Por Fran Fuentevilla Objetivos: Dibujar la curva de crecimiento bacteriano y explicar sus etapas. Explicar el efecto de ciertos factores ambientales sobre el crecimiento bacteriano. Clasificar las bacterias en base a su comportamiento frente a determinados factores ambientales. Requerimientos para el crecimiento El crecimiento microbiano requiere de: Factores físicos: (temperatura, presión osmótica, radiaciones). Factores químicos: (pH, oxígeno, factores de crecimiento). Además de nutrientes y de una fuente de energía y de las materias primas necesarias, para fabricar los componentes celulares (membrana, pared, ribosomas, cápsula, etc.), que conforman la estructura celular y bioquímica de la célula. Las bacterias pueden obtener desde el medio extracelular o sintetizar: - Aminoácidos Nucleótidos Hidratos de carbono Lípidos Requeridos para fabricar la estructura celular Los hidratos de carbono participan en la formación de estructura y en la producción de energía. Los aminoácidos y nucleótidos representan los bloques fundamentales para la síntesis de proteínas y ácidos nucleicos respectivamente. Los lípidos son los componentes principales de la membrana celular. Aunque todas las células comparten las mismas necesidades nutricionales básicas, cada tipo celular tiene requerimientos específicos distintos que dependen de su tipo de metabolismo. Por ejemplo, ciertas cepas de Escherichiacoli (una bacteria componente de la microbiota intestinal), cuando dispone de nutrientes inorgánicos más una fuente simple de carbono como la glucosa, son capaces de sintetizar todos los aminoácidos, nucleótidos, lípidos e hidratos de carbono necesarios para su crecimiento. Por el contrario, el agente causal de sífilis, Treponema pallidum, posee requisitos de crecimiento tan complejos que aún no se disponen de un medio apropiado para lograr su desarrollo in vitro. Esta diversidad en relación a los requerimientos nutricionales se usa como criterio diferencial que permite clasificar las bacterias en distintos grupo. Requerimiento energético El éxito evolutivo de las bacterias se debe en parte a su versatilidad metabólica. En bacterias se pueden encontrar todos los posibles mecanismos de obtención de carbono (C) y energía. De acuerdo a la fuente de carbono que usan los seres vivos, estos pueden diferenciarse en: Autótrofos (usan CO2) Heterótrofos (usan materia orgánica). Por otra parte, según la fuente de energía que utilicen los seres vivos pueden ser: Fotótrofos Quimiótrofos. Los fotótrofos usan energía solar como fuente de energía. Los quimiótrofos usan compuestos orgánicos (quimioorganótrofos) o inorgánicos (quimiolitótrofos). DIVERSIDAD METABÓLICA EN BACTERIAS FUENTE DE ENERGÍA LUZ SOLAR ENLACES QUÍMICOS foto quimio INORGÁNICA ORGÁNICA lito órgano FUENTE DE CARBONO Fotolitótrofos Inorgánico CO2 fotoautótrofos fotosintéticos Quimiolitótrofos Quimiorganótrofos Orgánico fotoorganótrofos heterótrofos Fuente de Energía Carbono Nitrógeno Azufre Iones Inorgánicos Sales Autótrofos Luz Solar Heterótrofos Función Compuestos orgánicos Co2 y CO3 Glucosa y Lactosa Síntesis de compuestos carbonatados N2, NH3, NO2, NO3 Peptonas, Síntesis de extracto de compuestos levaduras o carne nitrogenados H2S, S, SCO4 Metionina, Síntesis de Cisteína, Cistina moléculas con S, CoA, Metionina, Cisteína Fe, Ca, Cu, Co, Ni, Fe, Ca, Cu, Co, Ni, Cofactores K, Na, Mg, Mn K, Na, Mg, Mn enzimáticos Sulfatos, fosfatos, Sulfatos, fosfatos, Equilibrio iónico y cloruros, cloruros, amortiguador pH carbonatos carbonatos Crecimiento bacteriano Al hablar de crecimiento bacteriano, se debe diferenciar entre crecimiento celular y crecimiento poblacional: Crecimiento celular: es el incremento ordenado de todos los componentes