NUTRIÇÃO BACTERIANA

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CARACTERÍSTICAS GERAIS DAS BACTÉRIAS –
II- NUTRIÇÃO E CRESCIMENTO
Básica
1. TRABULSI, L.R. & ALTERTHUM, F. Microbiologia. 6ª edição, São Paulo, Atheneu, p. 21 - 36, 2015.
2. TORTORA, G.J; FUNKE, B.R.; CASE, C.L. Microbiologia. 10ª edição, Porto Alegre, Artmed, p. 113 - 182, 2012.
3. VERMELHO, A.B.; BASTOS, M.C.F.; SÁ, M.H.B. de. Bacteriologia Geral, Rio de Janeiro, Guanabara Koogan, p. 122 - 182, 2007.
Aula teórica 03
Dra. Danielle Silva Araujo
E-mail: daniellebiomedaraujo@gmail.com
Nutrição microbiana
 Importantes para nutrição, crescimento e 
multiplicação.
 Formação de componentes celulares e metabolismo.
 Captados do meio extracelular.
 São de três tipos:
Macronutrientes.
Micronutrientes ou elementos traços.
Fatores de crescimento.
Macronutrientes: necessários em quantidades apreciáveis. Micronutrientes: bastam
traços.
⚫ Polissacarídeos: parede celular, cápsula
⚫ Lipídeos: membrana celular, parede 
celular
⚫ Proteínas: membrana celular, parede 
celular, flagelos
⚫ Ácidos nucléicos: DNA, RNA
Importância da nutrição
MACRONUTRIENTES 
 CARBONO: 50% do peso seco.
Forma inorgânica ou orgânica.
Glicose, extratos complexos, peptona, aminoácidos.
 OXIGÊNIO: 20% do peso seco.
Componente da estrutura celular e citoplasma.
Água, compostos orgânicos e CO2.
 HIDROGÊNIO: 8% do peso seco.
Obtido da água e compostos orgânicos.
MACRONUTRIENTES 
 NITROGÊNIO: 12% do peso seco
 NH4
+, NO3
-, NO2
-, N2, uréia, proteínas, aminoácidos
 Componente de proteínas, ác. nucléicos.
 Assimilação por enzimas – nitrogenase.
 Grupo amino dos aminoácidos, derivado do glutamato –
transaminases.
 Outras enzimas: Glutamina sintase, glutamato sintase e 
desidrogenase.
FÓSFORO (3%): energia e síntese de ácidos nucleicos, 
fosfolipídeos, ác. teicóicos. Tampões (KH2PO4; (NH4)3PO4).
ENXOFRE (1%): cistina, cisteína, vitaminas: biotina e tiamina.
POTÁSSIO (1%): enzimas e pressão osmótica
MAGNÉSIO (0,5%): (co-fator de enzimas, síntese de 
proteínas, união das frações ribossômicas). 
CÁLCIO (0,5%): co-fator de enzimas, endosporo.
FERRO (0,2%): citocromos e pigmentos.
MACRONUTRIENTES 
Cobre – citocromo c oxidase, superóxido dismutase.
Cobalto – vitamina B12.
Zinco.
Manganês .
Molibdênio.
Sódio e muitos outros.
Nota: O papel de cada micronutriente não é tão bem conhecido, dadas as dificuldades de seu estudo.
MICRONUTRIENTES
FATORES DE CRESCIMENTO
São os compostos orgânicos indispensáveis a um
determinado microrganismo, mas que ele não
consegue sintetizar (devem estar presentes no meio
para que o microrganismo possa crescer).
Exemplos: vitaminas (complexo B), aminoácidos,
nucleotídeos e ácidos graxos.
FONTES DE CARBONO
Autotróficos: única fonte de carbono é o gás carbônico (CO2) ou o
íon bicarbonato.
Heterotróficos: exigem fontes orgânicas de carbono.
FONTES DE ENERGIA
Fototróficos: Luz - fotossintéticas.
Quimiotróficos: Compostos químicos – oxidados ou fermentados.
FONTES DE ELÉTRONS
Fototróficos: composto inorgânico como doador de elétrons.
Organotróficos: composto orgânico para respiração.
Quimio-heterotróficos ou quimiorganotrófico heterotrófico
ÁGUA: não é nutriente
 SOLVENTE UNIVERSAL
 Regulação da pressão osmótica.
 Térmica.
 Passagem de substâncias pela membrana.
 DESSECAÇÃO
 MORRE RAPIDAMENTE.
 BACTÉRIAS ESPORULADAS
 Sobrevivem a dessecação.
ATMOSFERA GASOSA
 PRESENÇA OU AUSÊNCIA DE O2
 Oxigênio gasoso (O2) 
 ESSENCIAL
 LETAL ou NÃO PREJUDICIAL para as bactérias
 CLASSIFICADAS EM 5 TIPOS - ideal para 
crescimento
OXIGÊNIO ATMOSFÉRICO
Aeróbias (exigem O2 livre).
Microaerófilas (exigem leve tensão de O2 livre).
