La nutrición bacteriana es el proceso mediante el cual las bacterias obtienen su alimento, fuente de crecimiento y constitución.

Es el proceso por el cual las bacterias toman del medio las sustancias químicas necesarias para desarrollarse y realizar sus funciones. Se requieren para dos objetivos:

• Fines energéticos
• Fines biosintéticos (crecer y multiplicarse)

La bacteria toma nutrientes, produce un metabolismo y con esto se genera una fuente de energía para la biosíntesis.

Clasificación según la obtención de energía

Las bacterias se clasifican según la manera en que obtienen la energía:

• Autotróficas (o autótrofas): Capacidad de utilizar una fuente inorgánica sencilla, es decir, pueden tomar el Carbono del CO₂ que ellas mismas liberan. Crecen sintetizando sus materiales a partir de sustancias inorgánicas sencillas.
• Heterotróficas (o heterótrofas): Toman el Carbono de compuestos orgánicos ajenos. No usan luz. Utilizan moléculas orgánicas (azúcares, aminoácidos, ácidos grasos y ácidos nucleicos) como fuente de energía y carbono. Todos los organismos patógenos son heterótrofos.
• Fotosintéticos: Utilizan la luz solar como fuente de energía y el CO₂ como fuente de Carbono.
• Litótrofos: (del griego litos= piedra) Requieren sustancias inorgánicas sencillas.
• Organotrofas: Requieren compuestos orgánicos complejos (hidratos de carbono, hidrocarburos, lípidos, proteínas…).
• Heterótrofas quimiolitotróficas: Su régimen nutricional lo componen compuestos orgánicos; la fuente de energía la provee la luz y la fuente de carbono de compuestos orgánicos y en muy poca cantidad del dióxido de carbono.
• Heterótrofas quimioorganotróficas: Su régimen nutricional es orgánico; la energía la toman de reacciones de óxido-reducción producidas por la oxidación de compuestos orgánicos y la fuente de carbono de un compuesto orgánico.

Clasificación según el requerimiento de oxígeno

De acuerdo al requerimiento de oxígeno:

• Aeróbicas: Necesitan un ambiente con oxígeno diatómico para existir y desarrollarse, es decir, necesitan oxígeno para su respiración celular.
• Anaeróbicas: Pueden vivir sin oxígeno. Su metabolismo produce energía a partir de nutrientes que carecen de oxígeno, habitualmente a través de procesos de fermentación.

Otros requerimientos nutricionales

Además de la fuente de carbono y luz, las bacterias necesitan nitrógeno, fósforo y azufre.

Nitrificación y Desnitrificación

• Nitrificación: Ocurre en las bacterias del suelo. Las bacterias nitrificantes convierten el amoníaco en amonio, o el nitrito en nitrato como parte del ciclo de nitrógeno. Las bacterias Nitrosomonas convierten amonio en nitrito, y las bacterias Nitrobacter oxidan el nitrito para formar nitrato.
• Desnitrificación: Microorganismos del suelo que vierten los nitratos del suelo en nitrógeno atmosférico libre.

El Clostridium produce el tétano, utilizando tejido necroso para alimentarse.

Requerimientos nutricionales específicos

Las bacterias necesitan:

• Macronutrientes: carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo, azufre, potasio, calcio, magnesio, hierro, agua.
• Micronutrientes: cobalto, zinc, cobre, manganeso (en grandes cantidades son tóxicos).
• Factores de crecimiento: aminoácidos, vitaminas y bases nitrogenadas.

Origen de los nutrientes bacterianos

Origen de los nutrientes bacterianos:

• Fuente exógena: Aportan nutrientes a las bacterias a partir de compuestos del exterior.
• Fuentes endógenas: A través de secreciones (saliva, fluidos vaginales y otros compuestos orgánicos).
• Fuentes interbacterianas: Las bacterias obtienen nutrientes de otras bacterias de dos formas:
  • Degradativa: Parten macromoléculas para hacerlas asimilables.
  • Excretoras: Producen sustancias que al excretarlas sirven como fuente nutricional.

Clases de nutrientes

Clases de nutrientes:

• Universales:
  • Agua: Vehículo para la entrada de sustancias nutritivas y salida de desechos. Es el principal constituyente del protoplasma bacteriano, el medio donde ocurren las reacciones biológicas y un reactante en exceso. Las fuentes de agua son endógena y exógena.
  • Nutrientes esenciales: Necesarios para la vida celular (Carbono, fuente de energía, nitrógeno, fósforo, sulfuro, sodio, potasio, hierro).
  • Dióxido de Carbono: Requerido por todo tipo de bacterias:
    • Autótrofas: Lo requieren como fuente de carbono y lo reducen usando la luz como fuente de energía.
    • Arqueobacterias Metanogénicas: Usan el CO₂ como aceptor de electrones procedentes de la oxidación del H₂.
    • Heterótrofas: Necesitan pequeñas cantidades para las carboxilaciones de rutas anabólicas y catabólicas.

Nutrición bacteriana específica

Nutrición bacteriana:

• Fuentes de Carbono: Fuente de energía para el metabolismo de azúcares y aminoácidos.
• Fuente de nitrógeno: Proteínas, ácidos nucleicos, fuentes inorgánicas: iones amonio, nitrato.
• Iones inorgánicos: Fosfato, cofactores de enzimas (Mg, K, Na, Ca).
• Fósforo: Se usa para la síntesis de ácidos nucleicos y fosfolípidos.
• Sales minerales: Desempeñan funciones como mantener un estado coloidal y presión osmótica, equilibrio ácido-básico y actuar como parte de las enzimas.

La nutrición bacteriana es importante para la captación de hierro a través de:

• Componentes de la catalasa, los citocromos, proteínas y enzimas.
• Sideróforos (catecoles).

Metabolitos esenciales: Productos de procesos catabólicos bacterianos importantes para la síntesis de estructuras complejas:

• Aminoácidos (extraídos de las proteínas)
• Vitaminas
• Purinas
• Pirimidinas

Factores de crecimiento

Además de la nutrición, las bacterias necesitan factores de crecimiento:

Factor de crecimiento: Compuestos orgánicos necesarios para el crecimiento bacteriano, pero no todas las bacterias pueden sintetizarlos. Las bacterias que pueden sintetizar factores de crecimiento se llaman prototrofas y las que no, auxotrofas.

Factores estimulantes y captación de nutrientes

Factores estimulantes: Sustancias no indispensables que aceleran la multiplicación bacteriana.

Captación celular de nutrientes: Los microorganismos utilizan diferentes medios de transporte: difusión facilitada, transporte activo y la translocación de grupo.

En resumen: La bacteria puede pasar sus nutrientes a través de la membrana por medio del transporte activo o el transporte pasivo (difusión simple o difusión facilitada).