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1.2. Métodos de estudio específicos de los microorganismos

El descubrimiento de microorganismos patógenos propició el desarrollo de técnicas que facilitaran su estudio; dichas técnicas se circunscriben a tres campos principales: la microscopía, las técnicas de tinción y las técnicas de cultivo. Las dos primeras se trataron en la Unidad 1; en esta Unidad nos centraremos en la última de ellas.

Como hemos leído en el epígrafe anterior, la verificación de los postulados de Koch exige la obtención de cultivos axénicos o puros a partir de una comunidad de microorganismos, y para ello se han de preparar los medios de cultivo adecuados. Dichos medios de cultivo incluyen sustratos líquidos o sólidos. Al principio se utilizaron como sustratos rodajas de patata o caldo de carne (líquido o solidificado con gelatina), pero presentaban graves inconvenientes como, por ejemplo, la contaminación por microorganismos no deseados. En la actualidad los medios de cultivo sólidos se preparan con un agente solidificante, el agar-agar (un heteropolisacárido citado en la Unidad 2), que solventa los citados problemas y que, además, es transparente, lo que permite visualizar las distintas poblaciones de microorganismos o colonias en su totalidad:

Cultivos bacterianos

Izquierda: colonias de levaduras cultivadas en sustrato de agar en una placa de Petri. Derecha: cultivo en estría sobre sustrato de agar, usando un asa de cultivo o siembra (Fuentes: http://www.vet.unicen.edu.ar y http://www.uwinnipeg.ca/).

Al sustrato (agar o agua) se le añaden nutrientes —entre ellos fuentes de carbono y de nitrógeno— y una fuente de energía, que puede ser un compuesto (inorgánico u orgánico) o la luz, dependiendo del tipo de microorganismo que se quiera cultivar. Generalmente los cultivos se disponen en cajas circulares planas, de vidrio o plástico y provistas de tapadera, llamadas placas Petri. La siembra se realiza por estría en superficie (si el medio es sólido) o en profundidad (en medio líquido); en ambos casos se emplea un asa de cultivo [véase la ilustración anterior].

Básicamente, existen dos tipos de medios:

  • Medios de enriquecimiento. Se diseñan de modo que sus componentes (fuente de energía y nutrientes), así como las condiciones de incubación (pH, temperatura…), favorezcan el crecimiento del organismo que se quiere aislar (puesto que cada microorganismo posee unos requerimientos específicos). Así pues, se aplica a pequeña escala el principio de selección natural. Los organismos supervivientes podrán ser aislados al cabo de un tiempo.
  • Medios de selección. Son medios que matan o inhiben el crecimiento de todos los microorganismos, menos el que se desea aislar. Para ello se recurre a sustancias como los antibióticos o los antisépticos.
Cultivos bacterianos

La columna de Winogradsky es una variante de cultivo de enriquecimiento que se utiliza para el aislamiento de bacterias fototróficas rojas y verdes, bacterias reductoras de sulfato y otros organismos anaerobios. En la mitad izquierda se aprecian tres columnas preparadas en cilindros de vidrio que se han llenado hasta la mitad de lodo rico en materia orgánica, añadiéndose nutrientes, una fuente de sulfato y CaCO3 como tampón; se compactó el lodo para eliminar aire, se añadió agua de un río y se colocaron las tres columnas cerca de una fuente de luz. En las dos últimas columnas se añadieron fosfatos y nitratos, para promover el crecimiento de bacterias específicas. Al cabo de siete semanas (imagen derecha) se observó el crecimiento de algas, cianobacterias y otras colonias bacterianas en determinadas zonas de la columna. Así, las zonas rojas de la columna central indican el crecimiento de bacterias rojas no sulfúreas de la familia Rhodospirillaceae (Fuente: http://en.wikipedia.org/wiki).

Independientemente del tipo de medio usado, es importante evitar la contaminación de los materiales (cajas Petri, agujas de transferencias…) que se emplean durante la manipulación de los cultivos y los traslados de los microorganismos de un cultivo a otro. Para ello se usan técnicas de asepsia, como la esterilización —eliminación de toda forma de vida, incluidas las esporas— ya sea por métodos químicos (aplicando sustancias letales para los microorganismos, como el óxido de etileno y el alcohol etílico) o por métodos físicos, como el calor —el más utilizado— o la radiación ionizante.

Una vez aislado un cultivo puro, se puede estudiar su bioquímica, su genética y otras características.

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