Anaeróbias estritas (não toleram O2 livre).
Aerotolerantes (Anaeróbias não-estritas) (não usam o 
O2 atmosférico mas este não é tóxico).
Facultativas (com ou sem O2 livre).
OXIGÊNIO ATMOSFÉRICO
ATMOSFERA DE MICROAEROFILIA
Jarra com vela. A combustão da
vela consome parcialmente o
oxigênio existente no interior da
jarra. Quando a chama da vela se
extingue, a concentração de CO2
atinge cerca de 10%.
Jarra de anaerobiose. O envelope
adicionado possui bicarbonato de
sódio e boridreto de sódio, que
geram H2 e CO2. H2 reage com O2
formando H2O.
CRESCIMENTO DE BACTÉRIA ANAERÓBIA − Remoção física do oxigênio.
TEMPERATURA ADEQUADA
 EXERCE grande influência no crescimento: multiplicação dos 
microrganismos
 Cada espécie bacteriana: temperatura ótima
 Temperatura:
pH
 Crescem melhor em meios: pH entre 6,5 e 7,5
 MAIOR ABSORÇÃO DE NUTRIENTES
 Algumas: crescem em meios mais ácidos ou básicos 
(manter concentração de íons hidrogênio) 
pH meio X pH intracelular
Efeito Osmótico
Halófilos discretos (1-6% NaCl)
Halófilos moderados (7-15% NaCl)
Halófilos extremos 
são um problema na industria alimentícia
 que usa alta concentração de sais e de açucares (osmófilos) 
como conservantes
Xerófilos – crescem em ambientes com pouca quantidade de 
água. 
MEIOS DE CULTURA
CONDIÇÕES DE CULTIVO
⚫ Meios de cultura: mistura de nutrientes necessários ao 
crescimento microbiano
 Cultivo artificial das bactérias.
 Não existe um meio universal.
 Cultura: população microbiana em crescimento ativo em 
um meio nutritivo. Cultura pura − única espécie (na prática 
cultura axênica?).
Formação de uma colônia bacteriana sobre meio de crescimento sólido (T =30 min).
⚫ Sintéticos: composição conhecida
⚫ Complexos: desconhecimento da composição 
qualitativa e quantitativa exata
⚫ Líquidos: solução aquosa
⚫ Semi-sólidos: contém 0,5% de ágar
⚫ Sólidos: contém 2% de ágar
MEIOS DE CULTURA
QUANTO A SUA COMPOSIÇÃO
 MEIOS SINTÉTICOS: meios quimicamente definidos
 Composição química:
 Qualitativa e quantitativa
conhecida
QUANTO A SUA COMPOSIÇÃO
 MEIOS SEMI-SINTÉTICOS: parte dos compostos 
conhecidos e outra parte desconhecida ou variável
 5 % de glicose
 0,5% de peptona 
 0,2% de KNO3
 0,4% de CaCl2
 0,4% de MgSO4
 MEIOS COMPLEXOS: quimicamente 
indefinidos, composição química não é 
perfeitamente definida
 Extrato de carne, peptonas, extrato de 
levedura, 
 Soro, 
 Sangue.... 
 Rotina laboratorial: meios complexos.
QUANTO A SUA COMPOSIÇÃO
 MEIO DE CULTURA SELETIVO: Impede o crescimento
de alguns microrganismos - favorece de outros
 Ágar MacConkey:
 Vermelho Neutro: cora bactérias fermentadoras de
lactose
 CristalVioleta: inibe bactérias Gram positivas
QUANTO À FUNÇÃO
 MEIO DE CULTURA DIFERENCIAL: DIFERENCIAR
MICRORGANISMOS PARECIDOS
 Mesma coloração de GRAM: funções fisiológicas 
diferentes - espécie diferente
 Vermelho Neutro: cora bactérias fermentadoras de 
lactose
QUANTO À FUNÇÃO
 MEIO DE CULTURA DIFERENCIAL:
 ÁGAR SANGUE: ágar mais 5% de sangue de carneiro
 Diferencial para a HEMÓLISE
QUANTO À FUNÇÃO
 MEIO DE CULTURA DE ENRIQUECIMENTO:
 Nutrientes complexos e adequados
 Crescimento de microrganismos em baixo número ou de 
crescimento lento
 MICRORGANISMOS exigentes e fastidiosos
 PROPRIEDADE DE ESTIMULAR: crescimento de 
determinados microrganismos - inibir de outros 
QUANTO À FUNÇÃO
CALDO TETRATIONATO = 
Sais de bile: inibe Gram positivos
Adição de iodine-iodeto: inibe a microbiota 
intestinal normal - Salmonella
CALDO SELENITO-CISTINA= Inibe
coliformes.
