Exigências nutricionais dos microrganismos

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EXIGENCIAS NUTRICIONAIS DOS MICROORGANISMOS
Microorganismos são versáteis e diversificados em suas exigências nutricionais;
Compartilham algumas necessidades nutricionais comuns;
Todos necessitam de variedade de elementos químicos para a manutenção de funções normais síntese e formação normal dos componentes celulares
Elementos químicos: compostos orgânicos e inorgânicos (C,H,O,N,P,S – fazem parte de várias outras moléculas essenciais);
Elementos químicos:
CARBONO:
Carboidratos, lipídeos e proteínas: energia;
Heterotrófico: compostos orgânicos;
Autotrófico: dióxido de carbono (CO2);
NITROGÊNIO:
aminoácidos;
nitrogênio gasoso: fixação de nitrogênio (nitrogenase);
compostos nitrogenados inorgânicos: nitratos, nitritos ou sais de amônia;
compostos nitrogenados orgânicos: aminoácidos, peptídeos (grande maioria de seres utilizam compostos nitrogenados orgânicos);
HIDROGÊNIO E OXIGÊNIO:
compostos orgânicos;
água: fundamental para o micro-organismo – bactérias e fungos fazem a tomada de nutrientes a partir da água(dissolvidos);
(armazenamento de alimentos em lugares secos e sem luminosidade: impede a proliferação de microorganismos – fatores de crescimento
ENXOFRE:
biossíntese de aminoácidos (cisteína, cistina e metionina)
FÓSFORO:
síntese de ácidos nucleicos e ATP (energia);
Outros elementos: cofatores ou estabilizantes de certas estruturas:
K: atividade de enzimas;
Mg: estabilidade dos ribossomos;
Ca: estabilidade da parede celular e termoestabilidade de endósporos;
Na: requerido em maior quantidade por microorganismos marinhos
Bactérias halofílicas extremas não crescem com menos de 15% de sal.
Fe: componentes dos citocromos e proteínas envolvidas no transporte de elétrons;
Respiração: fosforilação oxidativa
Elementos traço:
Zinco, cobre, manganês, cobalto e molibdênio.
Mo+6: fixação de nitrogênio nitrogenase converte N2 (atmosférico) em NH3 (amônia);
CLASSIFICAÇÃO NUTRICIONAL DOS MICROORGANISMOS:
Quimiotróficos: compostos químicos (fonte de energia)
- Quimioautotróficos: compostos químicos inorgânicos (fonte de enegia) e CO2 (fonte de carbono);
- Quimioheterotróficos: compostos orgânicos (fonte de energia e carbono);
Fototróficos: luz (fonte de energia)
- Fotoautotróficos: luz (fonte de energia) e CO2 (fonte de carbono);
- Fotoheterotróficos: luz (fonte de energia) e compostos orgânicos
Exigências específicas de bactérias e leveduras:
- Propósitos taxonômicos;
- sistemas automatizados de identificação;
- os microorganismos requerem meio de cultura apropriados para o crescimento em laboratório:
Meios de cultura consistem da associação quantitativa de substancias que fornecem os nutrientes necessários ao desenvolvimento (cultivo) de microorganismos fora do seu meio natural;
Meios de cultura de microorganismos:
- Químicamente definidos: determinar necessidades nutricionais, composição exata conhecida;
- Quimicamente indefinidos:
Complexos: adição de produtos naturais: extratos de carne, peptonas, extrato de leveduras, sangue, açúcares, aminoácidos, sais e vitaminas;
Consistência dos meios de cultivo:
- Sólidos: 1 a 2% Agar;
- Semissólidos: 0,075 a 0,5% Agar: consistência intermediária permite crescimento de microorganismos em tensões variadas de oxigênio/verificação da motilidade;
- Líquidos: sem agentes solidificantes (caldo) ativação das culturas, repiques de microorganismos, provas bioquímicas, entre outros..
- Agentes solidificantes: Agar (sozinho, não tem condição de manter a sobrevivência da célula):
Algas marinhas – Classe Rhodophycea;
Polissacarídeos: agarose e agaropectina;
Propriedades: funde a 100ºC, estado líquido a 40ºC (mantém vivas células esporuladas ou não), não é metabolizado, não inviabiliza o crescimento do micro-organismo.
