Pruebas bioquímicas y medios de cultivo para Enterobacterias. Introducción

Las Enterobacterias son una familia amplia de bacterias Gram negativas que provienen del intestino, su morfología es principalmente  bacilar, la mayoría son motiles, son anerobios facultativos, carecen de la enzima citocromo c oxidasa y por ello son oxidasa negativos.

La manera de orientarse en la identificación del genero de las enterobacterias, es por medio de un conjunto de pruebas  bioquímicas denominadas IMVIC que consisten por las pruebas: Indol, Rojo de metilo,  Voges Proskauer y Citratos.

Indol.

Esta prueba se realiza en el medio de SIM que significa Indol, ácido sulfhídrico y motilidad.

Caldo MR/VP.

MR: Rojo de Metilo.          VP: Voges Proskauer.

Citratos.

Se basa en el metabolismo oxidativo ciclo de Krebs.

Medios de cultivo orientados a Enterobacterias:

Agar Sulfito Bismuto conocido como:  SBimg1653-01

Agar Salmonella-Shigella conocido como: SSAgar Salmonella-Shigella conocido como: SS

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(2021) Hola a todos Microbitos Blog, se renueva, bacterias, agares, identificación, todo se actualizara y mejorara.

Minientrada

Soy Porfirio Ruiz  de microbitosblog, es un gusto anunciarte que el blog esta en proceso de renovarse, se actualizara la información de forma gradual, se contestaran comentarios pendientes, se subirá nuevo contenido sobre identificación bacteriana, preparación de medios de cultivo, enfermedades infecciosas, morfología colonial, microbiología básica; podcast, videos y libros cortos de microbiología; entre muchas cosas.

Poco a poco se va a actualizar la apariencia y contenido del blog si tienes ideas compártelas en los comentarios,

Muchas gracias por tus aportaciones  nos sirven para mejorar o actualizar los datos e información.

Como Citar: Porfirio Ruiz (2021). (Titulo de la entrada o artículo), Microbitos Blog, http://www.microbitosblog.com

Pseudomonas aeruginosa, P. putida, P. fluorescens; Morfología, medios de cultivo, enfermedades y más.

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Pseudomonas spp. su morfología colonial es característica de identificación en algunos medios de cultivo, por ejemplo en medio agar Cetrimida, es un bacilo curvo o recto, aislado o en pareja o cadenas cortas, Gram negativa (-) esta bacteria tiene motilidad positiva gracias a su flagelo (solo cuenta con uno en algunas especies cuentan con 2 o mas flagelos). Sigue leyendo

Klebsiella pneumoniae, K. oxytoca, K. ozanae. morfologia, medio de cultivo, enfermedades y más

Características Klebsiella.

Klebsiella spp. forma parte de las enterobacterias, son bacilos, Gram (-) negativos, crecen en  diversos medios de cultivo, son bacterias oportunistas, las especies  importantes en la salud del humano son:

  • K. pneumoniae ,
  • K. ozanae ,
  • K. rhinoscleromatis ,
  • K. oxytoca.

Son bacterias de la  flora normal gastrointestinal, sin embargo su importancia médica radica debido  a que son oportunistas(osea se aprovechan del debilitamiento del sistema inmunológico) y pueden producir enfermedades nosocomiales como infecciones  respiratorias, urinarias, neumonías, etc.

Taxonomía bacteriana.

  • Reino: Bacteria
  • Filo: Proteobacteria
  • Clase: Gammaproteobacteria
  • Orden: Enterobacteriales
  • Familia: Enterobacteriaceae
  • Género: Klebsiella

Antecedentes.

En el mundo de la ciencia hay diversas maneras de nombrar a las bacterias, las  tres más comunes son dar nombre por una característica particular, como el  color, la enfermedad que causa, el olor,etc. otra manera es dar el nombre de  quien hizo el descubrimiento o una aportación valiosa, a estas bacterias se le  dio el nombre de un patólogo alemán llamado Theodor Albrecht Edwin Klebs,  debido a sus aportaciones en la bacteriología en 1885 se uso su nombre para  clasificar al género bacteriano «Klebsiella«.

