Mara Cecilia Arango Jaramillo

1
Control de los microorganismos

• María Cecilia Arango Jaramillo

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Principales razones para controlar los
microorganismos

• Prevenir la transmisión de enfermedades
• Evitar el deterioro de los alimentos y otros
  materiales
• Evitar la contaminación en procesos industriales
  que requieran cultivos puros, en laboratorios de
  diagnóstico o investigación.

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• Impedir la presencia de lama bacterial en las
  fábricas ( de papel y de azúcar).
• Controlar las algas en las piscinas
  recreacionales y en los sistemas acuáticos de
  refrigeración.
• Prevenir el deterioro bacterial en las pinturas a
  base de agua.

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• Controlar las manchas y la podredumbre de origen
  micótico en las maderas.
• Impedir la incidencia de enfermedades en las
  cosechas agrícolas causadas por patógenos
• Erradicar microorganismos de un hospedador que
  está infectado

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DEFINICIONES Y CONCEPTOS

• Esterilización eliminación de toda forma de
  vida, incluídas las esporas.
• Asepsia técnicas empleadas para impedir el
  acceso de microorganismos al campo de trabajo.

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• Higienización Agente que reduce la población
  bacteriana hasta niveles seguros para las
  exigencias de la salud pública.
• Condición sanitaria, limpieza.
• Se aplica a objetos inanimados y matan el 99
  de los microbios en crecimiento.
• Tambien se le da el nombre de Sanitización

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• Antimicrobiano agente que mata o inhibe el
  crecimiento de los microorganismos
  (antibacteriano, antifúngico, etc.).
• Microbicida (Germicida) agente que mata formas
  vegetativas, pero no necesariamente las esporas
  de un microorganismo (bactericida, fungicida,
  alguicida, etc.).
• Microbiostático agente que inhibe el crecimiento
  de microorganismos (bacteriostático,
  fungistático, etc.).

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• Desinfección es el proceso de destrucción de los
  agentes infecciosos.
• Desinfectante Sustancias químicas que matan las
  formas vegetativas y no necesariamente las formas
  de resistencia de los microorganismos patógenos.
• Se refiere a sustancias empleadas sobre objetos
  inanimados.

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• Antisepsia Operaciones o técnicas encaminadas a
  crear un ambiente que impida el desarrollo de los
  microorganismos e incluso pueda matarlos.
• Antisépticos Sustancias químicas que previenen
  el crecimiento o acción de los microorganismos ya
  sea destruyéndolos o inhibiendo su crecimiento y
  actividad.
• Se refiere a sustancias que se aplican sobre
  el cuerpo

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• Antibiosis fenómeno biológico que detiene o
  destruye el crecimiento microbiano debido a
  sustancias producidas por otro ser vivo.
• Antibióticos sustancias producidas por un ser
  vivo que se oponen a la vida de otro ser vivo.

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• Agentes terapéuticos antimicrobianos empleados
  en el tratamiento de infecciones.
• Agentes quimioterapéuticos sustancias químicas
  empleadas en el tratamiento de enfermedades
  infecciosas o enfermedades causadas por la
  proliferación de células malignas.

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MUERTE DE LAS POBLACIONES MICROBIANAS Y CURVAS DE
SUPERVIVENCIA
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• Criterio de muerte de un microorganismo pérdida
  irreversible de la capacidad de reproducción en
  un medio adecuado. También implica destrucción de
  la célula
• Proliferación desarrollo y crecimiento de los
  microorganismos y por lo tanto, incremento de su
  población
• Supervivencia no hay ni muerte ni proliferación,
  permaneciendo los microorganismos inactivos o
  inhibidos.

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Caso teórico de desinfección
15
Cuando una población microbiana se expone a un
agente letal, la cinética de la muerte es casi
siempre exponencial ya que el número de
supervivientes disminuye de forma geométrica con
el tiempo.
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Factores que afectan el control de los
microorganismos

• El número de microorganismos
• El tiempo de exposición.
• La concentración del agente de control
• Condiciones ambientales locales
• El tipo de microorganismos
• La temperatura
• El estado físico de el microorganismo

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El número de microorganismos

• A mayor número de microorganismos y/o resistencia
  de la población se necesitará mayor tiempo de
  esterilización.
• Para determinar el número de sobrevivientes es
  necesario conocer el tamaño inicial de la
  población.

