Los medios de cultivo en microbiología

Hola a todos y continuando con esta serie de videos educativos, vamos a tratar hoy los medios de cultivo en microbiología.

Se entiende por medios de cultivo a los alimentos o nutrientes en el cual crecen los microorganismos, tanto hongos como bacterias.

Para conseguir un medio de cultivo óptimo es necesario tener condiciones adecuadas de temperatura, grados de humedad, presión de oxígeno, grados de acidez o alcalinidad.

Debe tener como mínimo carbono, hidrógeno, oxígeno y sales inorgánicas, además deben de tener ciertos requisitos o condiciones para poder permitir a los microorganismos su normal desarrollo, de ahí que la constitución de estos debe tener suficientes nutrientes y sustratos que le brinden condiciones para realizar sus funciones metabólicas.

Las técnicas de cultivo bacterianos nos permiten aislar un tipo de bacteria específica de una fuente natural, incrementar el número de la población de la misma o mantener en condiciones estables a ese cultivo, así también como cuantificar el número de bacterias u hongos que se encuentran en el material en estudio.

Uno de los sistemas más importantes para la identificación de los microorganismos es observar justamente su crecimiento en dichas sustancias alimenticias artificiales preparadas en el laboratorio.

Como ya dijimos, a este material alimenticio lo denominamos medio de cultivo y al crecimiento de los microorganismos en el mismo se denomina cultivo.

Para que las bacterias crezcan adecuadamente en ese medio de cultivo artificial, dijimos que debía reunir una serie de condiciones, además deberá estar exento de todo otro microorganismo contaminante del cual queremos aislar.

Yendo a la clasificación propuesta para los medios de cultivo de manera internacional, los tenemos según su consistencia y los agrupamos en sólidos, semisólidos o líquidos.

Los sólidos llevan como base una sustancia que se llama agar, que es un polisacárido acídico producido por ciertas algas rojas, que gelifica por debajo de 45 grados centígrados, se usa a una concentración del 1,5%, dando consistencia sólida y siendo el soporte de los compuestos necesarios en la nutrición bacteriana.

Los líquidos son los denominados caldos.

Dentro de la clasificación según la composición, tenemos a los medios sintéticos o químicamente definidos, que son medios de cultivo de composición conocida o definida, que llevan fuente de carbono, de nitrógeno, sales que contienen fósforo, potasio, magnesio, hierro y calcio, así como otros elementos estimuladores del crecimiento.

Son poco utilizados y suelen hacerse para cultivar especies de bacterias determinadas, como por ejemplo, Brucella abortus, dentro de los medios generales, son no selectivos que se utilizan para cultivo de una amplia variedad de organismos.

A menudo están enriquecidos con materiales como sangre, suero, hemoglobina, glutamina y otros factores accesorios para el crecimiento de bacterias, tienen una composición en la que crece la mayor parte de los microorganismos, por ejemplo, el agar sangre.

En los medios enriquecidos, tenemos a los medios generales, a los cuales les agregamos sustancias que aumentan su poder nutritivo y además enlentecen o suprimen el crecimiento de flora competitiva normal, potenciando el cultivo y el crecimiento deseado, por ejemplo, el medio selenito con vitamina K.

Medios de mantenimiento, suelen ser distintos a los de crecimiento óptimo, ya que el crecimiento rápido y prolífico suele ocasionar la muerte rápida de las células.

Ejemplo, al añadir glucosa y utilizarla, los microorganismos que se alimentan de ella producirán ácido, este ácido acidifica el medio, por lo que es preferible no utilizar la glucosa en medios de mantenimiento.

Los medios complejos o de composición indefinida llevan ingredientes como extracto de levadura, peptona, infusión de cerebro, extracto de carne, etcétera, que contienen nutrientes en abundancia, pero sin saber con exactitud la composición cualitativa ni cuantitativa de estos nutrientes.

Dentro de los medios diferenciales encontramos las formulaciones especiales en las que se estudian las peculiaridades fisiológicas como nutrición y respiración, sobre todo, específicas de las bacterias, seleccionando los medios adecuados y por medio de los reactivos que llevan, nos permiten diferenciar entre todas las bacterias crecidas unas de otras, por ejemplo, agar sangre que diferencia hemolíticos de no hemolíticos y MacConkey que diferencia los lactosa positivo de aquellos que son lactosa negativo.

En los medios de caracterización se los utiliza para identificar bacterias, dando lugar a una respuesta concreta del metabolismo bacteriano, los medios de transporte y mantenimiento que se utilizan para recoger y transportar muestras microbiológicas, por ejemplo, medio de Stuart, son medios no nutrientes, los microorganismos solamente se mantienen, pero no se multiplican, son semisólidos e inhiben las reacciones enzimáticas autodestructivas dentro de la célula, evitando los efectos laterales de la oxidación.

Todos los medios de cultivo, sea el que fuere, van a llevar como constituyentes fundamentales, agua, peptonas, que son compuestos intermedios de la hidrólisis de la proteína, extracto de carne, que se prepara a partir de carne vacuna troceada y macerada, suministrando componentes nitrogenados, no nitrogenados y vitaminas, el extracto de levadura, que se produce sometiendo a la levadura a una extracción con agua y evaporándola luego, tiene la misma función que el extracto de carne, pero es mucho más barata.

También llevarán gelatina, que es un agente solidificante que se prepara hidrolizando colágeno en agua hirviendo y se emplea mucho menos, ya que bastantes bacterias provocan su licuación, agar como componente fundamental para dar consistencia a los medios, que como dijimos, se extrae de alguna variedad de alga roja llamada Gelidium corneum.

En los diferentes medios de cultivo encontramos también numerosos materiales de enriquecimiento, como hidratos de carbono, suero, sangre completa, bilis, etcétera, los hidratos de carbono que adicionamos, lo hacemos por dos motivos fundamentales, primero para incrementar el valor nutritivo de ese medio de cultivo y para detectar reacciones de la fermentación de aquellos microorganismos que lo usan y que ayudan a la identificación.

El suero y la sangre, por su lado, se añaden para promover el crecimiento de los microorganismos menos resistentes, además los productos fermentables como los monosacáridos, disacáridos, etcétera, nos dan la capacidad de producir energía e identificar y clasificar a los microorganismos que los utilizan para su nutrición.

También vemos que a veces se añaden a los medios de cultivo colorantes que van a actuar como indicadores para detectar, por ejemplo, formación de ácido o como inhibidores de crecimiento bacteriano, para favorecer el crecimiento de la bacteria que queremos y anular el crecimiento de la que no la deseamos.

Por ejemplo, rojo fenol que usamos como indicador, ya que es rojo en pH básico y amarillo en pH ácido, el violeta de genciana lo usamos como inhibidor, ya que impide el crecimiento de la mayoría de aquellas bacterias gram positivas.