Edwin Klebs (1834-1913) vivió en la época de Pasteur y de Koch y en algún momento trabajo en el laboratorio de R. Koch.edwin_klebs_klebsiella

Mas información de Edwin Klebs: Institut für Pathologie der Universität Würzburg.

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Edwin Klebs, descansando en una silla mecedora durante los últimos años de su vida, este bacteriólogo, murió a causa de la tuberculosis, aunque cabe señalar que tuvo una vida muy longeva casi de 80 años.

Morfología Microscópica Klebsiella spp.

Bacterias con y sin cápsula; un tamaño entre 0.5 μm y 2.0 μm. La morfología microscópica se observa en tinciones de Gram, No forma endoesporas, no tiene flagelo, por lo que es inmóvil.

klebsiella_oxytoca_gram_negativo

En una tinción de Gram el género Klebsiella se observa de la siguiente manera: Bacilos cortos sin agrupación definida, Gram (-), con o sin cápsula.   By Riraq25, vía Wikimedia Commons

Metabolismo bacteriano.

Son microorganismos facultativos anaerobios, se reproducen mejor  entre 30°C y 37°C . Tienen la enzima de catalasa, ureasa, fermenta muchos  carbohídratos, como la lactosa, por lo tanto son capaces de formar ácidos fuertes en sus procesos metabólicos.

Hábitat en humanos y modo de transmisión.

Klebsiella spp. se puede encontrar en humanos, caballos, cerdos, vacas, entre otros, principalmente en nasofaringe, tracto gastrointestinal, en las heces.

También está presente de forma natural en muchos ambientes acuáticos y puede  multiplicarse y alcanzar concentraciones elevadas en aguas ricas en nutrientes, como residuos de fábricas de papel, plantas de acabado textiles y operaciones de procesado de caña de azúcar. Estos microorganismos pueden proliferar en sistemas de distribución de agua, y se sabe que colonizan las arandelas de los grifos. También son excretados en las heces de muchas personas y animales sanos, y se detectan con facilidad en aguas contaminadas por aguas residuales. Mas información: Organización Panamericana de la Salud 

Medios de cultivo donde crece Klebsiella spp.

Estas bacterias se desarrollan en muchos medios de cultivo, tanto líquidos como sólidos de base agar, entre los que tenemos:

  • Agar nutritivo,
  • Agar Mac conkey,
  • Agar Chocolate.
  • Agar sangre,
  • Caldo o agar infusión cerebro corazón,
  • Caldo o agar soya tripcaseina,
  • etc.

Factores de virulencia.

LPS (Lipopolisacáridos).

Los Lipopolisacáridos se extienden por encima de la capsula de la bacteria de esta manera evita que sean lisadas las paredes celulares bacterianas, en el suero sanguíneo se cuenta con un conjunto de sustancias que se activan en cascada (llamada complemento) una tras hasta formar hoyos en la membrana bacteriana produciendo su lisis y muerte de la bacteria, normalmente el sistema del complemento tiene la capacidad de activarse en la presencia de LPS (principalmente polisacárido de tipo O1), pero como este se encuentra muy prolongado y distanciado de la membrana bacteriana, la activación del complemento es parcial y no logra llegar a la membrana para que surta el efecto deseado, como siempre el efecto del complemento dependerá del tipo de LPS que tenga la bacteria y del tipo de sistema inmune que se tenga.

Fimbrias o pilis (adhesinas).

Para que la bacteria sea capaz de producir una infección tiene que fijarse o sostenerse de las células que estén propensas a infectarse, por ejemplo las células del sistema respiratorio, intestinales o urogenitales. Son estructuras que ayudan a adherirse, estas fimbrias son filamentos cortos y delgados que se encuentran en la superficie de la bacteria.
Hay diferentes tipos de pilis en Klebsiella dos son los más comunes, pili tipo 1 y pili tipo 3.

Cápsula (Polisacáridos).

