¿Qué son las bacterias facultativas?
Las bacterias facultativas son bacterias capaces de vivir tanto en condiciones de presencia como de ausencia de oxígeno. El oxígeno es un compuesto altamente reactivo y esencial para muchas bacterias y para la mayoría de los organismos vivos, sin embargo, este elemento es letal para algunas especies de bacterias.
Entre las bacterias facultativas existen algunas de importancia industrial y comercial, ya sea en la industria alimenticia, farmacéutica o cosmética, entre otras. Otras especies, por el contrario, son capaces de producir enfermedades letales para el humano.
Características de las bacterias facultativas
- La principal característica de las bacterias anaeróbicas facultativas es que pueden utilizar oxígeno en sus procesos metabólicos, pero también pueden emplear respiración anaeróbica o el metabolismo fermentativo en ausencia de oxígeno.
- Otra característica, relacionada con el proceso metabólico, es que las bacterias facultativas carecen de la enzima superóxido dismutasa. Esta enzima es característica de las bacterias aeróbicas estrictas. La función de la enzima es la degradación del superóxido (O2–), un producto intermedio del metabolismo aeróbico.
Metabolismo energético
Todos los seres vivos deben obtener energía para sus procesos vitales. Esa energía la obtienen de los alimentos, ya sean sintetizados por ellos mismos (autótrofos) o previamente elaborados y/o procesados (heterótrofos).
La energía contenida en los alimentos es aprovechada (parcialmente) para la síntesis de ATP mediante una serie de reacciones químicas que forman parte del metabolismo. Para ello deben romper enlaces químicos dentro de las moléculas que conforman los alimentos.
La ruptura de esos enlaces ocasiona la liberación de electrones o de átomos de hidrógeno que deben ser aceptados por otros compuestos. Si el aceptor final de los electrones, o del hidrógeno, es un compuesto orgánico, la reacción se conoce como fermentación, en cambio, si el aceptor final es un compuesto inorgánico, entonces se habla de respiración.
Durante la respiración, el aceptor final de los electrones más común es el oxígeno: es la llamada respiración aeróbica. Sin embargo, en ausencia de oxígeno, algunos organismos, como algunas bacterias, pueden emplear compuestos inorgánicos distintos al oxígeno como aceptores finales de los electrones, ocurriendo la respiración anaeróbica.
Tipos de bacterias según su dependencia del oxígeno
Las bacterias pueden ser clasificadas dependiendo de si emplean o no el oxígeno en su metabolismo de la siguiente forma:
Aeróbicas
Emplean el oxígeno como aceptor final de electrones en los procesos metabólicos. Por ello son capaces de crecer y prosperar en presencia de oxígeno. Finalmente, las especies aeróbicas estrictas no pueden sobrevivir en condiciones anóxicas.
Microaerófilas
Son un grupo de bacterias que, a pesar de requerir oxígeno, solo pueden prosperar en ambientes donde las concentraciones de este elemento son menores (menos del 10%) que la concentración normal en el aire (20%).
Anaeróbicas
Especies que no utilizan oxígeno en sus reacciones metabólicas. Para algunas especies anaeróbicas, el oxígeno es un elemento tóxico, resultando letal para ellas, inclusive en concentraciones muy bajas. Sin embargo, algunas especies pueden tolerarlo, e incluso eventualmente emplearlo.
Por ello, las bacterias anaeróbicas pueden ser subdivididas en:
Aerotolerantes
No son capaces de usar oxígeno en su metabolismo, pero este no les resulta letal, por lo que pueden vivir en ambientes con concentraciones normales de oxígeno.
Facultativas
Bacterias que pueden utilizar oxígeno como aceptor final de electrones durante su metabolismo energético, pero en ausencia de este elemento pueden sobrevivir empleando otras rutas metabólicas.