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• Para establecer los procedimientos de control hay
  que considerar dos factores la tasa de
  mortalidad y el tamaño de la población inicial

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El tiempo de exposición.
D tiempo requerido para reducir la población
microbiana un 90

• Disminución progresiva en el número de
  microorganismos sobrevivientes en función del
  tiempo de exposición al agente

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Efecto de la concentración del agente de control

• Tiempo (minutos)

Efecto de diferentes concentraciones de fenol
sobre una población de E.coli
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Condiciones Ambientales

• El calor es más eficaz en un medio ácido que en
  uno alcalino.
• La consistencia del material, acuoso o viscoso,
  influye marcadamente en la penetración del
  agente.
• Las concentraciones altas de carbohidratos
  aumentan, por lo general, la resistencia térmica
  de los organismos.

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• La presencia de materia orgánica extraña
  reduce notablemente la eficacia de los agentes
  antimicrobianos
• No permite que el agente llegue al
  microorganismos
• Se combina con el desinfectante y lo precipita
• Se combina con el desinfectante y lo inactiva
  dejando libres concentraciones tan bajas que no
  logran el efecto deseado sobre la población
  microbiana

23
La naturaleza del microorganismo
Desinfección por UV
http//www.cepis.ops-oms.org/eswww/fulltext/aguaba
s/ultravio/ultravio.html
24

• Tipo de microorganismo las células vegetativas
  en desarrollo son mucho más susceptibles que las
  esporas.

• Estado fisiológico de las células las células
  jóvenes son más vulnerables que las viejas.

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La temperatura

• Tiempo

Efecto de la temperatura en el control de E.coli
con fenol a una concentración de 4,62 g/l
26
El estado físico de el microorganismo
27
Modo de acción de los agentes microbianos

• Alteran la permeabilidad de la membrana
• Dañan las proteínas y los ácidos nucleicos

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• Para determinar la eficacia antimicrobiana (la
  muerte de los microorganismos) se utilizan
  técnicas que descubran a los sobrevivientes es
  decir, a los capaces de reproducirse ya que los
  incapaces de reproducirse están muertos.
• Se utilizan métodos cuantitativos de siembra en
  placa en los que los supervivientes se detectan
  porque forman colonias.

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FACTORES FISICOS DE CONTROL DEL CRECIMIENTO
MICROBIANO
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Altas Temperaturas

• A.- Esterilización por calor húmedo
• Autoclave
• Tindalización
• Pasteurización
• Herbir
• B.- Esterilización por calor seco
• Horno
• Incineración

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Hay que distinguir entre calor húmedo y calor
seco

• La alta temperatura combinada con un alto grado
  de humedad es uno de los métodos más efectivos
  para destruir microorganismos.

• El calor húmedo mata los microorganismos porque
  coagula sus proteínas siendo más rápido y
  efectivo que el calor seco que los destruye al
  oxidar sus constituyentes químicos.

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• La acción letal del calor es una relación de
  temperatura y tiempo afectada por muchas
  condiciones.

• Las esporas de Clostridium botulinum son
  destruidas
• En 4 a 20 minutos a 120 C en calor húmedo
• En 2 horas de exposición al calor seco.

33
(No Transcript)
34
Esterilización por calor húmedo
35
Autoclave

• El calor en forma de vapor a saturación y a
  presión proporciona temperaturas superiores a las
  que se obtienen por ebullición.

• El aparato utilizado se llama autoclave (una olla
  que regula la presión interna y el tiempo).

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• Los autoclaves de laboratorio
• Presión de vapor de una atmósfera por encima de
  la presión atmosférica lo cual corresponde a una
  temperatura de 120C.
• El tiempo de exposición depende del volumen del
  líquido, de tal manera que para volúmenes
  pequeños (hasta unos 3 litros) se utilizan 20
  minutos a 120 C si los volúmenes son mayores
  debe alargarse el tiempo de tratamiento.
• Usualmente 15 minutos a 121C

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• No se deben esterilizar en el autoclave
• Sustancias que no se mezclan con el agua porque
  no pueden ser alcanzadas por el vapor
  sobreviviendo los microorganismos que contengan.
• Sustancias que se alteran o son destruidas por
  tratamientos prolongados de calor.

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• La esterilización comienza cuando se ha alcanzado
  la temperatura óptima en el interior del aparato
  (autoclave o estufa)
• Según el contenido, un autoclave puede requerir
  tiempos más largos para alcanzar la temperatura
  de esterilización.

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• Esterilización casera de frascos en olla a
  presión
• Se llena de agua la olla hasta 1/3 del alto de lo
  que se vaya a esterilizar
• Se colocan los frascos bien lavados
• se tapa la olla y se deja a fuego vivo
• Cuando pita se saca el aire para que quede sólo
  vapor de agua.
• Se deja volver a pitar y se baja el calor a bajo
• Se dejan cuentan de este momento en adelante 15
  minutos.
• Se puede apagar el fuego y dejar enfriar antes de
  sacar el material

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Pasteurización

• Es un proceso que reduce la población microbiana
  de un líquido.
• La leche, nata y ciertas bebidas alcohólicas
  (cerveza y vino), los jugos, se someten a
  tratamientos de calor controlado que sólo matan a
  ciertos tipos de microorganismos pero no a todos.

