7. Microbiologa del Aire

7. Microbiologa del Aire1El aire es un ambiente desfavorable para el desarrollo de m/o en el cual no crecen ni se dividen, tan solo se transportan.No existe conexin entre m/o ni con el aire ( lo contrario a las interacciones entre agua y suelo).Esto da como resultado solo una pequea coleccin de m/o pero no una microbiocenosis.Los microorganismos son transportados por la accin del viento hacia varios habitad o alrededores. Otros medios como los estornudos, tos, o aireacin de aguas residuales.

22El aire limita en tres aspectos el desarrollo de m/o.Falta de nutrientes adecuados.Carencia de agua (amenaza de desecacin).Radiacin solar.

UV Vaco (10 - 200 nm), Ozono.UVC (200-300 nm), Germicida, onda corta.UVB (280-315 nm), Eritema o golpe solar.UVA (315-400 nm), Luz negra, onda larga.

3Primer factor. Aunque el aire contaminado contiene algunas sustancias orgnicas, estas son pobremente descompuestas y no en cantidades suficientes para constituir un medio de nutrientes, en cambio por el segundo factor el aire es aun mas desfavorable para el desarrollo.

Segundo Factor. Los m/o en aire esta sujetos a constante desecacin lo cual detiene todos los procesos biolgicos. Algunas bacterias son altamente sensibles a niveles bajos de agua, ejemplo gonococci o spiroquetas mueren al mismo tiempo que ingresan al aire.

Algunos m/o han desarrollado sistemas de defesa como la formacin de esporas (endoesporas y fngicas).

4Tercer factor. La radiacin de la luz causa mutacin y desecacin en los m/o. (el efecto en el suelo y agua es mucho menor o no existe).

5

Adaptacin de microrganismos a un ambiente areo.Tres tipos de m/o se han podido desarrollar en el aire:Virus.Bacteria.Fungi.

67

Las bacterias puede existir en formas vegetativas resistentes a ambientes hostiles, pero los hongos puede desarrollar esporas o fragmentos de micelio. En este sentido se puede clasificar a los m/o que resisten a la desecacin y a la radiacin solar.Formas resistentes bacterianas (endoesporas).Formas vegetativas bacterianas.Bacterias que tiene formacin de colorantes carotenoides o capas protectoras (cpsulas).Esporas fngicas.Cpsides de virus.

8Las endoesporas son las formas bacterianas resistentes mas conocidas, sas estructuras envueltas en muchas capas dentro de la clula son capaces de resistir las condiciones del aire. Son producidas especialmente por los gneros Bacillus y Clostridium.A que una clula produce una sola endoespora, estas no pueden ser utilizadas para reproduccin.

910

11

Otro tipo de forma resistente es producido por bacterias del suelo ( actinomicetos). Sus clulas especiales, filiformes, tambin llamadas micelio areo. La fragmentacin de ste micelio produce numerosas formaciones esfricas (similares a las esporas fungicas).stas estructuras esfricas llamadas conidias, al contrario de las endosporas, son utilizadas para la reproduccin.12

13

La produccin de carotenoides es muy importante para la proteccin contra la radiacin solar. Los carotenoides tienen muchos molculas con enlaces C=C- que funcionan como antioxidantes, porque son agentes reductores fuertes que son oxidados por radicales libres.Esto evita la oxidacin de macromolculas de importancia biolgica, como el ADN, protenas, etc. Las bacterias que carecen de carotenoides perecen por el efecto de fotoxidacin. La habilidad de producir carotenoides es propia de los actinomicetos con forma de cocos o varillas. 1415

Un ejemplo clsico de un actinomiceto de forma redondeada Mycobacterium tuberculosis aparte de ser resistente a la radiacin ultravioleta tambin es resistente a la desecacin por la alta cantidad de lpidos en su pared celular. Las bacterias que poseen cpsulas como Klebsiella genus (produce problemas respiratorios) tienen un alto grado de resistencia.16Las esporas fngicas. Las esporas son las clulas utilizadas en la reproduccin asexual. Ejemplo la Calvatia gigantea produce 20 billones de esporas (conidias) que se dispersan en vastas reas.Conidia: es un tipo de espora formada en la reproduccin asexual, se forma en la ltima parte del conidiosforo ( Penicillusm y Aspergillus, son microrganismos que forman esporas).

1718

Los virusAdems de m/o en el aire tambin pueden existir virus resistentes, siempre y cuando estn envueltos es sus nucleocpside, como es el caso del virus de la gripe. Se cree que las bacterias Gram positivas muestran mayor resistencia que las Gram negativas, posiblemente por el grosor de su pared celular.En general los virus son mas resistentes que las bacterias. 19Aerosoles biolgicos.Los m/o suspendidos en el aire forman un sistema coloidal llamado BIOAEROSOL. Como todo coloide (la materia que se encuentra dispersa esta entre ser una partcula o una molcula, en cuanto a su tamao visible a simple vista) consta de dos fases, la fase dispersora (aire) y la fase dispersa (m/o).Pero tener m/o dispersos es extrao, porque stos generalmente se encuentran asociados a partculas de polvo o gotas de lquidos (agua, saliva, vapor condensado).2021

22

La diferencia en cuanto al grado de contaminacin en el tracto respiratorio, depende del tamao de una partcula de polvo o una pequea gota de lquido.El tamao de una partcula de polvo es superior y puede avanzar nicamente a la parte superior de las vas respiratorias. En cambio una pequea gota de agua puede invadir un alveolo.Las partculas de polvo tienen mayor cantidad de m/o que una gotita de lquido.

