Esterilización (microbiología) para niños

La esterilización es un proceso muy importante que se usa para eliminar todos los microorganismos (seres vivos muy, muy pequeños como bacterias y hongos) de un objeto o sustancia. El objetivo es que el producto quede completamente libre de ellos.

Como es casi imposible revisar cada parte de un producto para asegurar que no haya ni un solo microorganismo, la esterilización se define por la probabilidad. Se considera que algo está estéril cuando la posibilidad de que un microorganismo esté presente es extremadamente baja, como 1 en 1,000,000.

Las sustancias o métodos que matan microorganismos se llaman microbicidas o germicidas. Si matan específicamente bacterias, se llaman bactericidas. Si matan hongos, se llaman fungicidas. Es importante saber que, una vez que un objeto estéril se expone al aire o a su alrededor, puede volver a contaminarse con microorganismos.

Los métodos que usan calor son los más comunes para esterilizar, ya que pueden eliminar incluso las formas más resistentes de microorganismos, como las endoesporas (una especie de "cápsula protectora" que algunas bacterias forman).

¿Cómo se controlan los microorganismos?

Existen diferentes formas de controlar el crecimiento de los microorganismos, dependiendo de lo que se quiera lograr:

• Esterilización comercial: Es un tratamiento con calor que se usa en alimentos, como los enlatados. Su objetivo es eliminar los microorganismos que podrían causar enfermedades o estropear el alimento. Las bacterias más resistentes pueden sobrevivir, pero no crecerán en las condiciones normales de almacenamiento.
• Desinfección: Consiste en destruir los microorganismos que pueden causar enfermedades en superficies u objetos. Se puede hacer con métodos físicos (como calor) o químicos.
• Antisepsia: Es la destrucción de microorganismos que causan enfermedades, pero en tejidos vivos, como la piel. Generalmente se usan productos químicos especiales para esto.
• Eliminación de gérmenes: Se refiere a quitar los microbios de un área pequeña y específica, como la piel antes de una inyección. A menudo se hace frotando con alcohol.
• Sanitización: Es un tratamiento para reducir la cantidad de microorganismos a un nivel seguro para la salud pública. Esto solo se aplica a objetos inanimados (que no tienen vida). Se puede lograr con calor o con desinfectantes químicos.

Los métodos de calor para esterilizar pueden ser:

• Calor seco: Incluye el calor directo (como una llama), el flameado y el uso de hornos especiales.
• Calor húmedo: Incluye la ebullición (hervir), la pasteurización y el uso de un aparato llamado autoclave.

¿Cómo mueren los microorganismos?

Cuando se aplica un tratamiento (químico o calor) a una población de bacterias, estas suelen morir a un ritmo constante. Por ejemplo, si tienes 2 millones de microorganismos y un tratamiento mata el 90% cada minuto, después de un minuto quedarán 200,000. Después de otro minuto, el 90% de esos 200,000 morirán, dejando 20,000. Este ritmo constante se puede ver si se dibuja en una gráfica especial.

Factores que afectan la esterilización

Varios factores influyen en lo bien que funcionan los tratamientos para eliminar microorganismos:

• Cantidad de microorganismos: Cuantos más microorganismos haya al principio, más tiempo o más fuerte deberá ser el tratamiento para eliminarlos a todos.
• Condiciones del ambiente: Si hay materia orgánica (como suciedad o restos de comida), puede dificultar la acción de los productos químicos antimicrobianos. Además, los microorganismos que viven en "biopelículas" (capas pegajosas) son más difíciles de eliminar. La temperatura también es importante, ya que los desinfectantes suelen funcionar mejor a temperaturas más altas.
• Tiempo de exposición: Los productos químicos antimicrobianos necesitan un tiempo suficiente de contacto para ser efectivos, especialmente contra microorganismos más resistentes o endoesporas.
• Características de los microorganismos: No todos los microorganismos son iguales. Dependiendo de sus características, se necesitarán diferentes métodos para eliminarlos.

¿Cómo actúan los agentes antimicrobianos?

