Crescimento Microbiano e Meios de Cultura

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AULA 04 
2. CRESCIMENTO MICROBIANO 
2 .1 PRINCIPAIS ASPECTOS E EXIGÊNCIAS NUTRICIONAIS 
ARA0023- MICROBIOLOGIA E IMUNOLOGIA 
Por que os meios de cultura para crescimento 
bacteriano devem ser inicialmente estéreis? 
• Na natureza, os microrganismos encontram-se formando populações mistas. 
 
• Por outro lado, os procedimentos laboratoriais para o diagnóstico, depende da 
obtenção de biomassa microbiana na forma de populações puras, isto é, populações 
homogêneas quanto ao tipo de microrganismo, cultivados em meios de cultura sem a 
presença de outras formas de vida contaminantes. 
CONDIÇÕES PARA O CULTIVO DOS MICRORGANISMOS 
• A obtenção de uma cultura pura a partir de uma cultura mista denomina-se 
isolamento. 
 
ISOLAMENTO: semeadura dos microrganismos na superfície de meios de cultura sólidos 
em placas de Petri, o que permitirá a formação de colônias (que são populações isoladas 
que crescem na superfície destes meios). 
CONDIÇÕES PARA O CULTIVO DOS MICRORGANISMOS 
• Como todos os seres vivos, os microrganismos necessitam de nutrientes apropriados 
ao seu desenvolvimento, assim como condições físicas ou ambientais favoráveis. 
 
• Quando cultivados em laboratório, estas necessidades devem ser respeitadas. 
 
• Assim, pode-se dizer que em um ciclo natural na água, solo, ar, na nossa superfície 
corporal e de outros animais, etc os microrganismos conseguem sobreviver pela 
utilização de materiais orgânicos e inorgânicos existentes nestes ambientes. 
CONDIÇÕES PARA O CULTIVO DOS MICRORGANISMOS 
• Para crescer os microrganismos precisam de água e macronutrientes. 
• Macronutrientes: carbono, nitrogênio, enxofre, fósforo. 
• Micronutrientes: ferro, cobre, zinco, magnésio, manganês... -> atuam como coenzimas 
e cofatores e são necessários em baixa concentração. 
CONDIÇÕES PARA O CULTIVO DOS MICRORGANISMOS 
• O ciclo artificial (meio de cultura) é o modo que empregamos em laboratório para 
cultivarmos os microrganismos. 
 
• Chamamos de meio de cultura ao conjunto de substâncias necessárias ao crescimento 
e multiplicação dos microrganismos. 
 
• Chamamos de inóculo os microrganismos colocados em um meio de cultura para 
iniciar o crescimento. 
MEIO DE CULTURA 
No ciclo artificial tentamos reproduzir as condições naturais fornecendo: 
• Substâncias nutritivas em concentrações adequadas, que devem servir como: 
MEIO DE CULTURA 
No ciclo artificial tentamos reproduzir as condições naturais fornecendo: 
• Condições ambientais favoráveis: 
MEIO DE CULTURA 
Os meios de cultura são utilizados em três diferentes tipos de consistência: 
• Sob a forma líquida (denominados de meios líquidos ou caldos): utilizados para 
crescimento em massa (não promovem a formação de colônias, mas sim, crescimento 
por dispersão). 
MEIOS DE CULTURA 
Os meios de cultura são utilizados em três diferentes tipos de consistência: 
• Sob a forma sólida (denominados de meios sólidos ou solidificados, obtidos pela 
adição de ágar ao meio): propiciam a formação de colônias sobre ou dentro do 
substrato sólido. 
• Ideal para realização de isolamento de colônias (1,5 % a 2% de ágar) 
MEIOS DE CULTURA 
Os meios de cultura são utilizados em três diferentes tipos de consistência: 
 
• Sob a forma semissólida (denominados de meios semissólidos, obtidos pela adição 
de pequena quantidade de ágar ao meio): para verificação de motilidade (0,5% a 
0,75% de ágar). 
MEIOS DE CULTURA 
• O ágar é um polissacarídeo obtido de um grupo de algas marinhas vermelhas 
(normalmente Gelidium spp.). 
 
• No começo do século 20, o ágar tornou-se o agente solidificante de escolha ao invés 
da gelatina em meios de cultura para microbiologia, pois mantém sua firmeza em 
temperaturas necessárias para o crescimento de muitos patógenos e geralmente é 
mais resistente a degradação por enzimas bacterianas (P.F. = 95ºC). 
MEIOS DE CULTURA 
MEIOS DE CULTURA 
Quanto a função, os meios de cultura podem ser divididos em: 
• Meios de transporte: meios utilizados para garantir a viabilidade dos microrganismos 
que não podem ser semeados logo após a coleta e que poderiam morrer. 
 
