1. Definiciones
Definición de términos frecuentes
• Esterilización
– Destrucción o eliminación de todas las células vivas y/o esporas viables y/o virus
y/o viroides y/o priones de un objeto o hábitat
UNIDAD III.- NUTRICIÓN, METABOLISMO, CRECIMIENTO Y • Desinfección
CONTROL DE LOS MICROORGANISMOS – Destrucción inhibición o eliminación de organismos patógenos
– desinfectante
• Agente, habitualmente químico, usado para desinfectar
Tema 8.- Control de microorganismos: Definiciones. Cinética de • Generalmente sobre objetos inanimados
muerte microbiana. Técnicas físicas (calor, bajas temperaturas, • Saneamiento
filtración y radiación) químicas (fenoles, alcoholes, halógenos, – Reducción de la población microbiana hasta niveles que se consideran seguros
para la salud pública
metales pesados, amonio cuaternario, aldehídos, gases • Antisepsia
esterilizantes,) y evaluación de su eficacia . Antibióticos, – Prevención de una infección o sepsis de tejidos vivos
evaluación de su eficacia y mecanismos de acción. Antifúngicos y – antisépticos
• Agentes químicos aplicados sobre tejidos vivos para la prevención e
antivirales. inhibición del crecimiento de agentes patógenos
Agentes antimicrobianos
• Agentes que eliminan a los microorganismos o que inhiben su crecimiento
• El sufijo –cida se emplea para agentes que matan: i.e. germicida (alimina patógenos
y algunos no patógenos pero no necesariamente endosporas). Incluye bactericidas,
fungicidas, algicidas y viricidas.
• El sufijo –estatíco se emplea para agentes que inhiben el crecimiento i.e.
Bacteriostático, fungistático
Cinética de muerte microbiana Control microbiano por técnicas químicas y físicas
Cinética de muerte microbiana
• La población microbiana no se destruye instantáneamente Control y evaluación de la eficacia de técnicas físicas y
• En general su destrucción ocurre exponencialmente químicas antimicrobianas
• Se considera que los microorganismos están muertos cuando son incapaces de Técnicas Físicas:
reproducirse en condiciones que normalmente permiten su crecimiento
•Calor
•Temperaturas bajas
•Filtración
•Radiación.
Agentes Químicos:
•Fenoles
•Alcoholes
• Compuestos Halogenados
Condiciones que afectan la efectividad de los agentes antimicrobianos •Compuestos clorados
• Tamaño de la población (a mayor Tamaño mayor tiempo necesario) •Metales pesados
•Sales de amonio cuaternario
• Composición de la población microbiana
•Aldehidos
• Concentración e intensidad de los agentes empleados (a  [],  rapidez, no es lineal) •Gases
• Duración de la exposición •Antibióticos
• Temperatura
• Ambiente local (pH, viscosidad, compuestos orgánicos)
Técnicas físicas (Calor) Técnicas físicas (Calor)
Empleo de técnicas Físicas: Calor Evaluación de la eficacia: Calor
• Calor húmedo: Efectivo contra todo tipo de microorganismos. Degrada ácidos
• Valor Z: Aumento de temperatura
nucleicos, desnaturaliza proteínas y disgrega membranas
necesario para reducir D a 1/10
• Esterilización con calor seco: Es menos efectivo, requiere mayores temperaturas y
• Valor F: tiempo, en minutos,
mayores tiempos de exposición. Oxida componentes celulares y desnaturaliza
necesario para destruir una
proteínas
población de células o esporas a
Evaluación de la eficacia: Calor un a temperatura determinada (en
• Tiempo de muerte térmica (TMT ó general 121,1 ºC)
TDT en inglés): Tiempo mínimo
necesario para destruir todos los
microorganismos a una temperatura
específica y condiciones definidas
• Tiempo de reducción decimal (D o
valor D): tiempo necesario para
destruir el 90 % de los
microorganismos o esporas en una
muestra a una temperatura
específica

2. Técnicas físicas (Calor) Técnicas físicas (Calor y bajas temperaturas)
Calor húmedo Calor húmedo
• pasteurización
autoclaves – Calentamiento controlado a temperaturas muy por debajo del punto de ebullición
– se emplean para destruir microorganismos, – Reduce la población microbiana total y como consecuencia aumenta el tiempo
incluidas las esporas, eficientemente de conservación del material tratado (reduce la putrefacción)
Pasteurización de la leche
– en su interior, una atmosfera de vapor a
presión permite alcanzar temperaturas • Pasteurización rápida (High Temperature Short-Term – HTST)
superiores a 100º C – 72°C durante 15 segundos después se enfría rápidamente
• Esterilización a temperatura ultraelevada (UltraHigh-Temperature, UHT)
– de 140 a 150° C durante 1 a 3 segundos
Bajas temperaturas
• Congelación