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• La leche pasteurizada no es estéril.
• La temperatura seleccionada para la
  pasteurización se basa en el tiempo térmico
  mortal de microorganismos patógenos
• ?
• Es el tiempo más corto necesario para matar una
  suspensión de bacterias a una temperatura
  determinada.

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• Mycobacterium tuberculosis es el patógeno más
  resistentes al calor que puede transmitirse por
  la leche cruda y se destruye en 15 minutos a 60
  C.
• Coxiella burnetti, agente causal de la fiebre Q,
  se encuentra a veces en la leche, es más
  resistente al calor que Mycobacterium
  tuberculosis por lo que la pasteurización de la
  leche se realiza
• A 62,8 C durante 30 minutos
• A 71,7 C durante 15 segundos

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• Pasteurización tradicional 63 a 65C por 30 min
• Pasteurización Flash el líquido se calienta a 72
  o C por 15 seg y rápidamente se enfría. Puede
  ser adaptada a flujos continuos.
• Ultrapasteurización 150 o C por 1-3 seg

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Tindalización o pasteurización fraccionada

• Calentamiento del material de 80 a 100 C hasta 1
  hora durante 3 días con sucesivos períodos de
  incubación.
• Se utiliza cuando las sustancias químicas no
  pueden calentarse por encima de 100 C sin que
  resulten dañadas.
• Las esporas resistentes germinarán durante los
  períodos de incubación y en la siguiente
  exposición al calor las células vegetativas son
  destruidas.

45
Esterilización por calor seco
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Horno

• La esterilización seca se logra a 160-170
  C por 2-3 hrs.
• El calor seco se utiliza principalmente para
  esterilizar material de vidrio y otros materiales
  sólidos estables al calor.
• Para el material de vidrio de laboratorio se
  consideran suficientes dos horas de exposición a
  160 C.

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Incineración

• La destrucción de los microorganismos por
  combustión o cremación.
• En los laboratorios, las asas de siembra se
  calientan a la llama de mecheros Bunsen.
• La incineración también se utiliza en la
  eliminación de residuos hospitalarios.

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Bajas Temperaturas

• En general, el metabolismo de las bacterias se
  inhibe a temperaturas por debajo de 0 C.
• No matan a los microorganismos sino que pueden
  conservarlos durante largos períodos de tiempo.
• Circunstancia aprovechada por los microbiólogos
  para conservar los microorganismos
  indefinidamente.
• Los cultivos de microorganismos se conservan
  congelados a -70 C o incluso mejor en tanques de
  nitrógeno líquido a -196 C.

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• Para evitar el crecimiento de los microorganismos
  patógenos y alterantes en la carne
• 1. Controlar que las carnes se expidan a la
  temperatura máximo adecuada 7 para las canales
  y los cuartos, 3 para las vísceras, -12 para las
  carnes congeladas, -18 para las ultracongeladas,
  4 para la carne de aves y de conejo.
• 2. Controlar que el mantenimiento de la cadena
  del frío
• Controlar las condiciones en que se hace la
  descongelación de la carne.

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3.- Radiaciones

• A.- Radiaciones ionizantes
• Rayos gamma
• Rayos catódicos
• B.- Radiaciones no ionizantes
• Luz ultravioleta

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Radiaciones ionizantes
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Rayos gamma

• Las radiaciones gamma tienen mucha energía y son
  emitidas por ciertos isótopos radiactivos como es
  el Co60.
• Son difíciles de controlar porque este isótopo
  emite constantemente los rayos en todas
  direcciones.
• Estos rayos pueden penetrar materiales, por lo
  que un producto se puede empaquetar primero y
  después esterilizar.

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Rayos catódicos

• Radiación con haz de electrones
• Se usan para esterilizar material quirúrgico,
  medicamentos y otros materiales.
• Ventaja el material se puede esterilizar después
  de empacado (ya que éstas radiaciones penetran
  las envolturas) y a la temperatura ambiente.

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Radiaciones no ionizantes
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Luz ultravioleta

• Radiaciones con longitudes de onda alrededor de
  265 nm son las que tienen mayor eficacia como
  bactericidas (200 - 295 nm).
• La luz UV tiene poca capacidad para penetrar la
  materia por lo que sólo los microorganismos que
  se encuentran en la superficie de los objetos que
  se exponen directamente a la acción de la luz UV
  son susceptibles de ser destruídos.