• Ex.: Ringer- Pras (próprio para transporte de bactérias anaeróbias). 
MEIOS DE CULTURA 
Quanto a função, os meios de cultura podem ser divididos em: 
• Meios de triagem: meios utilizados para identificação presuntiva ou separação de 
bactérias em grandes grupos ou níveis taxonômicos mais amplos. 
 
• Ex. separação de bactérias de uma mesma família - Ágar tríplice açúcar ferro (TSI) 
quando utilizado para triagem de bactérias da família Enterobacteriaceae. 
MEIOS DE CULTURA 
Quanto a função, os meios de cultura podem ser divididos em: 
• Meios enriquecidos: aumentam a possibilidade de crescimento da espécie desejada, 
quando a mesma se encontra em pequeno número, ou demanda nutrientes/fatores 
de crescimento particulares. 
• Adicionam-se ao meio substâncias de enriquecimento, tais como sangue, soro, ovo, 
extrato de levedura, extrato de carne, vitaminas, etc. 
• Ex: Ágar sangue. 
MEIOS DE CULTURA 
Quanto a função, os meios de cultura podem ser divididos em: 
• Meios enriquecidos: 
Um meio base (p. 
ex: triptona de 
soja, infusão de 
coração e cérebro, 
base Brucella); e 
sangue (de 
carneiro, cavalo 
ou coelho). 
Sangue ou a 
hemoglobina são 
adicionados ao 
meio base ainda 
quente. 
MEIOS DE CULTURA 
Quanto a função, os meios de cultura podem ser divididos em: 
• Meios seletivos: inibem o desenvolvimento de determinados microrganismos, devido à adição de substâncias 
inibidoras (antibióticos, sais biliares, substâncias químicas, corantes, etc), favorecendo o crescimento dos 
microrganismos de interesse. 
• Ex. Meio Bacteroides Bile Esculina (BBE) 
Utilizado para o isolamento e identificação presumível do grupo Bacteroides fragilis. A 
inibição seletiva dos anaeróbios facultativos e de grande parte dos organismos anaeróbios 
gram-positivos é obtida através da amicacina e da bile de bovino. A diferenciação do B. 
fragilis baseia-se na hidrólise da esculina, que reage com o sal de ferro (citrato de amónio 
férrico) para produzir um complexo castanho-escuro a preto. 
MEIOS DE CULTURA 
Quanto a função, os meios de cultura podem ser divididos em: 
• Meios indicadores ou diferenciais: meios que revelam uma propriedade bioquímica 
particular, permitindo uma identificação presuntiva. 
 
• Ex.: caldo lactose com vermelho neutro (indicador de fermentação da lactose). 
MEIOS DE CULTURA 
Quanto a função, os meios de cultura podem ser divididos em: 
• Meios seletivos-indicadores ou seletivos-diferenciais: são utilizados para o isolamento 
e identificação presuntiva de microrganismos. 
 
MEIOS DE CULTURA 
Exemplo: Ágar MacConkey (seletivo por conter cristal violeta e sais biliares que inibem o 
crescimento de bactérias Gram positivas e Gram negativo exigentes, e indicador da 
fermentação da lactose evidenciada pelo vermelho neutro). 
MEIOS DE CULTURA 
Quanto a função, os meios de cultura podem ser divididos em: 
• Meios redutores: meios que servem para crescimento de bactérias anaeróbias 
obrigatórias, pois possuem substâncias capazes de se combinar com o oxigênio 
dissolvido, eliminando-o do meio de cultura. 
 
• Ex. BHI (brain heart infusion) com L-cistina. 
FATORES DE CRESCIMENTO MICROBIANO 
FATORES DE CRESCIMENTO MICROBIANO 
TEMPERATURA: é o fator ambiental mais importante que afeta a multiplicação de 
microrganismos. 
 
• Os microrganismos podem se multiplicar em uma faixa muito ampla de temperatura: -
35º a 90ºC. 
 
FATORES DE CRESCIMENTO MICROBIANO 
CLASSIFICAÇÃO DOS MICRORGANISMOS QUANTO A TEMPERATURA 
 Cada espécie bacteriana cresce a temperaturas mínima, ótima e máxima específicas. 
Temperatura mínima de crescimento: menor temperatura na qual a espécie pode 
crescer. 
Temperatura ótima de crescimento: temperatura na qual a espécie cresce melhor. 
Temperatura máxima de crescimento:maior temperatura na qual o crescimento é 
possível. 
FATORES DE CRESCIMENTO MICROBIANO 
CLASSIFICAÇÃO DOS MICRORGANISMOS QUANTO A TEMPERATURA 
 
FATORES DE CRESCIMENTO MICROBIANO 
CLASSIFICAÇÃO DOS MICRORGANISMOS QUANTO A TEMPERATURA 
• Psicrófilos: crescem entre 0 a 20ºC, T ótima: 10 a 15ºC (profundeza dos oceanos ou 
em certas regiões polares). 
• Psicrotróficos: capacidade de se desenvolver entre 0 a 7ºC (deterioração de alimentos 
em baixa temperatura). 
• Mesófilos: T ótima entre 25 a 40ºC, mínima: 5 e 25ºC e máxima: entre 40 e 50ºC. 
• Termófilos: T ótima entre 45 a 65ºC, mínima: 35 a 45ºC e máxima: entre 60 e 90ºC. 
A maioria concentra-se no grupo de mesófilas, principalmente as de interesse médico, 
veterinário e agronômico. 
ATMOSFERA GASOSA 
 
FATORES DE CRESCIMENTO MICROBIANO 
pH 
• O pH em torno da neutralidade, isto é, em torno de 6,5 – 7,5, é o mais favorável para a 
maioria dos microrganismos. 
 