celulares. Crecimiento poblacional: es el incremento en el número de células bacterianas. Los procedimientos para contar bacterias pueden ser directos o indirectos. MÉTODOS DE RECUENTO DIRECTO INDIRECTO Número absoluto de células (microscopio). Estimación del número de células. Recuentos totales: vivos y muertos. Recuentos viables: coloraciones especiales. Recuentos de colonias: vivos. Masa celular peso seco Método turbidimétrico. Medición constituyente celular ATP DIRECTO Significa contar células directamente una a una y por lo tanto requiere el uso de microscopio. En los procedimientos indirectos se estima el número de células, a través de algún parámetro asociado al crecimiento. Por ejemplo aumento de la turbidez a medida que aumenta el número de células en un medio líquido. Recuento directo: Tinción de gram (obsevar y contar). Portaobjeto especial: Cámara de Petroff-Hauser (cuadriculado). INDIRECTO (CÉLULAS VIABLES) SIEMBRA POR EXTENSIÓN 1. Se trabaja con cinco tubos con suero fisiológico estéril, uno de ellos con 10 ml y el resto con 9 ml, en el orden que se muestra en la figura. 2. Mediante una pipeta estéril tomar 1 ml del cultivo mixto y depositarlo en el primer tubo. 3. Tomar otra pipeta estéril y de este primer tubo transferir 0,1 ml al segundo tubo, agitar y repetir la operación transfiriendo 1ml del segundo al tercer tubo, del tercero al cuarto y del cuarto al quinto. 4. Una vez realizado el banco de diluciones procederemos a sembrar de los tres últimos tubos en placas de agar nutritivo y se debe extender la muestra en toda la superficie del mismo, utilizando para ello el asa de vidrio (asa de Digralsky). 5. Incubar a 37ºC durante 24 horas y realizar el recuento de las colonias calculando la concentración de células en el tubo inicial mediante la fórmula: ufc/ml = N x D x 10 ufc/ml D N Unidades formadoras de colonias (células viables) por ml. Dilución Número de colonias Recuento del número de colonias en las placas sembradas con las diluciones 104, 105 y 106 (para facilitar el recuento se utiliza un rotulador de vidrio punteando una a una cada colonia) MÉTODO TURBIDIMÉTRICO (indirecto) MÉTODO TURBODIMÉTRICO (INDIRECTO) Se necesita estimar turbidez ya que es una forma práctica de monitorizar el crecimiento bacteriano. Como una bacteria se multiplica en un medio líquido, éste se torna turbio o de aspecto nublado por las células. Vamos a relacionar la turbiedad con el número de células bacterianas mediante un instrumento llamado espectrofotómetro. TURBIA En el espectrofotómetro, un haz de luz es transmitido a través de la suspensión bacteriana a un detector sensible a la luz. Midiendo de esta manera la: ABSORBANCIA: cantidad de luz que es absorbida por la suspensión. TRANSMITANCIA: cantidad de luz que es transmitida por la suspensión. Mientras incremente el número de bacterias, menor será la luz captada por el detector gracias a que se absorbe. Este cambio en la luz se registrará en la escala del instrumento como el porcentaje de transmisión (transmitancia). También se registra una expresión logarítmica llamada absorbancia, un valor derivado del porcentaje de transmisión que puede ser reportado. Más de un millón de células por mililitro deben estar presentes para que la primera señal de turbidez sea visible Por lo que si hay pocas células la absorbancia es baja y la transmitancia alta. COMPONENTES DE LOS ESPECTROFOTÓMETROS DE LABORATORIO. Crecimiento poblacional ¿Cómo contando células podemos llegar a estimar el crecimiento de una población bacteriana? A través de la siembra de un medio de cultivo, donde se realiza un recuento de células a distintos intervalos de tiempo. Esos valores se grafican para obtener la: Curva de crecimiento bacteriano Las células bacterianas inoculadas en un medio de cultivo estéril, usan los nutrientes del medio para el crecimiento celular. Cuando las bacterias alcanzan el tamaño característico a su especie, las células se dividen produciéndose así el crecimiento poblacional. Si en dicho cultivo se mide el número de células a distintos tiempos y luego llevamos los datos a una gráfica, obtenemos la curva de crecimiento bacteriano, en la cual se destacan 4 etapas o fases muy características: 1. 