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• Se usan para reducir la población microbiana en
• Quirófanos
• Cuartos de llenado asépticos en la industria
  farmacéutica
• Superficies contaminadas en la industria de
  alimentos y leche.
• Bodegas de carne refrigeradas

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Ondas ultrasónicas (sonicación)

• En general, los microorganismos suspendidos en un
  líquido y sometidos a la acción de ondas
  ultrasónicas de altas intensidades (20,000
  ciclos/seg.) durante cierto tiempo se destruyen
  porque se rompe la pared celular y se pierde el
  contenido de la célula.
• Se usan en tratamiento de pequeños volúmenes de
  agua

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Filtración

• Membranas con poros de un tamaño determinado o
  materiales filtrantes. El tamaño del poro
  dependerá del uso al que se va a someter la
  muestra.
• Los microorganismos quedan retenidos en parte por
  el pequeño tamaño de los poros del filtro y en
  parte por adsorción a las paredes del poro
  durante su paso a través del filtro debido a la
  carga eléctrica del filtro y de los
  microorganismos.

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• Debido al pequeño tamaño de los virus, nunca es
  posible tener certeza de que, por los métodos de
  filtración que dejan libre de bacterias una
  solución, se van a eliminar también los virus.
• Son difíciles de utilizar en líquidos con muchos
  sólidos suspendido

60

• Según el tamaño del poro se puede lograr
  esterilidad o reducción de los microorganismos
• En las plantas de tratamiento de agua se logra
  remover hasta el 90-99 de los microorganismos
  filtrando el agua previamente floculada y
  sedimentada

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• La filtración se utiliza para
• Emulsiones oleosas, aceites, algunos tipos de
  pomadas.
• soluciones termolábileS líquidos biológicos
  (suero de animales, soluciones de enzimas,
  algunas vitaminas y antibióticos).
• Esterilizar soluciones oftálmicas, soluciones
  intravenosas, drogas diagnósticas, radiofármacos,
  medios para cultivos celulares, y soluciones de
  antibióticos y vitaminas.

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Existen tres tipos básicos de filtros

• Filtros profundos o Filtros de profundidad
  consisten de un material fibroso o granular
  prensado, plegado, activado, o pegado dentro de
  los canales de flujo.
• En este tipo de filtros la retención de las
  partículas se produce por una combinación de
  absorción y de retención mecánica en la matriz.

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Filtros HEPA

• Un filtro HEPA (High Efficiency Particulate Air)
• Está compuesto por pliegues de acetato de
  celulosa que retienen las partículas (incluídos
  los microorganismos) del aire que sale de una
  campana de flujo laminar.

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• Membranas filtrantes tienen una estructura
  continua, y la retención se debe principalmente
  al tamaño de la partícula.
• Los filtros de membranas son discos de ésteres
  de celulosa con poros tan pequeños que previenen
  el paso de los microorganismos
• Partículas más pequeñas al tamaño del poro
  quedan retenidas en la matriz del filtro debido a
  efectos electrostáticos.
• Estos filtros son desechables.

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• Los filtros de membrana se utilizan en
• La esterilización de líquidos
• En el análisis microbiológico de aguas ya que
  concentran los microorganismos existentes en
  grandes volúmenes de agua.

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• Filtros de membrana de nitrocelulosa
• Electron micrograph Schleicher and Schuell

Filtro de microfibras de vidrio. Electron
micrograph Whatman

• Millipore
• PVDF membrane.
• Electron micrograph

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• Filtros de huella de nucleación (Nucleoporo) son
  películas muy delgadas de policarbonato que son
  perforadas por un tratamiento conjunto con
  radiación y sustancias químicas.
• Son filtros con orificios muy regulares que
  atraviesan la membrana verticalmente.
• Funcionan como tamices, evitando el paso de
  toda partícula con un tamaño mayor al del poro.

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Desecación

• La desecación de las células vegetativas
  microbianas paraliza su actividad metabólica.
• Este proceso se utilizaba ampliamente antes del
  desarrollo de la refrigeración.

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• El tiempo de supervivencia de los microorganismos
  después de desecados depende de muchos factores,
  entre ellos la especie microbiana.
• En general, los cocos Gram (-) son más
  susceptibles a la desecación que los cocos Gram
  ().
• Las endoesporas bacterianas son muy resistentes a
  la desecación pudiendo permanecer viables
  indefinidamente.

70
Presión osmótica

• La pared celular de las bacterias las protege de
  cambios en la presión osmótica del medio.
• Pero si la presión osmótica externa es alta el
  organismo puede morir.
• Altas concentraciones de sal interrumpen los
  procesos de transporte a través de la membrana y
  desnaturalizan las proteínas.