INGENIERIA AMBIENTAL Y SANEAMIENTO

Carrera de Bioingeniería. Prof. Ms. Bioq. José Luis Favant

Conceptos de viabilidad y muerte microbiana

Introducción a la Bioseguridad

Información accesoria recomendada sobre microorganismoshttps://youtu.be/dKU5BspUA5E O en https://youtu.be/6SEULozjymQ

Donde podemos encontrar micro organismos como virus, bacterias y hongos?

• En nuestro Ambiente o Entorno.• En los alimentos.• En el agua.• En la tierra y bajo de ella.• En animales.• ….• En nosotros mismos…. Flora habitual y

eventualmente algun patogeno…..Sitio donde puedes ver mas sobre aislamiento de m. o. https://youtu.be/5RfkDptrxVs

Flora Habitual en humanos: CANTIDADES RELATIVAS DE M.O. /gramo

Ver mas información en https://youtu.be/W8sL5QV_NZk

Como se pueden transmitir de un lado o de un individuo a otro?

• Por movimientos convectivos de fluidos (aire, agua), por efecto térmico o por vientos o cambios bruscos de presiones en un ambiente.

• Los microorganismos poseen mecanismos y estructuras, que permiten adherirse o pegarse a la materia en general o a un ser vivo mas grande.

• Contactos simples.• Contactos seguidos por ingestión.• Inhalarlos cuando forman Bioaerosoles.• Materiales cortopunzantes contaminados.

Linkeate en https://youtu.be/kt7PvGUBkow

Bacterias

La cadena de infección

Reservorio

Agente Infeccioso

Hospedero susceptible

infección

Ver mas sobre infecciones en EAS en https://youtu.be/QQ1XZYYtU7U

Aislamiento de Hongos ambientales

Cuando decimos que un m. o. esta vivo?

• Cuando es capaz de desarrollar todas sus actividades metabólicas.

• Especialmente cuando es capaz de dividirse y producir a nuevos seres vivos, y a partir de otro/s similar/es.

• En m. o. como los Procariotas, la multiplicación se lleva a cabo por división simple. 124 8…512 1024 .., etc.

• En condiciones fisicoquímicas adecuadas y con nutrientes suficientes, el numero de m. o. iniciales se duplican en función del tiempo.

Link interesante sobre crecimiento microbiano https://youtu.be/-rNT_kkG5vc

División simple

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 110

200

400

600

800

1000

1200

Division Simple de m. o.

Tiempo (seg)

Num

ero

N d

e m

. o.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 110.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

Division simple de m. o. Semilog

Tiempo (seg)

Log

Ntiempo numero N log N

0 1 0,01 2 0,32 4 0,63 8 0,94 16 1,25 32 1,56 64 1,87 128 2,18 256 2,49 512 2,7

10 1024 3,0

Cinética de Crecimiento microbiano• La ecuación que rige la “fase de crecimiento” es una ecuación

diferencial de primer orden y viene dada por:

Donde:N: Número de microorganismos

vivos.t: Tiempo.

k: Constante cinética de velocidad de multiplicación del m.o.

• Resolviendo la Ecuación diferencial anterior, se llega a la expresión:

Donde: N0: Número de microorganismos iniciales.

k: Constante cinética de velocidad de multiplicación del m.o.

NkdtdN

tkeNN 0

¿Cuándo podemos considerar que un m. o. esta muerto?

• Desde un punto de vista microbiológico, un microorganismo muere cuando pierde de forma irreversible su capacidad de dividirse, es decir de duplicar su ADN y generar dos nuevos individuos.

• Un microorganismo puede perder su propiedad de dividirse en forma irreversible pero puede continuar desarrollando actividades metabólicas. (Estasis)

• Un microorganismo puede perder su capacidad de multiplicarse de modo transitorio o REVERSIBLE, ya sea por lesiones o cambios en las condiciones de su entorno. Sin embargo, si las condiciones vuelven a cambiar y se hacen favorables nuevamente, puede “recuperar” su capacidad de dividirse

Fase de equilibrio estacionario

• Dado que, supongamos los m. o. se encuentran desde el inicio, en un sistema cerrado, donde la cantidad de nutrientes no se renuevan, es decir se van consumiendo, y también se van acumulando sustancias de deshecho y a medida que algunos se multiplican otros mueren; luego de superar una fase de crecimiento sostenido, donde la velocidad con que se multiplican es mayor que la velocidad con que mueren; se llega a una etapa donde la velocidad de los que se reproducen es igual a la velocidad de los que se mueren. Llegamos a una Fase Estacionaria.