Usos
- Algunas de las bacterias facultativas presentan gran importancia desde el punto de vista industrial. Entre este grupo se incluyen, por ejemplo, las bacterias empleadas para la obtención de bebidas alcohólicas fermentadas, como el vino o la cerveza.
- También son usadas en la industria alimenticia para la obtención de alimentos fermentados como quesos, yogur, entre otros.
- Algunas especies también son empleadas para la elaboración de probióticos.
Enfermedades
Entre las bacterias facultativas se encuentran varias especies capaces de causar enfermedades de diferente relevancia clínica, que van desde diarreas autolimitadas hasta enfermedades mortales, incluyendo también muchas de las enfermedades nosocomiales.
Entre estas enfermedades se encuentran, por ejemplo, diarrea bacteriana, infecciones del tracto urinario, endocarditis, meningitis, peritonitis, neumonía y septicemia. Algunas de estas enfermedades son difíciles de tratar debido a la resistencia de las bacterias a los medicamentos.
Ejemplos de especies representativas
Escherichia coli
Es un miembro del grupo de las enterobacterias, que normalmente puede ser encontrada en el tracto gastrointestinal de los seres humanos. Entre las características de esta especie están el hecho de que es capaz de fermentar la lactosa y de degradar el triptófano, pero no puede crecer en medios con citrato como única fuente de carbono.
Aunque forma parte de la flora intestinal, esta bacteria es capaz de producir enfermedades en los humanos, como diarreas, infecciones del tracto urinario y meningitis.
Salmonella enteritidis
Es otra especie de enterobacteria, como E. coli, pero a diferencia de esta, no es capaz de fermentar la lactosa, pero sí puede sobrevivir en cultivos con citrato como única fuente de carbono. Puede vivir en el tracto gastrointestinal de una gran diversidad de especies de vertebrados, incluyendo también algunas de sangre fría.
Esta especie, conjuntamente con otras del género, son las responsables de la gastroenteritis.
Lactococcus lactis
Bacteria perteneciente al grupo de los lactobacilus, de formas variables. Puede crecer solitaria, formando pareja o en forma de cadena. La industria emplea esta especie en la producción de alimentos como yogur, queso, chucrut, entre otros.
También es empleada como probiótica, y está generalmente reconocida como segura (GRAS, por sus siglas en inglés) por la Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos (FDA). Sin embargo, puede ser responsable de enfermedades nosocomiales, como la endocarditis.
Lactobacillus rhamnosus
Es otro representante del grupo de los lactobacilos, como Lactococcus lactis. Es un bacilo no móvil, incapaz de producir esporas, que puede crecer en forma solitaria o en colonias de cadenas cortas. Puede ser anaeróbica facultativa o microaeróbica.
Al igual que L. lactis, es empleada en la industria alimenticia y como probiótico. También está relacionada con enfermedades nosocomiales, entre ellas bacteriemias, meningitis y peritonitis.
Haemophilus influenzae
Bacilo de pequeño tamaño, no móvil, que requiere de componentes de la sangre para su desarrollo. Es una de las principales causas de enfermedades como infecciones de los oídos y del tracto respiratorio, meningitis y epiglotitis.
Morganella morgani
Bacteria en forma de bastón que vive como comensal en el tracto digestivo de los humanos, así como también de otros vertebrados. A pesar de ser un integrante tradicional de la flora intestinal de organismos sanos, puede ser un agente infeccioso oportunista en organismos enfermos o al infectar heridas.
Entre las enfermedades asociadas a esta bacteria se encuentran en primer lugar diarrea, infecciones del tracto urinario, septicemia, bacteriemia, neumonía, empiema, infecciones quirúrgicas, entre otras. Esta bacteria desarrolla resistencia a los medicamentos.
Referencias
- E. Hogg. Essential Microbiology. John Wiley & Sons Ltd.
- D. Samaržija, N. Antunac, J.L. Havranek. Taxonomy, physiology and growth of Lactococcus lactis: a review. Mljekarstvo.