Factores Ambientales y Agentes Químicos: Impacto en Microorganismos

Efectos de las Radiaciones No Ionizantes: Rayos Ultravioleta (UV)

El espectro de acción de los rayos UV coincide con el espectro de absorción del ADN, específicamente a 260 nm.

Aunque no poseen actividad ionizante, los rayos UV son capaces de originar diversos fotoproductos en el ADN, entre los que se incluyen:

• Dímeros de pirimidina (ej.: T-T)
• Fotoproductos de la endospora
• Hidratos de pirimidina

Aplicaciones Prácticas de la Luz Ultravioleta

La luz UV se produce comúnmente mediante lámparas de vapor de mercurio, que emiten principalmente a 254 nm.

Es importante destacar que la luz UV presenta limitaciones en su penetración: no atraviesa sólidos, penetra escasamente en líquidos y es bloqueada por el vidrio.

Sus aplicaciones incluyen:

• Lámparas de desinfección de aire en entornos críticos como hospitales y laboratorios.
• Uso en investigación para procesos de mutagénesis.

Efecto de la Presión Hidrostática en Microorganismos

Las bacterias que habitan en entornos continentales generalmente no soportan grandes presiones hidrostáticas.

Bacterias Marinas y su Tolerancia a la Presión

• Barotolerantes: Son microorganismos que crecen a presión atmosférica, pero pueden soportar presiones de hasta 500 atmósferas (atm).
• Barófilas: Requieren altas presiones para su crecimiento óptimo.
  • Moderadas: Su crecimiento óptimo se da alrededor de 400 atm, y pueden tolerar presiones elevadas. Suelen encontrarse en profundidades de entre 5000 y 7000 metros.
  • Extremas: Presentan un crecimiento óptimo a presiones superiores a 600 atm y no son capaces de crecer a presión atmosférica. Habitan en fosas marinas, a profundidades de hasta 10 000 metros.

Microorganismos Osmófilos y su Adaptación

Los microorganismos osmófilos son aquellos adaptados a vivir en ambientes con alta concentración de solutos.

Tipos de Microorganismos Osmófilos

• Sacarófilos: Principalmente levaduras, adaptadas a altas concentraciones de azúcares.
  • Solutos compatibles: Polioles.
• Halotolerantes: Capaces de tolerar concentraciones elevadas de sal, aunque no la requieren para su crecimiento.
• Halófilos: Requieren sal para su crecimiento.
  • Moderados: Ejemplos incluyen bacterias marinas, que requieren aproximadamente un 3.5% de NaCl.
  • Hiperhalófilos: Como las arqueas del género Halobacterium, que requieren saturación de NaCl.
    • Soluto compatible: Acumulan hasta 7 M de K⁺.
    • Requieren una alta concentración de Na⁺ para mantener la integridad de sus envolturas celulares.

Efecto del pH en el Crecimiento Microbiano

El pH es un factor ambiental crítico que influye directamente en el crecimiento y la supervivencia de los microorganismos.

Clasificación de Microorganismos según su pH Óptimo

• Neutrófilos: Crecen óptimamente en un rango de pH entre 5.5 y 8.
• Acidófilos: Prefieren ambientes ácidos.
  • Bacterias como Thiobacillus crecen a pH 2.
  • Arqueas como Sulfolobus, Thermoplasma y Ferroplasma también prosperan a pH 2.
  • La arquea Picrophilus tiene un crecimiento óptimo a un pH extremadamente bajo de 0.7.
• Alcalófilos Obligados: Requieren un pH superior a 10 para su crecimiento.
  • Se encuentran en hábitats como lagos alcalinos o suelos carbonatados.
  • Algunos de estos microorganismos son también halófilos.

Acción de los Agentes Químicos en el Control Microbiano

Los agentes químicos son herramientas fundamentales para el control de los microorganismos, clasificándose en:

• Desinfectantes
• Antisépticos
• Quimioterápicos
• Antibióticos

Conceptos Generales sobre Agentes Químicos

Los agentes químicos utilizados para el control de microorganismos pueden clasificarse según sus efectos y su aplicación:

Clasificación según sus Efectos:

• Microbicidas: Agentes que matan a los microorganismos.
• Microbiostáticos: Agentes que inhiben el crecimiento y la reproducción de los microorganismos, pero no necesariamente los matan.

Tipos Generales de Agentes Químicos:

• Esterilizantes: Eliminan o destruyen todas las formas de vida microbiana, incluyendo esporas.
• Desinfectantes (Germicidas): Reducen el número de microorganismos patógenos en superficies inertes.
• Antisépticos: Reducen el número de microorganismos patógenos en tejidos vivos.
• Quimioterápicos: Sustancias químicas que se utilizan para tratar enfermedades infecciosas dentro del organismo.

Factores que Afectan la Potencia de un Agente Químico

La eficacia de un agente químico en el control microbiano está influenciada por varios factores clave:

• Concentración del agente y tiempo de actuación: Una mayor concentración y un tiempo de exposición prolongado suelen aumentar la eficacia.
• pH: El pH del entorno puede afectar la estabilidad y la actividad del agente químico.
• Temperatura: Generalmente, temperaturas más altas potencian la actividad de muchos agentes químicos.
• Naturaleza y población de microorganismos: La especie, el estado fisiológico y la cantidad de microorganismos presentes influyen en la resistencia.
• Presencia de materiales extraños: La materia orgánica (sangre, pus, etc.) puede inactivar o reducir la eficacia de algunos agentes.

Ejemplos de Desinfectantes y Antisépticos Comunes

Para Esterilización de Superficies Inertes (Laboratorios e Industria Alimentaria):

• Detergentes de sales cuaternarias de amonio (ej.: cloruro de benzalconio).
• Formaldehído en solución (3-8%).

Para Esterilización "en Frío" (ej., en Hospitales):

• Óxido de etileno o formaldehído (utilizados en forma de gases).
• Peróxido de hidrógeno.
• Ácido peracético.