2. 3. 4. FASE DE LATENCIA O ADAPTACIÓN (LAG) FASE EXPONENCIAL O LOGARÍTMICA FASE ESTACIONARIA MUERTE CELULAR Fases 1. FASE DE LATENCIA O ADAPTACIÓN (LAG) En esta etapa las células sintetizan activamente sus componentes celulares, pero no se multiplican en forma activa, por lo tanto, el número de células se mantiene constante. El tiempo que dura la fase lag es variable según las condiciones ambientales. 2. FASE EXPONENCIAL O LOGARÍTMICA En esta etapa las células comienzan a multiplicarse en forma activa, lo cual se traduce en un aumento exponencial en el número de células 3. FASE ESTACIONARIA Aquí el crecimiento se ve limitado por el agotamiento de los nutrientes y el aumento de productos metabólicos tóxicos y en consecuencia las células dejan de multiplicarse y el nº de células se mantiene constante. 4. MUERTE CELULAR Debido a la inanición y por la acumulación de productos tóxicos las células comienzan a morir. Se produce una brusca disminución de la densidad celular. Fase de latencia: es necesaria por diversos motivos tales como: 1. Si las células son viejas 2. Si el medio es distinto al medio de procencia. 3. Si las células están estresadas (p.ej: pH bajo) La duración de esta fase varía según las condiciones ambientales. Fase exponencial: La célula se múltiplica de manera activa entonces: 1. La velocidad de crecimiento es constante. 2. Los microorganismos se dividen y duplican su número a intervarlos regulares por fisión binaria. Fase estacionaria: La densidad poblacional es alta y las células bacterianas están consumiendo todos los nutrientes del medio por ello el crecimiento es constante. Muerte celular: No quedan más nutrientes en el medio, además de que se encuentra muy enrarecido por los productos de desecho. Por ello las células bacterianas comienzan a morir. El crecimiento poblacional se da en la fase exponencial. CRECIMIENTO POBLACIONAL Cada 20 min. En generar 20 generaciones (>7hrs) 1 millón de células bacterianas. En generar 30 generaciones (~10hrs) 1000 millones de células bacterianas. ESCALA ARITMÉTICA Gracias a que la escala aritmética no representa un crecimiento exponencial bacteriano se usa la ESCALA LOGARÍTMICA. ESCALA LOGARÍTMICA VS ESCALA ARITMÉTICA. Escala aritmética Escala logarítmica ¿Cómo se llegó a esa representación de la escalalogarítmica? Célula bacteriana se duplica a intervalos de tiempo regulares Aumento de la población= 2 n n: número de generaciones aumento exponencial logarítmico Expresión matemática del crecimiento Útil para comprender procesos fisiológicos, ecológicos y de aplicación industrial. Se aplica a cultivos en fase de crecimiento exponencial. Se puede calcular la Tasa de crecimiento (Tc) y el Tiempo de generación (Tg). Ambos parámetros son constantes para cada grupo bacteriano, pero pueden variar según las condiciones ambientales. Tasa de crecimiento (Tc) Variación en el número de generaciones por unidad de tiempo. Tiempo de generación (Tg) Tiempo necesario para que la población celular se duplique. TIEMPO DE GENERACIÓN Calcular Tc y Tg: (1) Tiempo= 1 h. TG: TC: 4G/h 60min/4G= 15 min. TG: 15 min TC: 4G/2h= 2G/h TC: 2G/h TG: 120min/4G= 30 min. TG: 30 min TC: 4G/3h= 1,3 G/h TC: 1,3 G/h TG: 180min/4G= 45 min. TG: 45 min (2) Tiempo= 2h. (3) Tiempo= 