La cápsula esta compuesta por unidades complejas de azucares y ácidos uronicos, estos últimos proporcionan una carga negativa en la capsula, estas estructuras cubren el contorno de la bacteria en forma de manojos fibrosos. Hay células en el sistema inmune capaces de fagocitar (comerse) a las bacterias es un método de defensa, sin embargo la cápsula bacteriana evita sean fagocitadas por los neutrófilos, monócitos o macrófagos (células fagocitas). Dependiendo del tipo
de azucares y de su secuencia en la cápsula, sera la virulencia, actualmente existen reportadas 77 tipos de serotipos de Klebsiella spp en base a la composición de su capsula.

klebsiella_pneumoniae_capsula

Sideróforos.

Las bacterias para su desarrollo y reproducción necesitan grandes cantidades de hierro como catalizador para realizar funciones metabólicas fundamentales como reacciones redox y procesos d e trasporte de electrones. La concentración de hierro libre es particularmente bajo en el organismo debido a que la lactoferrina, transferrina, ferritina y hemina se unen al hierro disponible.
Para sobrevivir en el organismo del huesped, Klebsiella spp. genera sustancias capaces  de captar el Hierro entre estas se encuentran la enterobactina (enteroquelina) y la aerobactina.

Infección.

Son patógenos oportunistas y causa infecciones como neumonías, infección del tracto urinario, tracto respiratorio, septicemias o meningitis en neonatos (recién nacidos), principalmente este tipo de padecimientos se adquieren en hospitales (nosocomio).

Prevención.

La bacteria principalmente causa infecciones nosocomiales, su reservorio principal esta en el tracto gastrointestinal, por lo que su prevención radica en tener controles de sanitización eficientes en los hospitales, también el personal como médicos, enfermeros y familiares del paciente deben tener cuidados como un buen lavado de manos.

Resistencia a los antibióticos.

Hay una creciente manifestación de beta-lactamasa producida por algunas cepas de Klebsiella spp, ademas hay algunas que resisten a cefalosporinas en especial a ceftazidima.

Referencia Bibliográfica.

  • (1) George M. Garrity, (2004), Bergey´s Manual, Of Systemati, Bacteriology,
    Second Edition.
  • (2) R. Podschun and U. Ullmann (1998), Klebsiella spp. as Nosocomial Pathogens Epidemiology, Taxonomy, Typing Methods, and Pathogenicity Factors., Clin. Microbiol. Rev, 11(4):589. (http://cmr.asm.org/)

Postulados de Koch, explicación de las enfermedades causadas por microorganismos

Heinrich Hermann Robert Koch (1843-1910) fue un medico alemán, recibió el premio nobel de Medicina y Fisiología en 1905.

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Robert Koch, contemplando probablemente la morfología colonial de una bacteria en un medio de cultivo base de agar en una caja petri o simplemente posando para la foto.

R. Koch realizo investigaciones que evidenciaron que la enfermedad del antrax era provocada por el Bacillus Antracis (1870), descubre a las bacterias de la tuberculosis (1882) y el cólera(1883), además fue el primero que logro obtener cultivos bacterianos realmente puros a partir de gelatina y agar solidificados dando entrada al uso de los medios de cultivos de base agar, en ese entonces hasta Pasteur quedo sorprendido, contribuyo a la mejora de los métodos de esterilización en especial la esterilización por calor húmedo, un colaborador llamado Julius Richard Petri desarrollo la «caja Petri» muy usada en el estudio de la microbiología. Sigue leyendo

Streptococcus pyogenes, S. agalactiae, S. pneumoniae morfología, medio de cultivo, enfermedades y mas.

Características.

Dentro del género hay muchas especies, siendo las mas importantes desde el  punto de vista clínico: S.pyogenes, S. agalactiae y S. pneumoniae.

Tienen la capacidad de producir enfermedades infecciones en los humanos en especial en las vías  respiratorias altas (garganta faringe) y baja (pulmones), como por ejemplo la faringitis bacteriana, también pueden generar infecciones como la inflamación grave en los pulmones (neumonitis).

Taxonomía bacteriana.

  • Reino: Bacteria
  • Filo: Firmicutes
  • Clase: Bacilli
  • Orden: Bacillales
  • Familia: Streptococcaceae.
  • Género: Streptococcus

Principales especies: Streptococcus pyogenes (grupo A), Streptococcus agalactiae (grupo B), Streptococcus pneumoniae, Streptococcus mutans.

