Bacterias aerobias: características, ejemplos, cultivos, enfermedades

Por Beatriz López

Las bacterias aerobias son un amplio grupo de bacterias que se
caracterizan porque necesitan del oxígeno para sus procesos
metabólicos. Estas bacterias emplean al oxígeno para degradar
compuestos orgánicos hasta compuestos más sencillos a través de un
proceso que se conoce como respiración celular.

Muchos especialistas sostienen que la aparición de este tipo de

bacterias es consecuencia directa del proceso de fotosíntesis. Debido
a este, los niveles de oxígeno atmosférico se incrementaron y en un
principio fueron tóxicos para muchos seres vivientes. A causa de esto,
muchos organismos debieron adaptarse y comenzar a utilizar el
oxígeno.

Mycobacterium tuberculosis, bacteria aerobia. Fuente: Photo Credit:

Janice CarrContent Providers(s): CDC/ Dr. Ray Butler; Janice Carr
[Public domain]
Son muchas las especies que se incluyen dentro de grupo de las
bacterias aerobias. Las más representativas son las de los géneros
Bacillus, Mycobacterium y Nocardia. De igual forma, muchas de estas
bacterias son conocidos agentes patógenos del ser humano, llegando
incluso a ocasionar patologías que pueden ocasionar la muerte.

Índice del artículo [Mostrar]

Características
La principal característica de las bacterias aerobias es que para
desarrollarse requieren obligatoriamente de un ambiente en el que
haya una amplia disponibilidad de oxígeno, ya que dentro de su
metabolismo realizan el proceso de respiración celular.

En este proceso emplean el oxígeno para degradar moléculas de

compuestos orgánicos, como la glucosa, hasta compuestos más
simples como el dióxido de carbono y el agua, con la consiguiente
obtención de energía en forma de ATP.

Así mismo, la mayoría de las especies que componen a este grupo no

tienen la capacidad de sintetizar la enzima catalasa, por lo que no
pueden desdoblar la molécula de peróxido de hidrógeno en agua y
oxígeno.

Tipos de bacterias aerobias

De manera general se entiende que las bacterias aeróbicas son
aquellas que requieren de la presencia de oxígeno para poder
desarrollarse y crecer. Sin embargo la necesidad de este elemento
químico en las bacterias de este grupo no es igual para todas. En este
sentido, existen varios tipos de bacterias aeróbicas: aerobias
obligadas, anaerobias facultativas y microaerófilas.

Bacterias aerobias obligadas

Son las bacterias que obligatoriamente requieren del oxígeno para
poder desarrollarse. Requieren de este elemento para llevar a cabo el
proceso de respiración celular.

Bacterias anaerobias facultativas

Estas son bacterias que desde el punto de vista evolutivo tienen cierta
ventaja, ya que pueden sobrevivir tanto en ambientes en los que haya
presencia de oxígeno, como en aquellos ambientes en los que hay
ausencia de este.

Esto se debe a que dentro de su maquinaria celular, cuentan con los

elementos necesarios para llevar a cabo procesos anaeróbicos
mediante los cuales pueden obtener energía. De manera tal que en
ausencia de oxígeno, estas bacterias no mueren, sino que realizan
otros procesos metabólicos.

Bacterias microaerófilas
Este es un tipo de bacteria muy particular. Emplean el oxígeno como
elemento primordial para poder llevar a cabo el proceso de respiración
celular. Sin embargo, las concentraciones atmosféricas de este gas
(Aproximadamente 21%) son tóxicas para estas bacterias.

Especies de bacterias aerobias

Bacterias del género Bacillus
El género Bacillus está conformado por una gran variedad de
especies, las cuales se caracterizan por tener forma de bastón y ser
gram positivas. Una de las características más destacada de estas
bacterias es que cuando las condiciones ambientales se vuelven
hostiles, en sus células generan esporas. Estas son muy resistentes y
tienen como finalidad garantizar que la bacteria pueda sobrevivir en
condiciones ambientales nocivas.

Dentro de este género hay bacterias que son aerobias estrictas, en

tanto que hay otras que se consideran aerobias facultativas. Entre las
especies de bacterias del género Bacillus se pueden mencionar:
Bacillus anthracis, Bacillus cereus, Bacillus subtilis y Bacillus
thuringiensis, entre otras.
Bacillus anthracis
Es una bacteria muy conocida y estudiada en el mundo de la
microbiología, ya que debido a su potencial y evidente patogenicidad,
ha sido utilizada como arma biológica. Sus esporas son muy tóxicas y
penetran con facilidad en el cuerpo humano, a través del tracto
respiratorio por inhalación, mediante la ingestión de alimentos
contaminados o por contacto con alguna herida abierta.