3h. Por ejemplo si consideramos los datos de la tabla superior: El Tg es de 20 min. El Tc por hora es de 3 (se dan tres generaciones en una hora). La mayoría de las bacterias tiene un Tg de 1 3 h, sin embargo, hay bacterias que requieren más de 24 h para duplicar su número. Bajo condiciones de laboratorio (in vitro): - El crecimiento y la división continúan hasta que el tamaño de la población es tal que se agotan los nutrientes. - Se produce un acumulo de productos metabólicos tóxicos capaces de ejercer un efecto tóxico sobre las bacterias. Las condiciones in vivo son distintas, ya que el: - Suministro de nutrientes se renueva. - Es posible eliminar los metabolitos perjudiciales. Sin embargo, el crecimiento puede ser inhibido por la respuesta inmunitaria del hospedero o el tratamiento con antibióticos. La capacidad de crecimiento y división rápida (Tg bajo): Es un factor fundamental en la patogenicidad de las bacterias, ya que sólo se necesitan unos pocos organismos para iniciar una infección potencialmente importante. No todos los patógenos son capaces de dividirse rápidamente. Las micobacterias por ejemplo, sólo se dividen cada 24 h (Tg = 24) Por lo tanto las infecciones se desarrollan con relativa lentitud Efecto de los factores ambientales sobre el crecimiento Temperatura Todos los microorganismos tienen una temperatura (Tº) óptima de crecimiento, en la cual la velocidad de duplicación (o velocidad de crecimiento poblacional) es mayor. T° óptima Velocidad de duplicación mayor Además en un microorganismo también se definen una Tº mínima bajo la cual no puede crecer y una T° máxima sobre la cual el crecimiento no es posible. Estos tres valores determinan las Tº cardinales que son características de cada especie Tº mínima se inhibe el crecimiento por mecanismos asociados a gelificación de la membrana y procesos de transporte muy lentos. Tº máxima refleja la temperatura por encima de la cual se produce la desnaturalización de uno o más componentes celulares esenciales, como las proteínas, lisis termal y colapso de las membranas. Clases de organismos según la temperatura: Considerando la Tº óptima característica de cada microorganismo es posible distinguir 4 categorías dentro de los procariotas, estos son: 1. 2. 3. 4. Psicrófilos: crecen a bajas Tº Mesófilas: crecen a Tº moderadas (más comunes). Termófilos: crecen a altas T° Hipertermófilos: crecen a T° muy altas. De entre los psicrófilos hay una subcategoría llamada psicrotolerantes, organismos que crecen a 0 °C pero tienen temperaturas óptimas de crecimiento entre 20 °C y 40 °C. Las bacterias que se han adaptado a vivir en asociación con animales, suelen tener una Tº óptima cercana a la de su hospedero, así la Tº óptima para muchas bacterias patógenas es de alrededor de 37º C. Los mesófilos incluyen casi todos los microroganismos comunes que causan deterioro y enfermedades. Por ejemplo: Escherichia coli es un mesófilo típico, y sus temperaturas cardinales están claramente definidas. T° óptima cerca de 39 °C. T° máxima son 48 °C T° mínima 8 °C. Así pues, el intervalo de temperatura para E. coli es de unos 40 grados, próximo al límite máximo para los procariotas. Relación entre la temperatura y la velocidad de crecimiento de las diferentes clases de microorganismos. En la gráfica se indica la temperatura óptima de cada organismo representativo. DISPONIBILIDAD DE AGUA El agua es el solvente donde ocurren las reacciones químicas y enzimáticas de la célula y es, por lo tanto, indispensable para el desarrollo y crecimiento de los seres vivos. La actividad del agua (Aw) relación entre la presión de vapor de aire en equilibrio con una sustancia o una solución y la presión de vapor del agua pura. Aw= p/p* p= presión