23El tamao de un bio aereosol va desde 0,02 m a 100 m, ste tamao depende de factores externos como la humedad, temperatura u grado de agregacin de partculas. Se divide en:

* Partculas finas (< 1m), en donde se encuentran virus, endosporas y fragmentos celulares y poseen propiedades higroscpicas. *Partculas gruesas (>1m), en donde se encuentran principalmente bacterias, hongos, asociados a partculas de polvo o pequeas gotas de agua.

2425

Supervivencia y propagacin de bioaerosolesLas principales caractersticas que determinan la supervivencia de m/o que lograron llegar al aire son:Caractersticas morfolgicas.Condiciones meteorolgicas (humedad del aire, radiacin solar).Contaminacin del aire.Tiempo que pasan en el aire.26HUMEDAD RELATIVA.Cuando existe poca humedad en el aire, acompaada de radiacin solar, el principal problema de enfrentan los m/o es la deshidratacin.Por el contrario una alta humedad ambiental protege a los m/o de la radiacin del sol. Las estructuras morfolgicas y las caractersticas bioqumicas de m/o pueden cambiar dependiendo de la humedad existente en el aire.Esporas resistentes con delgadas capas no son particularmente sensibles al cambio de humedad.Bacterias Gram negativas y virus encapsulados resisten mejor la baja humedad.Las bacterias Gram positivas y virus no encapsulados sobreviven mejor a altas concentraciones de humedad.

27TemperaturaTiene un efecto indirecto, debido a que temperaturas altas provocan la cada de la humedad relativa y desnaturalizacin de proteinas o el efecto de cristalizacin del agua, cuando la temperatura baja por debajo de 0. La mejor temperatura para el desarrollo de bioaereosol es por el nivel de 15C.

28Radiacin solarLa radiacin causa mutaciones, formacin de radicales libres (daan macromolculas) y posible deshidratacin. El espectro de luz visible es de 400-700 nm, crea un efecto fotodinmico que produce radicales libres como peroxi e hidroxi. stos radicales tienen un efecto fuertemente oxidande, que causa daos en macromolculas (ADN). El espectro de luz de 230-275nm crea una mutacin directa sobre el ADN, donde la timina forma un dmero.La luz infrarroja genera altas temperatura y en consecuencia deshidratacin. 29Contaminacin del aireSustancias contaminantes especialmente hidrocarburos, ozono y xidos ntricos que son activados por la radiacin UV forman contaminantes secundarios descritos como oxidantes fotoqumicos (peroxiacetil nitrato PAN y perxidos orgnicos).En contraste los aerosoles no txicos y no biolgicos (polvo y neblina) dispersa y absorbe la radiacin solar que incrementa la tasa de supervivencia de bioaereosol. La radiacin solar incrementa la temperatura mientras que una alta humedad debilita la radiacin. 30?De qu depende la concentracin de m/o en un bioaereosol?La cantidad de m/o emitidos depende del emisor (bacteria hongos).Distancia fsica del emisor.Velocidad del viento.Precipitacin (lluvias).

31Deteccin de m/o en el aire Se puede utilizar mtodos de microscopia y por medios de cultivo.MICROSCOPIAste mtodo comienza por permitir que el aire circule por un filtro o colocando un vidrio impregnado de alguna sustancia pegajosa (vaselina). Tincin de m/o atrapados.Conteo de m/o.

32Por las tcnicas de tincin ( acridina anaranjado), el resultado final se expresa como m/o en 1m3.ste mtodo tiene una desventaja, puede detectar tano especies vivas como muertas (polen, caros, polvo, clulas epiteliales, plumas, etc), pero no puede determinar que clase de m/o es.

33MTODOS DE CULTIVOEsto consiste en transferir los m/o del aire atrapados a un medio de cultivo selectivo. El resultado se reporta como ufc/m3.Un ufc no puede ser formado por una sola clula, sino por los agregados bacterianos viables.Los m/o que se desarrollan en el medio de cultivo, no son todos los m/o que existen en el aire. Por tal razn se necesita suplementar el medio de cultivo para revivir a todas las formas que por las condiciones adversas del medio (aire, radiacin solar, baja humedad) permanecen en estado latente.

34Las sustancias con las que se recomienda la suplementacin del medio son la betana y catalasa.La betana, un derivado metlico del aminocido glicina, es utilizado por los m/o para mantener el balance osmtico, como donador de grupos metlicos, indispensables en el proceso de biosntesis. La catalasa destruye los peligrosos perxidos creados en el aire por la radiacin UV.

35EVALUACIN DEL AIRE.Se asume que el aire es limpio cuando no excede la concentracin de clulas bacteriana los 1000 ufc/m3 y clulas fngicas los 3000 ufc/m3 , siempre y cuando stos m/o sean no patgenos.En ambientes cerrados los lmites estn entre 2000 ufc/m3 para clulas bacterianas y 300 ufc/m3 para clulas fngicas. Cuando los lmites son excedidos se considera un aire microbiolgicamente impuro. 36