Meio para o cultivo de bactérias:
Meios para cultivo de bactérias especificas;
Normalmente imitam seu habitat natural;
Autotróficas: CO2, compostos orgânicos;
Heterotróficas: compostos orgânicos;
Fototróficas: luz, CO2;
Quimioautotróficas: compostos inorgânicos, CO2;
Fosfato de sódio: serve como tampão (neutralização);
pH baixo: geralmente bactérias não crescem;
Microorganismos Fastidiosos: necessitam de meios de cultivo complexos que podem conter cerca de 20 aminoácidos e varias vitaminas;
Meios para o cultivo de fungos:
Heterotróficos;
Conseguem crescer em concentração maior de açúcar; 
pH de crescimento de 3,8 a 5,6 (pH 5,6 é o que normalmente tem-se em meios de cultura);
absorção auxiliada por enzimas secretadas;
Meios para cultivo de protozoários:
Heterotróficos aeróbios (maioria);
Exigências nutricionais complexas (fastidiosos);
Aminoácidos, vitaminas e carboidratos;
Soro fetal bovino, emulsão de tecido cerebral, infusão de fígado;
pH de 6 a 8; 
Meios para cultivo de algas:
Fotoautotróficas;
Luz, CO2, água e íons inorgânicos solúveis;
Algumas crescem como heterotróficas no escuro com pequena variedade de substratos. Ex.: Euglena sp;
Meios para cultivo de anaeróbios:
Livre de O2 livre (baixas concentrações – estruturas que tiram o O2 livre, possibilitando o crescimento);
Camada profunda de meio solidificado;
Adição de agente redutor: remove O2 (tioglicolato de sódio, cisteína);
Meios de cultivo seletivos: permitem o crescimento de um tipo particular de microorganismo e/ou suprimem o crescimento de outros tipos;
Ágar Sabouraud: fungos (apenas fungos crescem nesse meio);
Ágar verde brilhante: Gram-negativas (só essas bactérias crescem nesse meio);
Ágar feniletanol: Gram-positivas (só essas bactérias crescem nesse meio);
Adição de antibióticos específicos aos meios de cultivo;
Meios de cultivo diferenciais:
Ágar sangue:
Bactérias hemolíticas (criam um alo em volta da colônia – crescimento em progressão geométrica) diferenciadas de bactérias não-hemolíticas;
Meios seletivos e diferenciais:
Ágar MacConkey:
Inibe o crescimento de Gram-positivas (cristal violeta inibe);
Bactérias lactose (+) (alterada) diferem das bactérias lactose (-) (inalterada) produção de pH: alteração da cor;
Meios de enriquecimento: 
Favorecem o crescimento da espécie desejada e não o de outras espécies em uma população mista;
Técnicas de enriquecimento resultam em aumento do numero da espécie inicialmente em minoria (ambiente químico/físico);
Meios de cultivo para ensaios microbiológicos:
Microorganismos específicos podem ser usados para medir concentrações de antibióticos e vitaminas;
Concentração de antibióticos no soro usando microorganismos sensíveis: grau de inibição é proporcional à quantidade do fármaco;
Concentração inibitória mínima (MIC): maior concentração da substância que inibe o crescimento do microorganismo;
Meios para cultivo de tecidos:
Cultivo de células animais e vegetais (células que não conseguem sobreviver fora de outra célula – não conseguem ser cultivadas em cultivo artificial);
Cuidadosa preparação e manuseio: evitar contaminação com microorganismos;
Aplicações: cultivo de vírus in vitro, clamídias, riquétsias e alguns espiroquetas;
Isolamento e conservação de culturas puras:
Cultura pura: todas as células da população se originaram de um mesma célula;
Cultura mista: composta por espécies diferentes num mesmo ambiente;
Fundamental que sejam culturas puras (padrão de visualização);
Técnicas para torná-las puras:
Técnica de esgotamento por estrias;
Técnicas de semeadura em superfície: alça de Drigalsky;
Método de pour-plate: ágar a 45o C;
Conservação de culturas puras:
Refrigeração: 4 a 10o C – dias/meses (geladeira normal);
Congelamento: -70 a -120o C/Nitrogênio líquido -196o C (longos períodos de tempo – varia entre os microorganismos);
Liofilização: congeladas, desidratadas e fechadas a vácuo (viável por muitos anos);