– detiene la reproducción microbiana debido a la ausencia de agua líquida
Levaduras – algunos microorganismos mueren como consecuencia de la rotura de la
membrana provocada por los cristales de hielo
Mohos
• Refrigeración
Bacterias – reduce el crecimiento microbiano y la reproducción
Virus
Técnicas físicas (Filtración) Técnicas físicas (Filtración)
Filtración Filtrado de aire
• Disminuye la población microbiana o esteriliza • mascarillas
disoluciones que contienen compuestos termosensibles a • tapones de algodón
través de la eliminación de todos los microorganismos
Filtrado de líquidos • Filtros HEPA (high-efficiency particulate air)
• Filtros de profundidad – empleadas en las cabinas de seguridad (cámaras) de flujo laminar de flujo
– filtros granulares o de fibras gruesas que elimina laminar
microorganismos por adsorción, o por tamizado o
ambos
• Filtros de membrana
– membranas porosas con un tamaño de poro
definido que elimina los microorganismos
principalmente por tamizado
Membranas de nylon con bacterias Membranas de policarbonato con Sistema de filtración con bomba
retenidas (poro de 0.2 µm) bacterias retenidas (poro de 0.4 µm) peristáltica
polycarbonate membrane
with 0.4 µm pores
Técnicas físicas (Radiación) Técnicas químicas
Radiación Agentes químicos de control microbiano
• radiación ultravioleta (UV)
– uso limitado para esterilización de superficies ya que la radiación UV no
penetra el vidrio, superficies sucias agua o otras sustancias
• radiación ionizante
– penetra profundamente en los objetos
– destruye endosporas bacterianas (o es siempre efectiva contra virus)
– empleado para la esterilización y pasterurización de antibióticos, hormonas,
suturas, plásticos desechables y alimentos
Objetos que se esterilizan frecuentemente con radiación
Desinfectante: Agente, habitualmente químico, usado para desinfectar (destrucción inhibición o eliminación de
organismos patógenos, generalmente sobre objetos inanimados. Antisépticos: Agentes químicos aplicados
sobre tejidos vivos para la prevención e inhibición del crecimiento de agentes patógenos

3. Técnicas químicas Técnicas químicas
Fenoles Halógenos (Fluor, cloro, bromo y iodo)
• Iodo
– se emplea sobre la piel como antiséptico
– oxida componentes celulares y ioda proteínas
– a altas concentraciones mata esporas
– puede dañar la piel, la colorea y puede
ocasionar problema alérgicos
– iodoforo
• comúnmente empleados en la desinfección de laboratorios y hospitales • iodo formando complejos con
• desnaturaliza porteínas y disgrega membranas transportadores orgánicos
• tubercolicida, efectivo en presencia de materia orgánica y duraderos sobre las •Cloro
superficies que se aplican - oxida componentes celulares
• olor desagradable y pueden irritar la piel - importante en la desinfección de suministros de agua y
Alcoholes piscinas, se emplea en industrias lácteas y alimentarias
y como desinfectante en los productos de limpieza
• bactericida, fungicida pero no esporicida
- destruye células vegetativas de bacterias y hongos, pero
• inactiva algunos virus no esporas
• desnaturaliza proteínas, precipita el ADN y, - puede reaccionar con compuestos orgánicos para dar
posiblemente, disgrega membranas lugar compuestos cancerígenos
Técnicas químicas Técnicas químicas
• moléculas muy reactivas
Metales pesados Aldehídos
• esporicida, y puede
• ej. iones de mercurio, plata, arsénico, zinc y cobre emplearse como esterilizante
• efectivos pero, en general, tóxicos químico
• se combina con las proteínas y las inactiva; también pueden precipitar proteínas • se combina con ácidos
nucleicos y proteínas y las
inactiva
Compuestos de amonio cuaternario
• detergentes Gases esterilizantes
– moléculas orgánicas anfipáticas (tienen un extremo hidrófilo y otro hidrófobo) • empleado para esterilizar materiales
– actúan como humectantes y emulsionantes termosensibles
• los detergentes catiónicos son efectivos desinfectantes • microbicida y esporicidad
– matan la mayoría de las bacterias pero no Mycobacterium tuberculosis o las • se combina con las proteínas y las
endosporas inactiva
– seguro y fácil de usar, pero se inactivan con agua dura o jabón
Evaluación de la efectividad Evaluación de la efectividad
Evaluación de la efectividad de los agentes antimicrobianos
Niveles de actividad de germicidas seleccionados
• Proceso complejo regulado por agencias gubernamentales
– En USA es la EPA (Environmental Protection Agency) y la FDA (Food and Drug
Administration)