de vapor de aire p*= presión de vapor de agua pura Es un índice que representa la cantidad total de moléculas de agua disponibles en el medio. - Para el agua pura Aw = 1 esto corresponde a la máxima disponibilidad para las células. - En la sangre humana Aw = 0,995. El valor mínimo de Aw en el cual las bacterias pueden crecer varía ampliamente, pero el valor óptimo para la mayoría de las especies es superior a Aw = 0,99. Variaciones en la Aw pueden afectar: La tasa de crecimiento. La composición celular. La actividad metabólica de la bacteria. Esto se debe a que si no se dispone de suficiente agua en el medio (no asociada a solutos), las células deberán realizar más trabajo para obtenerla: lo cual afectará el crecimiento. Cuando un organismo se transfiere de un medio con aw alto a otro con aw bajo, mantiene el balance positivo aumentando su concentración interna de soluto. Esto es posible bombeando solutos hacia la célula desde el ambiente o sintetizando un soluto citoplasmático. Estos compuestos se llaman solutos compatibles, y son normalmente moléculas orgánicas muy solubles en agua como: - Azúcares - Alcoholes - Derivados de aminoácidos Los microoganismos se pueden clasificar según su Aw y efecto osmótico: 1. Osmófilos: Viven en presencia de altos valores de azúcares. 2. Xerófilos: Viven en presencia de alta sequedas y ausencia de agua. 3. Halófilos: Requieren NaCl para desarrollarse. En los halófilos podemos encontrar: 1. 2. 3. 4. No halófilos: (≤ 1%) Halotolerantes: (1-6%) Halófilos: (6-15%) Halófilos extremos: (15-30%) Efecto de la concentración de NaCl en el crecimiento de microorganismos con diferentes tolerancias o requerimientos salinos. pH La acidez o la alcalinidad de una solución se expresa mediante el valor de su pH en una escala logarítmica en la que la neutralidad corresponde al pH 7. Los valores de pH menores de 7 son ácidos y los más altos de 7 son alcalinos. La mayoría de los microorganismos crece en pH cercanos a la neutralidad: (pH: 5 9). Sin embargo, existen algunos que pueden soportar valores extremos, teniendo un desarrollo óptimo ya sea en ambientes ácidos o alcalinos. Es así que según el rango de pH al cual se desarrollen se pueden diferenciar tres grupos de procariotas: 1. Neutrófilos: crecen mejor a un ph: 5,5 7,9 2. Acidófilos: crecen mejor a un ph: <5,5 3. Alcalófilos: crecen mejor a un ph: 8,0 10 El pH óptimo para el crecimiento de un organismo se refiere únicamente al ambiente extracelular. El pH intracelular debe permanecer cerca de la neutralidad para impedir la destrucción de las macromoléculas. Las bacterias regulan su pH interno mediante un sistema de transporte interno de protones que se ubica en la membrana plasmática. El DNA es poco estable frente al ácido, y el RNA lo es frente a las bases, de manera que la célula tiene que mantener estas macromoléculas fundamentales en un estado estable. El rango de pH óptimo para el desarrollo de las bacterias es estrecho debido a que frente a un pH extremo muy desfavorable se requiere de un gran consumo de energía para mantener el pH interno. OXÍGENO Para muchos microorganismos, el oxígeno (O2) es un nutriente esencial. Sin él no pueden llevar a cabo el metabolismo ni crecer. Otros organismos, por el contrario, no pueden crecer, incluso pueden morir, en presencia de O2. (1) Aerobios: - Son las bacterias que utilizan O2 molecular. - Producen más energía a partir de los nutrientes que los anaerobios. e (2) Anaerobios: - Son las bacterias que no utilizan O2 molecular. - Producen menos energía a partir de los nutrientes que los aerobios. Tipos de aerobios y anaerobios: ZONA ÓXICA ZONA ANÓXICA 1: Los aerobios estrictos u obligados: Necesitan oxígeno porque no pueden fermentar o respirar anaeróbicamente sun él. Se reúnen en la parte superior del tubo donde la concentración de oxígeno es más alta. Ej: Mycobacterium tuberculosis. 