FATORES DE CRESCIMENTO MICROBIANO 
PRESSÃO OSMÓTICA 
 
FATORES DE CRESCIMENTO MICROBIANO 
PRESSÃO OSMÓTICA 
 
Necessitam dos sais para o 
crescimento 
Não necessitam, mas 
conseguem crescer 
A maioria dos microrganismos deve ser 
cultivada em meio constituído quase 
que apenas de água. 
REPRODUÇÃO BACTERIANA 
Crescimento: aumento do protoplasma celular pela síntese de ácidos nucléicos, 
proteínas, polissacarídeos e lipídeos; e absorção de água e eletrólitos. 
• Termina na divisão celular. 
 
Multiplicação: resposta necessária à pressão de crescimento. 
MODO DE REPRODUÇÃO BACTERIANA 
Cissiparidade (ou fissão binária): formação de um septo equatorial na região do 
mesossomo e divisão da célula-mãe, em duas células filhas. 
• "Cocos“: em qualquer direção, 
• "bacilos e espirilos”: no sentido transversal. 
TEMPO DE GERAÇÃO 
• TEMPO DE GERAÇÃO = Tempo para a população duplicar. Ele varia consideravelmente 
entre os organismos e com as condições ambientais, como a temperatura. A maioria 
das bactérias tem um tempo de geração de 1 a 3 horas; outras requerem mais de 24 
horas por geração. 
 
 
Onde: td= tempo de geração 
 t= tempo de crescimento 
 n = número de gerações 
 
Td = t / n 
TEMPO DE GERAÇÃO 
• TEMPO DE GERAÇÃO: 
Depende: 
• da espécie 
• do meio empregado 
• das condições de cultivo 
 
Ex: E. coli - 17 min em caldo lactosado a 37ºC 
 - 12,5 min em leite a 37ºC 
CURVA DE CRESCIMENTO BACTERIANO 
• Fase lag 
• Fase log 
• Fase estacionária 
• Fase de morte celular 
 
CURVA DE CRESCIMENTO BACTERIANO 
Fase lag (A): esta fase de crescimento ocorre quando as células são transferidas de um 
meio para outro ou de um ambiente para outro. 
 
• Esta é a fase de ajuste e representa o período necessário para adaptação das células 
ao novo ambiente. 
• As células nesta fase aumentam no volume total em quase duas ou quatro vezes, mas 
não se dividem pois as células estão sintetizando DNA, novas proteínas e enzimas, que 
são um pré-requisito para divisão. 
CURVA DE CRESCIMENTO BACTERIANO 
Fase exponencial ou log (B): nesta fase, as células estão se dividindo a uma taxa 
geométrica constante até atingir um máximo de crescimento. 
• Os componentes celulares como RNA, proteínas, peso seco e polímeros da parede 
celular estão também aumentando a uma taxa constante. 
• Como as células na fase exponencial estão se dividindo a uma taxa máxima, elas são 
muito menores em diâmetro que as células na fase Lag. 
• A fase de crescimento exponencial normalmente chega ao final devido à depleção de 
nutrientes essenciais, diminuição de oxigênio em cultura aeróbia ou acúmulo de 
produtos tóxicos. 
CURVA DE CRESCIMENTO BACTERIANO 
Fase estacionária (C): durante esta fase, há rápido decréscimo na taxa de divisão celular. 
 
• Eventualmente, o número total de células em divisão será igual ao número de células 
mortas, resultando na verdadeira população celular estacionária. 
 
• A energia necessária para manter as células na fase estacionária é denominada 
energia de manutenção e é obtida a partir da degradação de produtos de 
armazenamento celular, ou seja, glicogênio, amido e lipídeos. 
CURVA DE CRESCIMENTO BACTERIANO 
Fase de morte ou declínio (D): quando as condições se tornam fortemente impróprias 
para o crescimento, as células se reproduzem mais lentamente e as células mortas 
aumentam em números elevados. 
 
• Nesta fase o meio se encontra deficiente em nutrientes e ricos em toxinas produzidas 
pelos próprios microrganismos. 
CURVA DE CRESCIMENTO BACTERIANO 
Por que os meios de cultura para crescimento 
bacteriano devem ser inicialmente estéreis?