– En la UE es la Agencia Europea para la Evaluación de Medicamentos (EMEA)
Prueba del coeficiente
de fenol
• la potencia de un
desinfectante es
comparada con la de el
fenol
• Un valor superior a 1
indica que el
desinfectante es mejor
que el fenol
• ej.: un valor de 2.7 para
el mercuriocromo indica
que cuando se diluye
2.7 veces más que el
fenol es igual de
efectivo que este

4. Antibióticos Antibióticos
AGENTES QUÍMIOTERAPEÚTICOS Penicilina
• Agentes químicos empleados en el tratamiento de enfermedades • fue descubierta por Ernest Duchesne
• Destruyen los microorganismos patógenos o inhibe su crecimiento en el (1896) pero su trabajo fue olvidado
huésped • fue accidentalmente redescubierta por
• La mayoría son antibióticos Alexander Fleming (1928)
– Productos microbianos o sus derivados, elimina a microorganismos – observó la actividad de la penicilina en
susceptibles o elimina su crecimiento placas Petri contaminadas
EL DESARROLLO DE LA QUIMIOTERAPIA – abandonó las investigaciones
• su efectividad fue demostrada por Florey,
• Paul Ehrlich (1904)
Chain, y Heatley (1939). Purificaron y
– desarrolla el concepto de toxicidad selectiva caracterizaron clínicamente la penicilina
– identifica colorante que tratan de forma efectiva la Una colonia del moho
enfermedad del sueño Penicillium próxima bacterias
• Sahachiro Hato (1910) Descubrimientos posteriores Staphylococcus
– trabajando con Ehrlich, identifica compuestos de arsénico
para el tratamiento efectivo de la sífilis
• La streptomicina fue descubierta por Selman Waksman (1944)
• Gerhard Domagk, and Jacques and Therese Trefouel (1935)
• en 1953 ya se disponía además de cloranfenicol, terramicina, neomicina y
– descubrió las sulfamidas y derivados
tetraciclina
Antibióticos Antibióticos
Características generales de los fármacos antimicrobianos Propiedades de algunos fármacos antibacterianos comunes
• toxicidad selectiva
– capacidad de un fármaco de matar o inhibir patógenos al tiempo que daña
mínimamente al huésped
• dosis terapéutica
– nivel del fármaco requerida para un tratamiento clínico
• dosis tóxica
– nivel del fármaco al cual resulta demasiado tóxico para el paciente (ej., produce
efectos secundarios)
• índice terapéutico
– relación entre la dosis tóxica y la terapéutica
Fármacos de amplio espectro – atacan diferentes tipos de patógenos
Fármacos de corto espectro – atacan unos pocos tipos de patógenos
El sufijo –cida (cidal) se emplea para agentes que matan: i.e. germicida (alimina patógenos y algunos
no patógenos pero no necesariamente endosporas). Incluye bactericidas, fungicidas, algicidas y
viricidas.
El sufijo –estatíco (static)se emplea para agentes que inhiben el crecimiento i.e. Bacteriostático,
fungistático
Antibióticos Antibióticos (evaluación de efectividad)
• Algunos antibióticos son de origen sintético (químico) Determinación del nivel de actividad antimicrobiana
– sulfamidas, cloranfencol • la efectividad se expresa de dos formas
– la concentración mínima inhibitoria (minimal inhibitory concentration, MIC)
• otros son de origen natural y provienen en general de hongos y bacterias concentración más baja de un fármaco que inhibe el crecimiento de un
– Streptomicina, penicilina patógeno
Fuentes microbianas de algunos
antibióticos – Concentración letal mínima (minimal lethal concentration, MLC):
concentración más baja de un fármaco que mata a un patógeno
• dos técnicas son empleadas rutinariamente para determinar la MIC y la MLC
– Pruebas de sensibilidad por dilución
– Pruebas de sensibilidad por difusión en agar
Pruebas de sensibilidad por dilución
• se inoculan medios de cultivo con diferentes concentraciones de fármaco
– la menor concentración de fármaco en el caldo o el agar que no muestre
crecimiento es la MIC
– si se emplean caldos de cultivo, los tubos en los que no se observa
crecimiento pueden ser subcultivados (transferidos) a un medio sin
fármaco
• la menor concentración de fármaco en el caldo de cultivo a la que no
se observa recuperación de los microorganismos es la MLC

5. Antibióticos (evaluación de efectividad) Antibióticos (evaluación de efectividad)
Pruebas de sensibilidad por difusión en agar Empíricamente se ha observado que hay una relación entre la MIC de un
• discos impregnados de concentraciones antibiótico y el diámetro del halo de inhibición (ver figura). Los organismos
conocidas de fármaco se sitúan sobre medios de sensibles a un fármaco tienen una MIC baja y muestran halos grandes.