Ya en el organismo ocasiona una infección que, de manera genérica

se conoce con el nombre de ántrax, el cual puede ser cutáneo,
pulmonar o gastrointestinal.

Bacillus cereus
Es una bacteria aerobia facultativa que es muy conocida por producir
toxinas. Estas toxinas pueden ocasionar diversas patologías en el ser
humano, como el síndrome emético y el síndrome diarreico, ambos a
nivel gastrointestinal. Así mismo, puede afectar otros órganos, como
los ojos, en los que puede ocasionar queratitis y endoftalmitis.

Bacillus subtilis
Es quizás la especie más estudiada del género Bacillus. Tanto así que
es considerada la “especie tipo”. Al igual que otras especies de
Bacillus, esta produce esporas, específicamente endosporas que se
encuentran en el centro de la célula bacteriana.

Es una bacteria inocua para el ser humano, salvo algunos casos muy
aislados de intoxicación por alimentos contaminados. Además de esto,
conlleva una amplia gama de beneficios, como por ejemplo la síntesis
de sustancias antifúngicas y antibióticas, así como también
aplicaciones en el área industrial.
Nocardia
Es un género de bacterias gram positivas que tienen forma de bacilos.
Entre sus características más destacadas se puede mencionar que
son presentan ramificaciones, muchas de las cuales se encuentran en
ángulo recto.

De igual forma, estas bacterias constituyen agentes patógenos del ser

humano muy conocidos. Particularmente dos de sus especies,
Nocardia asteroides y Nocardia brasiliensis, han sido suficientemente
estudiados como causantes de la nocardiosis pulmonar y del
micetoma actinomicótico respectivamente.

Lactobacillus
Son bacterias gram positivas que se caracterizan por ser aerobias
facultativas, tener forma de bacilo y no producir esporas. Estas
bacterias son consideradas, de manera general, inocuas e inofensivas
para el ser humano.

Por el contrario, son famosas por los beneficios que aportan, entre los
que se pueden destacar: contribuyen a la conservación de los
alimentos, ayudan a controlar algunas enfermedades -como el cáncer
de colon-, y forman parte de la síntesis de ciertos compuestos, como
las vitaminas del complejo B.

Staphylococcus
Estas son bacterias que tienen forma de coco (redondas) y que
tienden a formar acúmulos celulares con apariencia de racimo de
uvas. Las bacterias de este género se consideran aerobias
facultativas, lo que quiere decir que pueden desarrollarse tanto en
presencia como en ausencia de oxígeno.
Muchas de las especies de este género son conocidos agentes
patógenos del ser humano. Entre estas, la más virulenta es
Staphylococcus aureus, la cual produce ciertas toxinas: hemolisina,
enterotoxina, toxina del síndrome del shock tóxico y la toxina
exfoliativa. Esas toxinas causan patologías tales como diarrea, colitis
pseudomembranosa y síndrome de la piel escaldada.

Diferencia entre bacterias aerobias y anaerobias

Las bacterias anaerobias aparecieron en el planeta mucho antes que
las bacterias aerobias. Esto se debe a que en las primeras eras de la
vida terrestre, el oxígeno no se encontraba formando parte significativa
de la atmósfera, por lo que los seres vivos que existían entonces no lo
utilizaban para sus procesos metabólicos.

Posteriormente, conforme fue evolucionando la vida en el planeta y los

niveles de los gases atmosféricos se estabilizaron, aparecieron los
organismos aerobios, que comenzaron a utilizar al oxígeno como
elemento principal en procesos de obtención de energía.

Ahora bien, la diferencia principal entre ambos tipos de bacterias es

que las bacterias aerobias requieren del elemento oxígeno para poder
llevar a cabo diversos procesos celulares, siendo el más característico
la respiración celular. A través de este proceso obtienen una gran
cantidad de energía.

Las bacterias anaerobias, por el contrario, no emplean al oxígeno para

ningún proceso. Incluso, para algunas de estas bacterias, el oxígeno
resulta altamente tóxico. Debido a esto, realizan otros procesos para
obtener la energía que la célula necesita.
Entre estos procesos se encuentra la fermentación, mediante la cual
ocurre la degradación de ciertos compuestos, como los carbohidratos,
para obtener otros compuestos orgánicos, como por ejemplo el ácido
láctico.

Otra de las diferencias que pueden mencionarse entre estos dos tipos
de bacterias es el hábitat en el que pueden encontrarse. Las bacterias
anaerobias suelen encontrarse en lugares en los que hay poco
oxígeno, como por ejemplo en el sarro que cubre los dientes, mientras
que las bacterias aerobias se desarrollan en hábitats en los que hay
suficiente oxígeno, como el suelo.

