteriano está más relacionado al número de individuos que se forman, lo cual es debido a que las dimensiones por lo general tienden a ser estables entre miembros de la misma especie. [1] Las poblaciones microbianas en medios de cultivos pueden presentar distintos comportamientos de crecimiento, lo cual por lo general es representado en muchas ocasiones mediante una curva en la que se distinguen cuatro fases: latencia (hay aumento de volumen, pero las bacterias no se dividen); la fase exponencial o logarítmica (las células empiezan a duplicarse a un ritmo constante); la estacionaria (el número de células no cambia, es decir, que nace la misma cantidad de individuos que muere) y la de declinación o muerte (el número de células muertas supera a las vivas, con lo cual hay decrecimiento en la población). [1] Escherichia coli es un bacilo gram negativo, anaerobio facultativo de la familia Enterobacteriaceae, tribu Escherichia, esporulador, usualmente móvil (mediante flagelos perítricos). Esta bacteria coloniza el intestino del hombre pocas horas después del nacimiento y se le considera un microorganismo de flora normal, pero hay cepas que pueden ser patógenas y causar daño produciendo diferentes cuadros clínicos, entre ellos diarrea. [2] La bacteria se puede aislar e identificar tradicionalmente con base en sus características bioquímicas o serológicas, pero también se pueden estudiar sus mecanismos de patogenicidad mediante ensayos en cultivos celulares o modelos animales y, más recientemente, empleando técnicas de biología molecular que evidencian la presencia de genes involucrados en dichos mecanismos. [2] E. coli es una bacteria que crece óptimamente a 37 ºC y a pH neutro (7). Se sabe además que en condiciones óptimas su tiempo generacional es de 21 min. Un aspecto clave a considerar durante el estudio del crecimiento bacteriano, es que su comportamiento puede variar según cambios en las condiciones estándares (por lo general 37 ºC y pH 7), es así como modificaciones en la temperatura, pH, salinidad del medio, la presencia o ausencia de oxígeno, la fuente de carbono y otros factores como la acción de antibióticos, pueden ocasionar una disminución o aumento en el crecimiento poblacional [1]. En el presente estudio, se describe el proceso de determinación del crecimiento de E. coli mediante turbidimetría. Se evalúa la influencia del pH en el crecimiento de dicha bacteria. Se construyeron las curvas de crecimiento para cada caso. Materiales y métodos Cultivo de E. coli El cultivo de E. coli usado en este estudio se obtuvo del laboratorio de microbiología sanitaria de la facultad de ingeniería de la Universidad de Antioquia. Se encontraba en fase exponencial o logarítmica indicándonos que las células empiezan a duplicarse a un ritmo constante. E. coli cuenta con la ventaja de crecer a tasas de crecimiento previamente MICROBIOLOGÍA SANITARIA UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA conocidas, logrando altas densidades celulares. Esta tasa de crecimiento está determinada por las características de los medios de cultivo y la fuente de energía utilizada. Sin embargo, es importante enfatizar que los resultados del crecimiento pueden variar mucho dependiendo de las condiciones de la planta en particular y del sustrato utilizado. Caldo nutritivo Para propiciar el crecimiento de E. coli se inoculo la bacteria en un caldo nutritivo líquido. COMPLETAR CON INFO DEL CALDO USADO EN EL LAB La nutrición es un conjunto procesos y reacciones mediante las cuales los seres vivos toman del medio, en el que habitan, las sustancias químicas que necesitan para crecer, multiplicarse y hacer uso de la energía. [3] Como nutrición se denomina al conjunto de procesos por los cuales los seres vivos toman del medio las sustancias que necesitan para su desarrollo (nutrientes) que requieren para su catabolismo (mantenimiento) y su anabolismo (crecimiento). De igual forma, las bacterias también realizan biosíntesis de nuevos compuestos celulares, que demandan energía procedente del medio ambiente. [3] Incubadora Se uso la incubadora para mantener las muestras a una temperatura constante de 30°C. La función principal de la incubadora en el laboratorio es la de almacenar y acondicionar el ambiente, con el fin de desarrollar de manera adecuada los microorganismos, mediante la temperatura, presión y circulación del aire. Este es un equipo de uso químico, para el análisis de los compuestos de microbiología y el desarrollo de compuestos orgánicos. [4] Estas condiciones que se establecerán van a depender directamente del tipo de microorganismo con el que se esté trabajando, para así almacenar todo lo que contenga muestras químicas y finalmente realizar el análisis de relevancia. [4] Medición Se uso el turbidímetro para medir las partículas suspendidas en cada muestra y con estos datos realizar la curva de crecimiento. Los turbidímetros son utilizados para medir partículas suspendidas de un líquido, mostrando valores en NTU (por sus siglas en inglés Nephelometric Turbidity Unit.). Aportan resultados fiables y de alta precisión. [5] Procedimiento Se desinfecta el área de trabajo e inoculan 3 mL de un cultivo de E.coli en fase exponencial en 3 erlenmeyer, cada uno con 150 mL de Caldo Nutritivo, cada uno con pH de 3, 7 y 12 respectivamente. Se agitan los erlenmeyer y se llevan a la incubadora a 35±0.5ºC. Después de una hora de incubación se retiran los erlenmeyer de la incubadora y se realiza la primera medición; después se vuelven a llevar a la incubadora y se siguen tomando las mediciones en diferentes intervalos de tiempo. MICROBIOLOGÍA SANITARIA UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA Resultados y análisis pH 12 25 0 2 4 6 16 18 20 23 25 27 3 5,6 6,7 6,96 7 7,7 7,65 7,37 6,78 7,8 7,6 pH 7 7,88 89,4 85,6 82,1 283,3 310,8 305,7 366,7 370 374 20 12 7,2 9,61 20,1 10,5 8,6 6,47 5,47 6,02 6,8 7 NTU Tiempo/horas 15 10 5 0 0 10 20 30 TIEMPO (HORAS) 400 350 300 NTU 250 pH 3 50 8 NTU 150 100 10 0 6 0 10 20 TIEMPO (HORAS) 4 2 0 0 10 20 30 TIEMPO (HORAS) pH 7 400 300 NTU 200 200 100 0 0 10 20 TIEMPO (HORAS) 30 30 MICROBIOLOGÍA SANITARIA UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA Biografía FALTA HACER BIEN LAS CITAS https://www.scielo.org.mx/scielo.php?sc ript=sci_arttext&pid=S003636342002000500011&lng=es&nrm=iso &tlng=es (2) https://steemit.com/spanish/@khrisaer oth/determinacion-del-crecimiento-dehttps://co.hach.com/turbidimetros#:~:t ext=Los%20turbid%C3%ADmetros% 20son%20utilizados%20para,fiables% 20y%20de%20alta%20precisi%C3%B 3n. (5) escherichia-coli-y-algunos-factoresque-lo-afectan (1) http://www.scielo.org.co/scielo.php?scri pt=sci_arttext&pid=S179424702021000100049 (3) https://www.cromtek.cl/2020/12/29/incu badora-tipos-y-usos-en-el-laboratorio/ (4)
