La penicilina hace que las bacterias exploten

En las bacterias, o también en las células de las raíces de las plantas, la concentración de sales en su interior hace que su presión sea muy alta. En realidad, las bacterias son como balones hinchados a presión ¿Cómo se origina esta presión?

 

Cuando existen más sales en el interior de la célula que fuera, o otras sustancias que tengan una carga eléctrica, lo que hacen estos solutos es atrapar agua. El agua es como un imán, el oxígeno tiene carga negativa y los hidrógenos del agua carga positiva. Por esa razón si hay sal en el interior de la célula, la sal NaCl se disocia en Na+ y Cl-. El Na+ va a "atrapar" al oxígeno del agua. El Cl- va a atrapar los H del agua. Este agua es un "agua seca", por eso motivo si bebemos agua con sal cuando tenemos sed ese agua atrapada no nos quita la sed, porque no la podemos utilizar porque está inmovilizada pegada eléctricamente a las sales.

Como en el interior de las células el agua está atrapada entonces el agua líquida, la que no está unida a sales, entra para compensar en el interior de la célula. Es como si, con una bomba de bicicleta introdujésemos aire en la llanta. De esa manera el agua entra en la célula y aumenta su presión interior. Es lo que técnicamente se llama presión osmótica.

, la concentración intracelular de solutos, osmóticamente activos es muy alta, lo que genera una presión externa sobre la membrana citoplásmica. Para evitar que su membrana plasmática se rompa, las bacterias se rodearon de una pared celular. La presión resultante sobre esta pared recibe el nombre de presión de turgor, cuyo control por parte de la célula es muy cuidadoso pues en ello le va su supervivencia. Este control exige a la célula poseer una serie de mecanismos de respuesta que permitan contrarrestar la presión osmótica externa (sujeta a modificaciones).

El turgor es como se denomina a la presión interna de la célula. Las Gram-negativas tienen un turgor de entre 0,8 y 5 atm. y para las Gram-positivas entre 15 y 25 atm. ¿Sabéis que significa una presión de 25 atmósferas? es la presión que tienes en el mar a 250 metros de profundidad. Esa es la presión máxima que resisten muchos de los submarinos actuales.

Las membranas celulares no aguantan mucha presión porque los fosfolípidos de los que están constituídas no están unidos entre si. Son como adoquines de una carretera. Si hay presión saldrían despedidos.

¿Cómo hacen las bacterias para no reventar con su presión interna?

Tienen una malla que rodea la membrana plasmática para que no exploten. La malla es mucho mayor en bacterias Gram positivas, por eso tienen mayor turgor.

Pared celular de bacteria Gram negativas. Entre la membrana plasmática interna y la externa (ambas en azul) se encuentra una fina capa de péptido glicano (marrón claro)

La pared celular de las bacterias Gram positivas tienen una capa de péptidoglicano grande. Esta capa se une a la membrana plasmática (en azul) por medio de un polímero llamado ácido teicoico.

Esta malla tiene que estar entrelazada. La penicilina evita que la malla se entrelace. Cuando la bacteria crece empieza a formar nueva malla de péptidoglicano, pero si hay penicilina en el medio, la malla no se puede entrecruzar y la presión interna, turgor, hace que la bacteria explote

En el video a la izquierda tenemos bacterias E. coli creciendo en presencia de penicilina. Se puede observar claramente como las bacterias, a medida que crecen y su nueva malla no se entrecruza, explotan. A la derecha tenemos bacterias creciendo en ausencia de antibiótico