Cultivo de bacterias aerobias

Cuando se va a realizar un cultivo de bacterias aerobias en el
laboratorio, lo primero que se debe tener en cuenta es que este tipo de
bacterias requieren de una adecuada cantidad de oxígeno. En este
sentido, se sabe que las mismas condiciones atmosféricas son
ideales. Sin embargo, hay algunas bacterias a las cuales hay que
proporcionarles un aireación extra.

En estos casos lo que puede hacerse es agitar vigorosamente el

matraz o bien burbujeando aire esterilizado al medio. En el caso de
que el cultivo sea bastante extenso, lo que se recomienda es que se
incremente la exposición del medio a la atmósfera. Esto se logra
disponiendo el medio en capas que sean poco profundas.

Cultivo de Staphylococcus aureus. Fuente: Microrao [CC BY-SA 4.0

(https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]
Ahora bien, con respecto a la composición del medio de cultivo a
emplear para las bacterias aerobias, esto va a depender de la especie
bacteriana que se esté cultivando. Por ejemplo, para cultivar
Staphylococcus aureus, los medios de cultivo que se utilizan con
mayor frecuencia son agar sangre al 5%, agar soya tripticasa y caldo
BHI infusión cerebro corazón. Las bacterias del género Bacillus
también se cultivan de manera exitosa en los medios de cultivo ya
mencionados.

Es importante destacar que el caldo BHI infusión cerebro corazón es

mundialmente recomendado para el cultivo de bacterias aerobias. En
su composición se encuentra infusión de cerebro de ternero e infusión
de corazón vacuno, así como también peptona, cloruro de sodio y
glucosa, entre otros componentes.

Métodos para la cuenta en placa

La cuenta de placa es un procedimiento estándar que se lleva a cabo
en los laboratorios con la finalidad de alcanzar un número aproximado
de las bacterias que conforman un cultivo en específico.

Esta técnica tiene su basamento en el conteo de las llamadas

unidades formadoras de colonias y permite obtener un número
aproximado de bacterias. Es importante destacar que este
procedimiento debe ser llevado a cabo con la minuciosidad y
rigurosidad que se requiere, ya que cualquier error, por mínimo que
sea, puede afectar en gran medida los resultados.

Son varias las técnicas que pueden aplicarse para realizar la cuenta
en placa. Aquí se explicarán dos de ellos.

Técnica de vertido en la placa

Lo primero que debe hacerse es preparar el medio de cultivo ideal
para el tipo de bacteria que se desea cultivar. Posteriormente, en un
área despejada y limpia se procede a ubicar las cajas de Petri en las
que se va a colocar el cultivo.

En cada cápsula de Petri se debe agregar 1mL de la dilución

correspondiente, así como también unos 20mL del medio de cultivo
que se encuentra fundido. Tras esto, se deben realizar movimientos
con la placa de Petri de la siguiente manera: 6 de derecha a izquierda,
6 en sentido a las agujas del reloj, 6 en contra de las manecillas del
reloj, y 6 de atrás hacia adelante. Finalmente se espera que el medio
se solidifique.

Las cápsulas de Petri son incubadas en condiciones de temperatura

adecuadas (37°C) por espacio de 24-48 horas. Una vez transcurrido
este tiempo, se deben contabilizar el número de colonias que se
desarrollaron.

Técnica de extensión superficial en la placa

Para realizar el conteo a través de esta técnica, se deben colocar las
cápsulas de Petri con el medio de cultivo sobre la mesa de manera
ordenada para evitar errores. Seguidamente, se inocula 1mL de cada
dilución en cada cápsula.

Así mismo, con ayuda de una varilla de vidrio se debe extender de

manera homogénea el inóculo por toda la superficie del medio de
cultivo. Esto debe hacerse a través de movimientos giratorios.

Una vez el inóculo ha sido absorbido por el medio de cultivo, se

procede a incubar las cápsulas el tiempo que sea requerido de
acuerdo al microorganismo cultivado. Finalmente se deben contar
todas las colonias que se hayan desarrollado en las placas
seleccionadas.
Enfermedades causadas
Como ya se mencionó con anterioridad, algunos de los géneros que
integran al grupo de las bacteria aerobias son conocidos por causar
enfermedades en los seres humanos. A continuación se nombran
algunas de esas enfermedades con sus respectivos síntomas y
tratamientos.

Nocardiosis
La nocardiosis es una enfermedad que puede presentarse de forma
aguda o crónica. De acuerdo a los casos clínicos estudiados, la
mayoría de las veces se presentan con la sintomatología de una
neumonía. Sin embargo, en ocasiones, más que infectar las vías
respiratorias, puede afectar a la piel directamente, ocasionando
lesiones características.