Curva de Crecimiento y Muerte Microbiana. Distintas Fases de Cinética Microbiana.

• Fase de Latencia (Lat).• Fase de Desarrollo o crecimiento exponencial o Logarítmico. (CExp)• Fase de Equilibrio Estacionario. (E)• Fase de Declinación o Muerte Logaritmica o Exp. Decreciente. (MExp)

Cinética de Decaimiento o muerte celular• La ecuación que rige la “fase de muerte” es una ecuación diferencial de primer orden y viene

dada por:

Donde:N: Número de microorganismos vivos.t: Tiempo.

• Resolviendo la EDO anterior, se llega a la expresión:

Donde: N0: Número de microorganismos iniciales.k: Constante cinética de muerte.

NkdtdN

tkeNN 0

Sobr

eviv

ient

es

100%

Loga

ritm

o de

lo

s so

brev

ivie

ntes

por u

nida

d de

vo

lum

en

Tiempo (horas)

Efecto por variaciones de Temperatura: Calentamiento

Loga

ritm

o de

los

supe

rviv

ient

es p

or m

l

42 °C

38°C

35°C

30°C

32.5°C

Loga

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l

42 °C

38°C

35°C

30°C

32.5°C

Efecto de la temperatura en la velocidad de muerte de Escherichia Coli.

Efecto por radiaciones

UV

Filtrado y Ultrafiltrado

**También con químicos (ATB)

Aplicaciones: Métodos de muerte microbiana

Descripción Acción

Naturaleza

Físicas

CalorAplicación de altas

temperaturas. Calor Seco y Calor Húmedo

Coagulación y desnaturalización de proteínas funcionales y estructurales.

Desecación /Liofilizado

Remoción de agua presente en células.

Desnaturalización de biomoléculas, deteniendo la actividad metabólica.

Radiación (UV, Gamma)

Aplicación de fotones de alta Energía.

Dimerización de ácidos nucléicos y desnaturalización de proteínas, impidiendo replicación.

Ondas Ultrasónicas

Aplicación de ondas mecánicas de alta intensidad.

Destrucción de la pared y membrana celular.

Filtrado y Ultrafiltrado

Aplicación de altas presiones sobre filtros.

Cribado o separación mecánica

Químicas

Halógenos. Oxidantes /Reductores

Aplicación de compuestos clorados. H2O2

Oxidan las proteínas y enzimas esenciales.

Ácidos y Bases Fuertes

Aplicación de compuestos con pHs extremos.

Desnaturalización de las proteínas por el cambios extremos del pH.

AlcoholesAplicación de

compuestos a base de alcohol.

Dañan la membrana celular, y desnaturalizan proteínas por deshidratacion.

Conclusiones• Los m. o. no pueden detectarse simplemente por nuestros

sentidos.• Es necesario estar capacitado y contar con instrumental

adecuado para su detección, aislamiento e identificación.• Todos estamos expuestos a su existencia.• Debemos convivir con ellos, porque son muy importantes para

nuestra vida y solo algunos pueden ocasionarnos enfermedades.

• Debemos conocer ciertas cuestiones practicas para poder, mas adelante, tomar precauciones o medidas preventivas para evitarlos o controlarlos.

• Esto significa ejercer un Control tanto Cualitativa como Cuantitativamente.

Para mas información ver el link https://youtu.be/YKUSxHYiDIQ

Bibliografía• Manual de seguridad y Pros. Auxilios (Hackett y

Robbins)- Ed. Alfaomega 1992.• Tratado de Microbiología (Davis-Dulbecco y

otros)- Ed. Salvat 1996.• Manual de Bioseguridad (Dpto. Técnico de

CaDiMe) - 2C Ediciones 1994.• Documentos y Publicaciones de la NIH y CDC.

2006-2014.Webgrafia: http://www.ugr.es/~eianez/http://www.ugr.es/~eianez/Microbiologia/diapos.htm