Hay ocasiones en la que se agrupan varias especies dependiendo una característica particular y aunque se trata de una pseudotaxonomía son ampliamente aceptadas por ejemplo: Grupo S. Viridans compuesto por S. sanguis, Streptococcus mitis, S. salivarius, S. milleri, S. mutans, entre otras. Generalmente forman parte de la cavidad oral, la mayoría son alfa hemolíticos.

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Pruebas bioquímicas primarias: Tinción de GRAM, prueba de catalasa, prueba de oxidasa, prueba de O/F y motilidad.

Las pruebas bioquímicas primarias son usadas para determinar el género de la mayoria de las bacterias.  Actualizado: 2015

  1. Tinción de GRAM.
  2. Prueba de catalasa.
  3. Prueba de oxidasa.
  4. Prueba de oxidación/fermentación conocida como OF.
  5. Motilidad.
Nota: Para identificar el género de las Enterobacterias se usan otras pruebas bioquimicas llamadas IMVIC que se compone de cuatro pruebas: Indol, Rojo de Metilo, Voges-Proskauer y Citrato.

Tinción de GRAM.

Fue creada en 1884 por el médico danes Hans Christian Gram, Esta tinción nos permite separar a la mayoría de las bacterias en dos grupos las gram positivas que se tiñen de color violeta y las gram negativas que se tiñe de color rosa. La diferencia en la tinción radica en las estructuras de la pared celular de las bacterias.

Pared celular de las bacterias Gram positivas.

estructura-gram-positiva

En la imagen de arriba se observa la capa gruesa de peptidoglicano y la ausencia de lipopolisacaridos.Pared celular de las bacterias Gram positivas.pared-gram-positiva1

En la imagen de arriba se puede observar el entrecruzamiento de los ácidos teicoicos.


Pared celular de bacterias Gram negativas.

pared-gram-negativa

Se observa  en la imagen de arriba el lipopolisacarido, y la poca cantidad de peptidoglicano.estructura-gram-negativa

Se observa en la imagen de ariba  el bajo contenido de péptido-glicano y el alto contenido de lipidos en forma de lipopolisacaridos.


Reactivos usados en la tinción de Gram.

  • Agua estéril para realizar el frotis.
  • Cristal violeta también conocido como violeta de genciana.
  • Safranina.
  • Una mezcla de alcohol-acetona 1:1.
  • Agua corriente para enjuagar.

Técnica de la tinción de Gram.

De preferencia la tinción debe ser realizada sobre un recipiente para que los desechos sean desechados adecuadamente.

Frotis bacteriano.

  1. Con la ayuda de un mechero, flamear un asa bacteriológica hasta el rojo vivo y esperar a que enfríe un poco.
  2. Tomar con el asa una gota de agua estéril y agregarla en un portaobjetos.
  3. Flamear nuevamente el asa  y esperar a que enfríe.
  4. Tomar con el asa un poco de muestra bacteriana a partir de una colonia aislada.
  5. Después agregar la muestra en la gota de agua que esta en el portaobjetos y homogeneizar suavemente con movimientos circulares.
  6. Esperar que seque al aire libre o poner durante uno o dos segundos con la llama de un mechero para fijar la muestra, teniendo en cuenta que el calor no debe ser directo (sólo se pasa por la llama), puesto que el calor excesivo puede cambiar la morfología celular de las bacterias a observar.

Tinción.

  1. Agregar cristal violeta, solo el suficiente para que se cubra el extendido bacteriano.
    dejar actuar durante 60 segundos.
  2. Agregar el lugol, solo el suficiente, dejar actuar durante 60 segundos.
  3. Enjuagar con agua corriente.
  4. Agregar una o dos gotas de alcohol-acetona e inmediatamente enjuagar con agua corriente.
  5. Agrgar Safranina, solo la suficiente, Dejar actuar durante 60 segundos.
  6. Enjuagar con agua corriente.
  7. Dejar secar a temperatura ambiente.
  8. Observar en un microscopio óptico con un objetivo 100X usando aceite de inmersión.