Los agentes antimicrobianos (los que matan microbios) actúan de varias maneras:

• Dañando la membrana: La membrana plasmática es como la "piel" de la célula del microorganismo. Controla lo que entra y sale. Si esta membrana se daña, el contenido de la célula se escapa y el microorganismo no puede crecer.
• Dañando proteínas y ácidos nucleicos: Las proteínas son esenciales para que las células funcionen. El calor o ciertos químicos pueden cambiar la forma de las proteínas, haciendo que dejen de funcionar. Los ácidos nucleicos (ADN y ARN) son como el "manual de instrucciones" de la célula. Si se dañan por calor, radiación o químicos, la célula no puede reproducirse ni realizar sus funciones normales, lo que suele ser mortal para ella.

Las altas temperaturas, como las que se usan en los autoclaves, son muy efectivas porque eliminan todo tipo de microbios, incluyendo las esporas.

Tipos de métodos de esterilización

Existen dos grandes grupos de métodos de esterilización:

Métodos químicos

Estos métodos usan sustancias químicas que son letales para los microorganismos, como el óxido de etileno o el peróxido de hidrógeno. Aunque no se usan mucho en la industria alimentaria, son muy importantes en otras industrias, como la farmacéutica.

Métodos físicos

Estos métodos no usan sustancias químicas, sino procedimientos físicos. Los más comunes son:

• Calor: Es el método más usado. El calor mata los microorganismos al "desnaturalizar" sus enzimas (proteínas que hacen funcionar la célula), lo que las inactiva. La resistencia al calor varía entre los microorganismos.

* El punto térmico de muerte (PTM) es la temperatura más baja a la que todos los microorganismos en un líquido mueren en 10 minutos. * El tiempo de muerte térmica (TMT) es el tiempo mínimo para que todas las bacterias en un líquido mueran a una temperatura específica. * El tiempo de reducción decimal (TRD) o valor D, es el tiempo en minutos en el que el 90% de una población de bacterias muere a una temperatura determinada.

• Radiación: Se usa radiación ionizante (como rayos gamma) o no ionizante (como Radiación ultravioleta).
• Filtración: Se usan membranas con poros tan pequeños que impiden el paso de los microorganismos, incluso los virus.

Los tratamientos con calor son muy importantes para conservar los alimentos.

Métodos térmicos

Los métodos térmicos son todos aquellos que usan calor para destruir microorganismos. Esto incluye la pasteurización y la esterilización, que buscan eliminar microbios, y también el escaldado y la cocción, que aunque reducen los microbios, su objetivo principal es cambiar las propiedades físicas de los alimentos.

Calor húmedo

La esterilización con vapor de agua se realiza en un autoclave. Las temperaturas suelen estar entre 121 °C y 134 °C, con presiones específicas. Por ejemplo, para tratar residuos de hospitales, se usan tiempos de 20 a 30 minutos. Para verificar que el autoclave funciona bien, se usan pruebas con microorganismos especiales, como el Bacillus stearothermophilus.

Calor seco

Las temperaturas para la esterilización con calor seco van desde 121 °C hasta 180 °C, y el tiempo necesario depende de la temperatura (a mayor temperatura, menos tiempo).

¿Para qué se usa la esterilización?

La esterilización tiene muchas aplicaciones importantes:

• En laboratorios científicos: Se usa para limpiar herramientas y recipientes, evitando que los microorganismos contaminen las muestras o los experimentos.
• En la industria alimentaria: Ayuda a que los alimentos duren más tiempo. Los alimentos enlatados son un ejemplo común de productos esterilizados.
• Para conservar objetos: También se usa para proteger y alargar la vida de libros, muebles, obras de arte y otros bienes, eliminando microorganismos que podrían dañarlos.
• En hospitales: Es fundamental para limpiar los instrumentos quirúrgicos que se usan varias veces, asegurando que no transmitan enfermedades.
• Fabricación de productos médicos: Los fabricantes esterilizan productos como jeringas o catéteres para que puedan usarse de forma segura en cirugías o procedimientos médicos.
• Tratamiento de residuos hospitalarios: Se usa para eliminar todos los microorganismos peligrosos de los desechos de hospitales, reduciendo el riesgo de infecciones.

Véase también

En inglés: Sterilization (microbiology) Facts for Kids