Los síntomas que se observan en la nocardiosis pulmonar son:

Fiebre elevada
Tos crómica que no se alivia con nada
Dificultad para respirar
Malestar general
Por otra parte, cuando las bacterias del género Nocardia invaden la
piel, puede generarse lo que se conoce como actinomicetoma. Esta es
una infección de tipo granulomatosa y crónica que es muy rara y se
presenta usualmente en personas que tienen el sistema inmunológico
deprimido. Entre sus síntomas están:

Fiebre
Lesión nodular que presenta una pústula central por la cual puede
haber drenado de material sanguinolento.
Absceso cutáneo o subcutáneo.
Malestar generalizado
Ántrax
Ese es el nombre que reciben las infecciones ocasionadas por la
bacteria Basillus anthracis. Es ocasionado por el contacto directo del
ser humano con las esporas de dicha bacteria. El ántrax puede afectar
a nivel pulmonar y cutáneo. La pulmonar es la más peligrosa, con una
tasa de mortalidad mayor al 90%.

Hace unos años esta bacteria se hizo famosa porque se estuvieron

enviando sobres que contenían esporas, las cuales afectaron en gran
medida a quienes los recibieron, ocasionándoles la muerte.

En un principio los síntomas del ántrax a nivel pulmonar se asemejan

a los de un resfriado, sin embargo, conforme pasa el tiempo
evolucionan hasta un cuadro clínico más comprometido aparecen:

Fiebre persistente
Dificultad para respirar
Incremento de la frecuencia cardiaca.
Eventualmente el paciente empeora y se produce un shock séptico,
tras lo cual ocurre la muerte del paciente en la mayoría de los casos.

En lo referente al ántrax cutáneo, el primer signo es una lesión similar

a la picadura de un mosquito, que se convierte en crónica y evoluciona
hasta convertirse en una escara necrótica.
Así mismo hay elevación de la temperatura corporal y malestar
general. Es frecuente que este cuadro clínico se resuelva
favorablemente, dejando solamente una cicatriz. Sin embargo, no es
prudente descuidarse, ya que puede extenderse y ocasionar una
bacteriemia.

Tuberculosis
Es una patología que afecta al tracto respiratorio y es causada por una
bacteria aerobia estricta, la Mycobacterium tuberculosis. Las bacterias
se encuentran en las secreciones de quienes padecen la enfermedad,
específicamente en la que expulsan cuando tosen. El contacto con
esas secreciones es la vía más común de contagio.

Los síntomas de la tuberculosis son:

Tos constante con expectoración sanguinolenta

Fiebre
Malestar general
Dolor en el pecho, especialmente al toser y al respirar
Sudoración profusa durante la noche.
Lepra
Es una enfermedad muy conocida causada por otra bacteria del
género Mycobacterium, la Mycobacterium leprae. Esta es una
enfermedad que desde hace siglos ha constituido un flagelo, ya que
quienes la padecían eran execrados de la sociedad y eran obligados a
vivir aparte.

Los síntomas más comunes de la lepra son:

Lesiones de color claro en la piel
Protuberancias o nódulos en la piel
Pérdida de sensibilidad en ciertas zonas
Engrosamiento de la piel
Con el tiempo, el cuadro clínico empeora, ocasionando que el
individuo pierda la funcionalidad de sus miembros superiores e
inferiores, desfiguración ocasionada por las lesiones cutáneas y
malestares a nivel cutáneo, como sensación constante de ardor en la
piel.

Referencias
Camacho, A., Giles, M., Ortegón, M., Palao, M., Serrano, B. y
Velásquez, O. (2009) Técnicas para el análisis microbiológico de
alimentos. UNAM México 2da edición.
Carrol, K., Hobden, J., Miller, S., Morse, S., Mietzner, T., Detrick, B.,
Mitchell, T. y Sakanari, J. Microbiología médica. Mc Graw and Hill. 27a
edición
Dorronsoro, I. y Torroba L. Microbiología de la Tuberculosis. (2007).
Anales del Sistema Sanitario de Navarra. 30 (2).
González, P. y Cona, E. (2006). Nocardia asteroides. Revista chilena
de infectología. 23 (4).
Hernández, P., Mayorga, J. y Pérez, E. (2010). Actinomicetoma por
Nocardia brasiliensis. Anales de pediatría. 73 (4). 159-228
Ryan, K. y Ray, C. (2004). Sherris Medical Microbiology. Mc Graw Hill.
4th edition.
López, Beatriz. (9 de mayo de 2019). Bacterias aerobias:
características, ejemplos, cultivos, enfermedades. Lifeder. Recuperado
de https://www.lifeder.com/bacterias-aerobias/.