QUANTO À FUNÇÃO
 MEIOS PARA TESTES MICROBIOLÓGICOS – PROVAS 
BIOQUÍMICAS:
 Avalia atividade metabólica/função fisiológica do 
microrganismo
 Caracterização e identificação da espécie em questão
QUANTO À FUNÇÃO
 1) E. coli
 2) Shigella
 3) Proteus ou Salmonella
 4) Não Fermentador (Pseudomonas)
CRESCIMENTO BACTERIANO
CRESCIMENTO BACTERIANO
 Dois níveis: crescimento individual e populacional.
 CRESCIMENTO POPULACIONAL: AUMENTO DO 
NÚMERO DE BACTÉRIAS.
 INDIVIDUAL: CRESCIMENTO SOMATÓRIO DOS 
PROCESSOS METABÓLICOS PROGRESSIVOS, conduz à 
divisão celular (reprodução).
CRESCIMENTO BACTERIANO
 REPRODUÇÃO: DIVISÃO BINÁRIA.
 CélulaGERA duas células-filhas, idênticas.
 CRESCIMENTO: comprimento, largura e altura.
 TAMANHO ADULTO: TAMANHO DA BACTÉRIA NA 
HORA DA DIVISÃO.
A grande maioria das bactérias divide-se dando origem a duas células filhas (divisão binária).
Entretanto, algumas espécies formam brotos que crescem até atingir o tamanho da célula mãe e,
então, destacam-se.
1) REPLICAÇÃO do DNA: duplicação cromossômica.
2) AUMENTO de TAMANHO da célula mãe.
3) ALARGAMENTO: membrana citoplasmática e parede 
celular.
CRESCIMENTO BACTERIANO – Divisão 
binária
4) DISTRIBUIÇÃO do material nuclear,
4) INÍCIO DA DIVISÃO CELULAR: 
 INVAGINAÇÃO da membrana citoplasmática
 SÍNTESE DA PAREDE CELULAR: formação do septo 
transversal central
 SEPARAÇÃO das células-filhas
 PODEM PERMANECER UNIDAS: arranjos
CRESCIMENTO BACTERIANO – Divisão 
binária
TEMPO DE GERAÇÃO
 Período de tempo: célula bacteriana duplica cromossomo 
e divide-se
 Duas novas células = TEMPO DE GERAÇÃO
 Varia de minutos a algumas horas: espécie e do meio
 Escherichia coli : cerca 20 minutos
 Curva de crescimento: meio líquido, nutrientes, 
atmosfera e temperaturas adequados
TEMPO DE GERAÇÃO
CURVA DE CRESCIMENTO
 CONDIÇÕES IDEAIS: crescimento bacteriano segue 
uma curva definida e característica
CURVA DE CRESCIMENTO
 DIVIDIDA EM 4 FASES:
 Lag ou fase adaptação (ou arranque)
 Log ou crescimento exponencial ou logarítmico
 Estacionária 
 DECLÍNIO ou Morte
CURVA DE CRESCIMENTO
 FASE LAG
 Células bacterianas não estão se dividindo
 Metabolicamente ativas: adaptação ao meio de 
cultura, absorção de nutrientes
 Síntese de vários compostos: ribossomos, grânulos, 
enzimas, duplicando nucleoide,
 Preparo para a divisão
CURVA DE CRESCIMENTO
 FASE LOG OU EXPONENCIAL
• Bactérias plenamente adaptadas
• Divisão celular: crescimento populacional
• Multiplicação bacteriana rápida e constante
• Crescimento elevado
• Consumo de nutrientes
CURVA DE CRESCIMENTO
 FASE ESTACIONÁRIA
 Sem aumento no número de bactérias
 Concentração bacteriana constante: máximo
 Número de células geradas = número de células mortas
 Escassez de nutrientes, acúmulo de produtos do 
metabolismo (tóxicos): alteração no pH
CURVA DE CRESCIMENTO
 FASE DECLÍNIO OU MORTE
 SEM NUTRIENTES
 ACÚMULO DE metabólitos não desejáveis = 
TÓXICOS
 Predomina a morte das células bacterianas
1 célula bacteriana: tempo de geração de 20 min.
48 horas: progênie de 2144 ou 2,2 x 1043 células.
1 célula: pesa cerca de 10-12 gramas.
Peso total: 2,2 x 1031 gramas ou ...
22.000.000.000.000.000.000.000.000 toneladas
Nota: 22 x 1024 toneladas = aproximadamente 4 vezes maior do que a massa da terra toda.
Tanto na natureza como no laboratório, o crescimento de populações bacterianas se torna limitado, seja pela exaustão dos
nutrientes disponíveis, seja pela acumulação de substâncias tóxicas. Como essas mudanças no ambiente decorrem do
crescimento das próprias bactérias o desenvolvimento de populações bacterianas é autolimitado.
CRESCIMENTO BACTERIANO −
Crescimento exponencial por 48 horas?
MÉTODOS PARA AVALIAR O 
CRESCIMENTO BACTERIANO 
 CONTAGEM DAS CÉLULAS
 Contagem em câmara de Neubauer
 Métodos de semeadura
 Medidas turbidimétricas
 Determinação do peso seco
Vermelho et al.,p.179, 2007.
 Vermelho et al.,p.180, 2007.