2: Los microaerófilos: Crecen mejor en presencia de pequeñas cantidades de oxígeno (sólo cuando está a una concentración más baja que la del aire 2-10%). Se juntan en la parte superior del tubo de ensayo pero no en el extremo. Ej: Campylobacter fetus. 3: Los anaerobios facultativos: Pueden crecer con o sin aire, en ausencia de aire realizan procesos fermentativos y en presencia de aire cambian a un metabolismo respiratorio. Se reúnen principalmente en la parte superior porque la respiración aeróbica genera más ATP que la fermentación. Ej: Escherichia coli 4: Los anaerobios estrictos u obligados: No pueden crecer en presencia de oxígeno ya que los inhibe o incluso mata. Su metabolismo puede ser fermentativo en algunos, respiración anaeróbica en otros y ciertos grupos realizan fotosíntesis Se acumulan en el fondo del tubo donde la concentración de oxígeno es más baja. Ej: Clostridium botulinum. 5: Los anaerobios aerotolerantes: Pueden crecer con o sin oxígeno (generan energía por fermentación o respiración anaerobia). Se pueden encontrar distribuidos uniformemente por todo el tubo de ensayo. Ej: Streptococcus pyogenes. El oxígeno molecular (O2) no es tóxico, pero se puede convertir en subproductos tóxicos, que dañan o matan las células que no son capaces de contrarrestar su efecto. Estos productos tóxicos del oxígeno son: 1. El anión superóxido (O2− ) 2. El peróxido de hidrógeno (H2O2) 3. El radical hidroxilo (OH-) El oxígeno (O2) es requerido por las bacterias aerobias para ser usado como: Último aceptor de electrones al final de la respiración aerobia (cadena de transporte de electrones). Todos estos subproductos se obtienen de la reducción que convierte el O2 H2O en la respiración. Así, independientemente de si puede respirar oxígeno, un organismo expuesto a él entrará en contacto con formas tóxicas de este elemento, y si no las destruye, estas moléculas causarán estragos en las células pues están implicadas en la generación de estrés oxidativo al interior de la célula. Por ejemplo el anión superóxido y el hidroxilo: son agentes oxidantes fuertes que pueden oxidar las macromoléculas y otros compuestos orgánicos de la célula. Los peróxidos como el H2O2 también pueden dañar los componentes celulares, pero no son tan tóxicos como los dos anteriores. Reducción del O2 hasta H2O por adición secuencial de cuatro electrones. Todos los productos intermedios formados son reactivos y tóxicos para las células, excepto el agua. El anión superóxido y el peróxido de hidrógeno son las especies tóxicas del oxígeno más abundantes, y las células tienen enzimas para destruirlas ENZIMAS QUE DESTRUYEN ESPECIES TÓXICAS DE OXÍGEN Las enzimas: - 1. Catalasa (H2O y O2) - 2. Peroxidasa (H2O) Atacan el peróxido de hidrógeno H2O2, y forman O2 y H2O, respectivamente. - 3. Superóxido-dismutasa (H202 Y O2) El superóxido O2− es destruido para generar H2O2 y O2 Algunas arqueas y bacterias anaerobias estrictas no tienen superóxidodismutasa y en su lugar es la enzima superóxido-reductasa la que elimina el superóxido. - 4. Superóxido–reductasa (H2O2) Ataca el superóxido por lo que reduce el O2- a H2O2 sin producción de O2 y evita así la exposición del organismo al oxígeno. - 5. Superóxido-dismutasa y Catalasa / Peroxidasa (H20 Y O2) Trabajan así en serie para convertir el anión superóxido en productos inocuos (H2O Y O2) Los aerobios y los aerobios facultativos normalmente cuentan tanto con superóxidodismutasas como con catalasas. La superóxido-dismutasa es una enzima esencial para los aerobios. Algunos anaerobios aerotolerantes carecen de ella y en