Resumen de los pasos de la tinción de Gram.tincion-de-gram

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Imágenes Caldo Rojo de Fenol, prueba e interpretación

El caldo rojo de fenol es usado para  observar la fermentación de algún carbohidrato como puede ser maltosa, glucosa, sacarosa, lactosa, trealosa, etc. El caldo rojo de fenol solo lleva un carbohidrato a la vez.

Ingredientes básicos:

Peptona de caseína, 12g
Extracto de carne, 1g
Cloruro sódico, 5g
Rojo fenol, 0.018g
Carbohidrato,10g
Agua destilada, 1000ml

Tubos de Caldo Rojo de Fenol

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Tubos con caldo rojo de fenol

El caldo debe estar a Ph 7.4 , el color del caldo queda  naranja-rojizo.

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Staphylococcus aureus, S. epidermidis, y S. saprophyticus.

Taxonomía

  • Reino: Bacteria
  • Filo: Firmicutes
  • Clase: Bacilli
  • Orden: Bacillales
  • Familia: Staphylococcaceae
  • Género: Staphylococcus

Características generales.

Dentro del genero Staphylococcus hay 52 especies, siendo las mas importantes desde el punto de vista clinico:

Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis y Staphylococcus saprophyticus.

Los Staphylococcus que se asocian con infecciones humanas son colonizadores principalmente de superficies cutáneas y mucosas.

El crecimiento de las colonias bacterianas son visibles casi sobre todos los medios de cultivo, en especial en agar sangre. Son bacterias en forma de coco grampositivas producen catalasa, son aerobios facultativos. Temperatura ideal de crecimiento 37 gradoscelcius, temperatura de crecimiento 10-46 grados celcius.

Consumen lípidos, proteínas y fermenta una gran variedad de azucares, no es formadora de esporas, crece en niveles de salinidad 7.5-10% , puede sobrevivir a 60 celcius 60min.

Historia.

El nombre de Staphylococcus proviene de la palabra griega Staphule que significa uva por lo tanto se hace la analogía con un racimo de uvas que es la agrupación observada para esta bacteria en una tinción de GRAM.

En 1880, Staphylococcus fue visto por primera vez en la pus de infecciones pirogénicas, Alexander Ogston determinó que estas bacterias eran cocos Grampositivos.

En 1884, S. aureus fue identificado por Rosenbach, como la bacteria causante de infecciones en heridas, así como la forunculosis.

En 1928, Alexander Fleming descubre que el hongo penicillium contamina medios de cultivos con cepas de Staphylococcus aureus, y observa la inhibición de la bacteria evidenciando de esta manera una nueva sustancia (antibiótico) la penicilina.

Morfología.

Son cocos Gram positivos, se observa asociación en racimos irregulares (similar aún racimo de uvas), carecen de flagelos, no producen esporas y rara ves pueden tener cápsula.

Tinción de Gram: Cocos Gram positivo, agrupados en racimos irregulares.

Microfotografía, tomada con un microscopio electrónico de barrido. Se observa morfologíaí de coco, carencia de flagelo y asociación en racimos.

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Morfología colonial bacteriana en medios de cultivo.

Cuando tienes un cultivo en agar (caja petri)  siempre es relevante    anotar la morfología colonial (colonias aisladas) de la cepa bacteriana para facilitar la identificación, los siguientes datos  te serán de utilidad:

Generalmente se reporta la morfología colonial tal como uno la percibe, por ejemplo si se ves que las colonias bacterianas son como puntitos, pues reportan que son puntiformes, si son lisas pues reportan que son lisas.

Si observas que están como moco, pues reportan que están mucosas, si su color es amarillento pues reportan que son de color amarillento,  y así sucesivamente., también puedes agregar características que consideres importante para identificarlas, por ejemplo el olor., Aun así checa las siguientes imágenes para orientarte.

Morfología colonial bacteriana superficie.superficie1

Morfología colonial bacteriana forma.forma1

Morfología colonial bacteriana borde.borde1

Streptococcus spp.

