Los microorganismos son los seres mas abundantes de la tierra, pueden vivir en condiciones extremas de pH, temperatura y tensión de oxigeno, colonizando una amplia diversidad de nichos ecológicos. 

Entre los requerimientos mas importantes para su desarrollo están el carbono, el oxi­geno, nitrógeno, dióxido de carbono e hidrogeno. Muchas bacterias sin embargo necesitan del aporte extra de factores de crecimiento específicos en forma de suero, sangre y extracto de levadura entre otros. 
   

LOS MEDIOS DE CULTIVO EN MICROBIOLOG�A
Uno de los sistemas mas importantes para la identificación de microorganismos es observar su crecimiento en sustancias alimenticias artificiales preparadas en el laboratorio. El material alimenticio en el que crecen los microorganismos es el Medio de Cultivo y el crecimiento de los microorganismos es el Cultivo. Se han preparado mas de 10.000 medios de cultivo diferentes.

Para que las bacterias crezcan adecuadamente en un medio de cultivo artificial debe reunir una serie de condiciones como son: temperatura, grado de humedad y presión de oxi­geno adecuado, así­ como un grado correcto de acidez o alcalinidad. Un medio de cultivo debe contener los nutrientes y factores de crecimiento necesarios y debe estar exento de todo microorganismo contaminante. La mayoría de las bacterias patógenas requieren nutrientes complejos similares en composición a los líquidos orgánicos del cuerpo humano. Por eso, la base de muchos medios de cultivo es una infusión de extractos de carne y Peptona a la que se añadirán otros ingredientes.

El agar es un elemento solidificante muy empleado para la preparación de medios de cultivo. Se licua completamente a la temperatura del agua hirviendo y se solidifica al enfriarse a 40 grados. Con mínimas excepciones no tiene efecto sobre el crecimiento de las bacterias y no es atacado por aquellas que crecen en el. La Gelatina es otro agente solidificante pero se emplea mucho menos ya que bastantes bacterias provocan su licuación. En los diferentes medios de cultivo se encuentran numerosos materiales de enriquecimiento como hidratos de carbono, suero, sangre completa, bilis, etc. Los hidratos de Carbono se adicionan por dos motivos fundamentales: para incrementar el valor nutritivo del medio y para detectar reacciones de fermentación de los microorganismos que ayuden a identificarlos. El suero y la sangre completa se añaden para promover el crecimiento de los microorganismos menos resistentes. También se añaden colorantes que actúan como indicadores para detectar, por ejemplo, la formación de Acido o como inhibidores del crecimiento de unas bacterias y no de otras (el Rojo Fenol se usa como indicador ya que es rojo en pH básico y amarillo en pH acido. La Violeta de Genciana se usa como inhibidor ya que impide el crecimiento de la mayoría de las bacterias Gram-positivas).

CONDICIONES GENERALES PARA EL CULTIVO DE MICROORGANISMOS
El desarrollo adecuado de los microorganismos en un medio de cultivo se ve afectado por una serie de factores de gran importancia y que, en algunos casos, son ajenos por completo al propio medio.

1- DISPONIBILIDAD DE NUTRIENTES ADECUADOS
Un medio de cultivo adecuado para la investigación microbiológica ha de contener, como mínimo, carbono, nitrógeno, azufre, fosforo y sales inorgánicas. En muchos casos serán necesarias ciertas vitaminas y otras sustancias inductoras del crecimiento. Siempre han de estar presentes las sustancias adecuadas para ejercer de donantes o captadores de electrones para las reacciones químicas que tengan lugar. Todas estas sustancias se suministraban originalmente en forma de infusiones de carne, extractos de carne o extractos de levadura. Sin embargo, la preparación de estas sustancias para su aplicación a los medios de cultivo provocaba la perdida de los factores nutritivos lábiles. Actualmente, la forma mas extendida de aportar estas sustancias a los medios es utilizar peptona que, además, representa una fuente fácilmente asequible de nitrógeno y carbón ya que la mayoría de los microorganismos, que no suelen utilizar directamente las proteínas naturales, tienen capacidad de atacar los aminoácidos y otros compuestos mas simples de nitrógeno presentes en la peptona. 

2- CONSISTENCIA ADECUADA DEL MEDIO
Partiendo de un medio li­quido podemos modificar su consistencia añadiendo productos como albumina, gelatina o agar, con lo que obtendríamos medios en estado semisólido o solido. Los medios solidificados con gelatina tienen el gran inconveniente de que muchos microorganismos no se desarrollan adecuadamente a temperaturas inferiores al punto de fusión de este solidificante y de que otros tienen la capacidad de licuarla.

