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ANALES?DE?LA?REAL?ACADEMIA?NACIONAL?DE?FARMACIA? Article

ISSN (Online) 1697-4298 analesranf.com

Microcalorimetry contributions to early diagnosis of bacterial infections

Title in Spanish: Aportaciones de la microcalorimetría al diagnóstico precoz de infecciones bacteriana

Natividad Lago Rivero1, Isaac G. Arias Santos2, José L. Legido Soto3, Cristina Vázquez Gómez3

1Servicio de Farmacia. Complejo Hospitalario Universitario de Vigo (Hospital Álvaro Cunqueiro). C/Camiño dos cañotais
nº 44, Vigo (Pontevedra). 2Académico Numerario de la Academia de Farmacia de Galicia. Académico Correspondiente de
la Real Academia Nacional de Farmacia. 3Departamento de Física Aplicada. Facultad de Ciencias. Campus Universitario de
Vigo (Lagoas Marcosende), 36310, Vigo (Pontevedra)

ABSTRACT: Microcalorimetry is a highly sensitive RESUMEN: La microcalorimetría es una técnica
experimental technique that determines heat changes in experimental que permite determinar con alta
any process or transformation. All organisms produce sensibilidad la energía expuesta como consecuencia de
heat due to their metabolism. Rate of heat flow is an cualquier proceso o transformación. Todos los
adequate measure of metabolic activity of living beings organismos producen calor debido a su metabolismo. La
and their component parts. Microorganisms produce tasa de calor es una medida adecuada de la actividad
small amounts of heat: 1-3 pW per cell. Although the metabólica de los organismos y sus partes
heat produced by bacteria is very small, their constituyentes. Los microorganismos producen
exponential reproduction in a culture medium permits pequeñas cantidades de calor, del orden de 1-3 pW por
heat detection through microcalorimetry. A thermal célula. A pesar de la baja cantidad de calor producido
conductivity calorimeter of the Calvet type was used. por las bacterias, su exponencial replicación en un
The inside of the calorimeter contains two stainless medio de cultivo permite su detección mediante
steel cells (experimental and reference) with a screw on microcalorimetría. Se ha utilizado un calorímetro de
Teflon cap with a hole in the centre. Experiments were conducción calorífica tipo Calvet, en cuyo recinto
carried out with final concentrations of the order of 10 , interior se sitúan dos células (experimental y testigo) de
10 , 10 and 10 UFC/ml. These were kept at a acero inoxidable con tapón roscado de teflón perforado
constant temperature of 309.65 K. The plot of ecnonceel nctreanctiroon.esLafisnaelxeps edreien1c0i6a,s10s5e, 1ll0e3vyar1o0n a cabo a
change in heat voltage vs. time enables us to obtain UFC/ml y
the characteristic growth curve for each bacterial se mantuvo una temperatura constante de 309,65 K. La
strain. Thermograms were analyzed mathematically representación de la diferencia de potencial calorífico
allowing us to calculate the constant growth, generation frente al tiempo permite obtener las curvas de
time and the amount of heat exchanged over the culture crecimiento características de cada bacteria. Los
time. termogramas se analizaron matemáticamente
permitiendo calcular la constante de crecimiento, el
tiempo de generación y la cantidad de calor
intercambiado.

*Corresponding Author: natividad.lago.rivero@sergas.es An Real Acad Farm Vol. 82, Nº 1 (2016), pp. 91-96
Received: November 10, 2015 Accepted: Mars 10, 2016 Language of Manuscript: Spanish

1. INTRODUCCIÓN Para los microorganismos, el crecimiento es una
respuesta esencial al ambiente fisicoquímico al cual están
Desde las primeras horas de vida, los seres humanos sujetos. Las bacterias pueden crecer bajo una variedad de
son colonizados por microorganismos, y algunos de ellos condiciones físicas, químicas y nutricionales muy diversas.
vivirán en simbiosis permanente con su huésped en la piel,
tracto digestivo, vías respiratorias altas y otros muchos El metabolismo es el conjunto total de reacciones
tejidos, constituyendo la flora microbiana normal. Algunos químicas que tienen lugar en la célula, y es posible gracias
participan en procesos bioquímicos fundamentales para la al flujo de energía y a la participación de enzimas.
vida de los seres humanos. Por lo tanto, se establece un
equilibrio que se puede ver alterado en determinadas Las variaciones de calor que se producen como
situaciones produciéndose lo que conocemos como consecuencia de las reacciones químicas que tienen lugar
infección. durante el metabolismo, pueden ser empleadas para
monitorizar el crecimiento bacteriano.
Actualmente, disponemos de una amplia variedad de
antibióticos, pero para optimizar su uso, es necesario un La tasa de calor es una medida adecuada de la
método de diagnóstico precoz, que nos permita un inicio actividad metabólica de los organismos y sus partes
temprano del tratamiento, ajustado a las sensibilidades del constituyentes, células y niveles subcelulares (1). El calor
microorganismo causante y en las condiciones óptimas. generado por una sola célula está en el rango de 1-80 pW.
Células humanas de tejidos conectivos (fibroblastos,

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