Streptococcus-betahemolisis-medio-de-cultivo-agar-sangre.streptococcus-betahemolisis

Klebsiella spp., en agar Mac Conkey. 

Colonias grandes planoconvexa, mucoides, brillantes, forma irregular, también se observan redondeadas, bordes ondulados, lactosa positivo(consume el carbohidrato lactosa lo cual acidifica el medio y el indicador rojo de fenol cambia rojo-rosado, por ello las colonias se ven de ese color).

Para leer sobre enfermedades morfologia microscopica, historia, prevención, entre otras de  Klebsiella spp dar clik para mas información.

Colonias rosas, mucoides, bordes irregulares, convexas. Medio de cultivo Mac Conkeyklebsiella_pneumoniae_mucoid

Colonias de Klebsella pneumoniae en medio agar Mac Conkey.klebsiella_pneumoniae_01


Staphylococcus spp.

Colonias medianas, convexas, de color blanco, forma circular, bordes redondeados.

Staphylococcus aureus en agar sangre.img235-01

Bacillus spp. 

Colonias medianas, convexas, blanquecinas como cera, forma  fusiforme y circular, bordes redondeados.

Ejemplo 1 de Colonias de Bacillus sp en agar nutritivo.bacillus-colonies-cdc

Colonias Grandes, planas, blanquecinas, forma irregular, bordes lobulados, dan la apariencia de estar secas, también se observa una protuberancia en el centro de las colonias lo cual les da una apariencia de huevo estrellado.

Ejemplo 2 de Colonias de Bacillus sp en agar nutritivo.bacillus-subtilis en agar nutritivo

Escherichia coli.

Las colonias de esta bacteria varían según el medio de cultivo donde crezcan, en este caso el medio de cultivo es Agar Eosina Azul de Metlileno abreviado EMB, podemos observar en la imagen que  las colonias tienen en demasía una coloración verde-metalico, lo cual es característico de E. coli, aunque hay otras bacterias que logran producir este color es muy tenue y escaso. Se logran ver colonias aisladas,  son colonias medianas, circulares, convexas, moradas, contorno verde-metalico, bordes redondeados.

Color verde metálico en las colonias característico de Escherichia coli en medio de cultivo. EMBEscherichia coli en medio de cultivo agar EMB

Escherichia coli en agar Mac Conkey.  Se logran ver colonias aisladas,  son colonias medianas, circulares, convexas, bordes redondeados, lactosa positivas lo que les da coloración rosada.Escherichia coli en agar Mac Conkey

Serratia marcensens.

Colonias medianas, brillantes, convexas de color rojo intenso, forma circular, bordes redondeados o irregulares, acuminada  y/o con protuberancia en el centro.

Cultivo de Serratia marcescens , se observa el color rojo obscuro intenso característico de esta bacteria. Medio de cultivo BHI.

serratia-marcencens Medio de cultivo agar BHI colonias

serratia-marcencens Medio de cultivo agar BHI colonias rojas

Cultivo de Serratia marcescens, se observa el color rojo intenso que es característico de esta bacteria.

Cultivo de Serratia marcescens agar nutritivo

Crecimiento de colonias de la bacteria Serratia marcescens en placa de Petri


Proteus mirabilis.

El genero Proteus es bien conocido por su amplia motilidad, esta se puede evidenciar en medios nutritivos como agar sangre, agar nutritivo, agar BHI, entre otros. Se forman una especie de ola alrededor de las colonias bacterianas y esta se desplaza de forma radial, a este fenómeno se le llama efecto de swarming el cual es característico de Proteus sp.Colonias medianas, convexas, blanquecinas o translucidas, forma circular, bordes redondeados hay precencia de swarming.

Proteus mirabilis en agar BHI con  un efecto de swarming tenue.proteus-mirabilis- en agar BHI

Proteus mirabilis en agar BHI se puede observar claramente el efecto de swarming.Proteus mirabilis medio de cultivo BHI

Proteus vulgaris en agar sangre se observa claramente el efecto de swarming, lo que evidencia la gran motilidad de la bacteria.proteus_vulgaris_ en agar sangre