3- PRESENCIA (O AUSENCIA) DE OXIGENO Y OTROS GASES
Gran cantidad de bacterias pueden crecer en una atmosfera con tensión de oxi­geno normal. Algunas pueden obtener el oxi­geno directamente de variados sustratos. Pero los microorganismos anaerobios estrictos solo se desarrollaran adecuadamente en una atmosfera sin oxigeno ambiental. En un punto intermedio, los microorganismos microaerófilos crecen mejor en condiciones atmosféricas parcialmente anaerobias (tensión de oxi­geno muy reducida), mientras los anaerobios facultativos tienen un metabolismo capaz de adaptarse a cualquiera de las citadas condiciones.

4- CONDICIONES ADECUADAS DE HUMEDAD
Un nivel mínimo de humedad, tanto en el medio como en la atmosfera, es imprescindible para un buen desarrollo de las células vegetativas microbianas en los cultivos. Hay que prever el mantenimiento de estas condiciones mínimas en las estufas de cultivo a 35-37ºC proporcionando una fuente adecuada de agua que mantenga la humedad necesaria para el crecimiento de los cultivos y evitar así­ que se deseque el medio.

5- LUZ AMBIENTAL
La mayoría de los microorganismos crecen mucho mejor en la oscuridad que en presencia de luz solar. Hay excepciones evidentes como seri­a el caso de los microorganismos fotosintéticos.

6- PH
La concentración de iones hidrogeno es muy importante para el crecimiento de los microorganismos. La mayoría de ellos se desarrollan mejor en medios con un pH neutro, aunque los hay que requieren medios mas o menos ácidos. No se debe olvidar que la presencia de ácidos o bases en cantidades que no impiden el crecimiento bacteriano pueden sin embargo inhibirlo o incluso alterar sus procesos metabólicos normales.

7- TEMPERATURA
Los microorganismos mesófilos crecen de forma optima a temperaturas entre 15 y 43ºC. Otros como los psicrófilos crecen a 0ºC y los termófilos a 80ºC o incluso a temperaturas superiores (hipertemófilos). En líneas generales, los patógenos humanos crecen en rangos de temperatura mucho mas cortos, alrededor de 37ºC, y los saprofi­tos tienen rangos mas amplios.

8- ESTERILIDAD DEL MEDIO
Todos los medios de cultivo han de estar perfectamente estériles para evitar la aparición de formas de vida que puedan alterar, enmascarar o incluso impedir el crecimiento microbiano normal del o de los especímenes inoculados en dichos medios. El sistema clásico para esterilizar los medios de cultivo es el autoclave (que utiliza vapor de agua a presión como agente esterilizante)

LA EVOLUCION DE LOS MEDIOS DE CULTIVO
Podemos decir que la microbiología empieza su verdadero desarrollo como ciencia en el momento en que se descubre el microscopio y comienza la observación de los primeros microorganismos, pero es indudable que la puesta a punto de los medios de cultivo y la utilización del agar como solidificante, marcan dos importantes puntos de inflexión en su evolución. La primera noticia de la utilización de medios de cultivo nos llega del micólogo Brefeld, que consiguió aislar y cultivar esporas de hongos en medios solidos realizados a base de gelatina. Sin embargo este sistema no era adecuado para las bacterias (por su menor tamaño) y no fue hasta el año 1878 cuando Lister popularizo un método enfocado al cultivo puro basado en diluciones seriadas en un medio li­quido. Koch realizo sus investigaciones utilizando en un primer momento rodajas de patata como soporte nutritivo solido, pero no tardo en recurrir al caldo de carne liquido, diseñado por Loeffler, al que, en 1881, añadió gelatina, logrando un medio solido transparente ideal para la observación de la morfología macroscópica de las colonias microbianas. En el año 1882 tiene lugar uno de los grandes avances de la microbiología en relación con los medios de cultivo: el medico alemán Walter Hesse introduce el agar-agar (polisacárido extraído de algas rojas) como solidificante.

En 1887 un ayudante de Koch llamado Petri, comienza a utilizar placas de cristal planas, que se llaman desde entonces placas de Petri, para sustituir a las clásicas bandejas de vidrio cubiertas con campanas que se usaban hasta entonces. Beijerinck y Winogradsky, que desde de 1888 realizaron sus investigaciones sobre las bacterias quimioautótrofas (utilización de nitrógeno y azufre sobre todo) tuvieron gran importancia en el desarrollo de los medios selectivos y de enriquecimiento. Diseñaron este tipo de medios de tal forma que su especial composición química favorecía el crecimiento de ciertos tipos de microorganismos que, en función de sus procesos metabólicos, eran los únicos capaces de utilizar para su desarrollo ciertos nutrientes del medio. En 1892 Würtz impulso el uso de los medios diferenciales, incorporando indicadores de pH a la composición de ciertos medios con lo cual se podía observar la producción de ácidos en la fermentación en ciertos microorganismos.