su lugar usan complejos de Existe una prueba que detecta presencia enzima catalasa y que es útil manganeso no proteínicos paralallevar a cabodelaladismutación de O2− a H2O2 y O2. para diferenciar: Género Staphylococcus vs Género Streptococcus (Catalasa positivo, poseen la enzima) (Catalasa negativo, no poseen la enzima). Un asa de cultivo cargada con células de un cultivo de agar se mezcló en un portaobjetos (derecha) con una gota de peróxido de hidrógeno al 30 %. La aparición inmediata de burbujas es indicativa de la presencia de catalasa. Las burbujas son O2 producido por la reacción. La aparición de espuma indica la presencia de la enzima catalasa (positivo) por lo tanto pertenece al género sthaphylococcus. Presión Hidroestática Es la presión que experimenta un elemento por el sólo hecho de estar sumergido en un líquido. La presión hidrostática afecta a la fisiología y a la bioquímica de las bacterias. La mayor parte de las especies bacterianas de hábitats continentales no logran crecer cuando son sometidas a altas presiones. En general la presión reduce la capacidad de interacción entre las subunidades de las proteínas que tienen varias subunidades. Así, los grandes complejos proteicos de los barófilos extremos tienen que interaccionar de modo que se reduzcan al mínimo los efectos de la presión. Tanto: - La síntesis de proteínas. La síntesis de DNA. El transporte de nutrientes. Ensamblaje de los flagelos. División celular. Son sensibles a las altas presiones. Causas: - Aumento de la viscosidad del citoplasma. - Disminuye la capacidad de las enzimas de fijarse de unirse a sus respectivos sustratos - Interferencia en la división celular: Las bacterias se alargan, se filamentan, pero sin producción de tabique transversal (crecimiento sin división celular). Sin embargo, existen bacterias (sobre todo marinas) que toleran o requieren altas presiones (barotolerantes y barófilas, respectivamente): Clasificación de bacterias resistentes (a presiones mayores de 1 atm) 1. Barotolerante o piezotolerante (1 ATM) Puede crecer a presión hidrostática elevada, pero crece mejor a 1 atmósfera. Simplemente toleran la presión elevada, pero no crecen mejor bajo presión. 2. Barófilo o piezófilo (> 1 ATM) Organismo que crece mejor a presión hidrostática de más de 1 atmósfera. Crecen realmente mejor a presión alta. (aunque también pueden crecer a 1 atm) Por esto tienen mayor proporción de ácidos grasos insaturados en la membrana citoplasmática a comparación de que las que crecen a 1 atm. Estos ácidos grasos insaturados permiten a las membranas pueda seguir siendo funcionales y evitan que se gelifiquen a altas presiones o a bajas temperaturas. 3. Barófilo extremo o piezófilo extremo: Organismo que requiere una presión de varios cientos de atmósferas para crecer. En aguas aún más profundas (por ejemplo a 10.000 m) Crecimiento de bacterias barotolerantes, barófilas y barófilas extremas. Mecanismo de adaptación de las bacterias barófilas -Plegamiento especial de las proteínas enzimáticas -Mayor proporción de ácidos grasos insaturados en la membrana plasmática -Cambios en proteínas estructurales de la pared celular -Cambios en las proteínas de transporte -En Gram negativas sintetiza una proteína específica de la membrana externa (Omp H) por el nombre en inglés, outer membrane protein H. Proteína H de la membrana externa: que es un tipo de porina, y está ausente cuando las células se cultivan a 1 atm. Las porinas son proteínas que forman canales por los que las moléculas se difunden hacia el periplasma. Según parece, las porinas sintetizadas por las células cultivadas a 1 atm no pueden funcionar correctamente a alta presión, de modo que tienen que sintetizar unas porinas diferentes.