cultivo con agar inoculados con el
microorganismos con el que se va aprobar
• el fármaco difunde del disco hacia el agar Si la concentración de un
formando un gradiente de concentración fármaco en el cuerpo oscila
entre 7 y 28 µg/ml, desde la
• tras la incubación, las zonas claras al rededor gráfica podemos estimar
del disco indican que no ha habido crecimiento que son sensibles los
microorganismos que
muestren un halo superior
Método de Kirby-Bauer method
a 17 mm con una
• método estandarizado para llevar a cabo la concentración de fármaco
prueba de difusión de 7 µg/ml y, son
• la sensibilidad y la resistencia se determinan resistentes, los que
empleando tablas que relacionan el diámetro muestren halos menores de
del halo con la resistencia microbiana 12 mm.
• los valores de la tabla se emplean para
determinar si la concentración de fármaco que
se alcanza en el cuerpo es efectiva
Antibióticos (evaluación de efectividad) Dispositivo estándar para la prueba de Kirby-Bauer Antibióticos (evaluación de efectividad)
Determinación de la concentración de un fármaco en sangre
• para que sea efectiva, la concentración del fármaco en el lugar de la
infección debe ser superior a la MIC
• para determinar la concentración del fármaco en sangre se pueden emplear
técnicas
– microbiológicas
– químicas
La sensibilidad o resistencia de una bacteria a un fármaco se determina a partir – inmunológicas
de tablas
– enzimáticas
– Ej.: si un disco con 30 µg de tetraciclina crea un halo de más de 19 mm, la
bacteria es sensible – cromatográficas
Antibióticos (mecanismo de acción) Antibióticos (mecanismo de acción)
Mecanismo de acción de los agentes antimicrobianos
• afectan al patógeno alterando alguna función necesaria para su Factores que afectan la efectividad de los fármacos antimicrobianos
reproducción y supervivencia • capacidad del fármaco de alcanzar la infección
• la función alterada es muy específica del patógeno → alto índice terapéutico – depende del modo de administración
(relación entre la dosis tóxica y la terapéutica) • oral (algunos fármacos son destruidos por el ácido en el estómago)
• tópica
• ruta parenteral (rutas de administración no oral)
– los fármacos pueden tener problemas para alcanzar tejidos necróticos o coágulos
• sensibilidad del patógeno al fármaco
– resistencia al fármaco
• el fármaco puede ser alterado o bombeado al exterior
• el organismo puede modificar la diana a la que va dirigido
• se previene: i) administrando altas concentraciones de fármacos, ii) dando varios
simultaneamente, iii) empleándolos solo cuando es necesario, iv) desarrolando
nuevos fármacos o terapias (fagos, por ejemplo)
– una vez que se origina en una población puede ser transmitida a otras bacterias
• a través de plásmidos
• Superinfeción: desarrollo y dispersión de un patógeno resistente a un fármaco trás la
administración de un fármaco. Ej.: Enterocolitis pseudomembranosa causada por
Clostridium difficile trás eliminar la flora bacteriana con antibióticos
• capacidad del fármaco de alcanzar una concentración superior a la MIC del
patógeno
• cantidad administrada
• ruta de administración
• velocidad de toma
• velocidad de eliminacion del cuerpo

6. Antifúngicos Antifúngicos
Tratamiento de micosis sistémicas
Antifúngicos
• menor número de fármacos efectivos debido a la similitud entre las células
humanas y las de los hongos
• son más fáciles de tratar las infecciones (micosis) superficiales que las
sistémicas
se une a los esteroles de la membrana
Tratamiento superficial Antivirales altera la función del RNA
antibiótico polieno obtenido de Streptomyces Fármacos antivirales
relativamente pocos debido a la dificultad de alterar específicamente la
replicación del virus
inhibe las enzimas del
virus del herpes
alteran la
implicadas en las
permeabilidad de la
síntesis y función del
membrana e inhibe
altera el uso ADN y el ARN
la síntesis de
mitótico;
esteroles
puede inhibir la
síntesis de se emplea para prevenir
la infección de la
proteínas y ADN gripe
bloquea la penetración y inhibe la DNA
la liberación de la inhibe la DNA polimerasa del
cápsula del virus de polimerasa del herpes herpes
la gripe y el citomegalovirus
Antivirales
Fármacos anti-ADN vírico de amplio espectro
Fármacos Anti-HIV
inhibe la ADN • dos dianas principales
polimerasa – Transcriptasa inversa del HIV
viral
papovavirus,
adenovirus,
herpesvirus
– Proteasa del HIV
iridovirus,
y poxvirus