Segun su consistencia
a) LI�QUIDOS: se denominan caldos y contienen los nutrientes en solucion acuosa. 

b) SOLIDOS: se preparan añadiendo un agar a un medio li­quido (caldo) a razonn de 15g/litro. El agar es una sustancia inerte polisacárida (hidrato de carbono) que se extrae de las algas. Como esta sustancia no es digerida por las bacterias no constituye ningun elemento nutritivo. Este conjunto convenientemente esterilizado puede ser vertido en placas de Petri o en tubos de ensayo y presentan la posibilidad de aislar y diferenciar bacterias, "procesos que antes no eran posibles en medio li­quido".

c) SEMISOLIDOS: contienen 7,5 g de agar /litro de caldo. Se utilizan para determinar la motilidad de las especies en estudio. Actualmente se encuentran disponibles comercialmente con el agregado de agar. 

Segun su composicion: A causa de los requerimientos qui­micos del mundo microbiano, a veces es necesario agregar o eliminar componentes quimicos del medio. 

a) COMUNES O UNIVERSALES: su finalidad es el crecimiento de la mayor parte de los microorganismos poco existentes. Es el medio mas frecuentemente utilizado para mantener colonias microbianas. Por ejemplo: agar comun o caldo comun. 

b) ENRIQUECIDOS: estan compuestos de un medio base como apoyo del crecimiento al cual se le puede agregar un gran exceso de nutrientes como suplementos nutritivos, por ejemplo: sangre, suero, li­quido asci­tico, etc. Se utiliza para microorganismos que tienen grandes exigencias nutricionales.
c) SELECTIVOS: son solidos en los que la selectividad se consigue alterando las condiciones fi­sicas del medio o añadiendo o suprimiendo componentes quimicos especi­ficos con el fin de inhibir el crecimiento de especies qui­micas cuyo crecimiento no interesa. Este tipo de medio solo permite el crecimiento de un grupo de microorganismos e inhibiendo el de otros. Se utiliza para  seleccionar y aislar microorganismos a partir de poblaciones mixtas. Por ejemplo Agar salado-manitol o Chapman (permite el crecimiento de ciertos estafilococos).

Factores selectivos que alteran las condicones del medio:

Cambio de pH: por ejemplo agregando Acido acetico para favorecer el crecimiento de Lactobacillus (pH final: 5,4 que es hostil para la mayori­a de las especies que crecen entre 6,5 y 7,2). Los hongos crecen entre pH 4 y 6 y S. faecalis a pH 9,6. 

Cambio de temperatura: la mayoria de las bacterias crece optimamente entre 20º C y 40º C. Los cultivos tipicos de S. Faecalis requieren 60º C de temperatura y los de Listeria son capaces de desarrollarse y crecer a 4º C.

Alteraciones osmoticas: se acrecientan las propiedades osmoticas un medio con el  agregado de cloruro de sodio. Estos medios intensifican la seleccion de bacterias halofilas como Staphylococcus spp. (7,5%). 

Ajuste en la tension de oxigeno: es importante en la seleccion de aerobios y anaerobios. 

Ajuste en la tension de anhi­drido carbonico: muchos patogenos importantes pueden ser cultivados a menos que se eleve la tension mas allá de la atmosferica.

Entre los factores que inhiben el crecimiento de bacterias indeseables tenemos:
Antisepticos: sustancias antibacterianas inespeci­ficas que pueden actuar como inhibidores. Por ejemplo: el medio de cultivo comercial S - S (Salmonella - Shigella) que contiene verde brillante (inhibe las bacterias grampositivas) y sales biliares (que inhiben un gran numero de gramnegativas menos enterobacterias). Otro ejemplo es el medio de Mc Conkey que contiene cristal violeta (inhibe las grampositivas pero no las enterobacterias) 

Antibioticos: sustancias antibacterianas especi­ficas que impiden el crecimiento de aquellos microorganismos que no nos interesa que crezcan en ese medio. Un ejemplo es el medio de Thayer - Martin con VCN (vancomicina, colistina y nistatina) que se utiliza para el aislamiento de gonococos. La penicilina en una concentracion de 5,50 unidades/ ml inhibe la mayoria de las grampositivas. Otro ejemplo es el medio de Sabourand - cloranfenicol para el aislamiento de Candida albicans.

d) DIFERENCIALES: son medios de cultivos que nos permiten distinguir entre varios generos y especies de microorganismos. Por ejemplo si al medio se le ha añadido un carbohidrato y un indicador y la bacteria que se cultiva es capaz de fermentar dicho carbohidrato, se produce una acidificacion del medio con el consiguiente viraje de color del indicador por el cambio de pH. El citrato de Simmons es un medio cuya unica fuente de carbono es el citrato sodico, entonces en el solo creceran las bacterias capaces de desarrollarse utilizando como unica fuente de carbono ese componente. A menudo la separacion se basa en la diferencia de color de las colonias aisladas, como en el agar con azul de metileno - eosina que permite diferenciar E. coli (colonias oscuras y de brillo metalico) de Enterobacter aerogenes (colonias rosadas de centro azul sin brillo). Estos dos microorganismos en agar nutritivo producen colonias de color gris blancuzco. Suelen ser a la vez selectivos, por lo tanto solo creceran determinadas bacterias (pueden ser dos o mas tipos) que al actuar sobre alguno de los componentes especi­ficos del medio, demuestran algunas de sus propiedades o caracteri­sticas y nos permite diferenciar entre ambos tipos.
e) DE ENRIQUECIMIENTO: son medios liquidos que contienen un agente que inhibe las especies no deseadas pero que favorece el crecimiento irrestricto del agente infeccioso. El medio de Muller - Kauffman, permite el crecimiento de Salmonella inhibiendo a su vez el de numerosos coliformes. Esto es de gran importancia ya que en ciertas muestras, por ejemplo fecales, el agente infeccioso (Salmonella) es fragil y puede ser superado en numero por agente bacterianos indi­genas como E. coli; por lo tanto antes de realizar las pruebas de laboratorio es necesario aumentar su numero con respecto a esta en un caldo de enriquecimiento. Ejemplo de este tipo son los caldos de tetrationato y selenito. El agua de peptona alcalina se utiliza para Vibrio cholerae. El enriquecimiento es una técnica que utiliza un medio selectivo li­quido para permitir el desarrollo de un microorganismo a partir de una muestra que contiene una gran variedad de microorganismos. Asi, aquellos microorganismos para los que el ambiente sea mas favorable creceran mas que los otros y finalmente seran predominantes 

f) DE TRANSPORTE: son utilizados para asegurar la viabilidad de la bacteria sin multiplicacion significativa de los microorganismos desde el momento de su extraccion hasta su posterior estudio. Se utilizan generalmente cuando las muestras deben ser enviadas de un laboratorio a otro. Se recomienda un limite de dos horas desde la recoleccion de las muestras y su estudio en el laboratorio, pero este li­mite de tiempo es superado (frecuentemente cuando se trata de muestras tomadas en un consultorio). Esta demora hace necesario el uso de medios de transporte adecuados. Los medios de transporte mas frecuentemente utilizados son los de Stuart, Amies y Carey - Blair. Existe una unidad descartable de cultivo de transporte llamada Culterette que consiste en un tapon esteril de poliestireno y una ampolla en la parte inferior que se rompe cuando se ejerce presion liberando el medio de transporte de Stuart alrededor del extremo del tapon impregnado en la muestra. 
Hasta hace algunos años los componentes organicos mencionados deb­an ser obtenidos por el microbiologo y el medio de cultivo se preparaba en el laboratorio. Actualmente se dispone comercialmente de la mayor parte de los medios e incluso de sus componentes adicionales.

Un gran numero de medios de cultivo usados en el laboratorio de microbiologi­a son mixtos, es decir que tienen como finalidad la de varios grupos de los mencionados, por ejemplo, el agar  S- S es selectivo (pues tiene un inhibidor: el verde brillante) y es a la vez un medio diferencial (lleva lactosa y un indicador) que permite diferenciar las bacterias fermentadoras o no de dicho polisacarido. El medio de Thayer y Martin para Miseria es un medio enriquecido (contiene plasma) y es selectivo (tiene 3 antibioticos inhibidores de la flora bacteriana y fungica: colistina, vancomicina y nistatina).

      

FACULTAD DE AGROINDUSTRIA. ((n.d.) de (n.d.) de 2006). Trabajo Practico Nº 4 Medios de Cultivo . Obtenido de Trabajo Practico Nº 4 Medios de Cultivo : http://www.biologia.edu.ar/microgeneral/tp4.pdf