Fisiologia_bacteriana__joyce_

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NUTRIÇÃO, CRESCIMENTO E METABOLISMO BACTERIANO
Profa. Joyce Fonteles Ribeiro
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NUTRIÇÃO
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 Estrutura bacteriana – formada de diferentes macromoléculas:
- Proteínas e ácidos nucleicos
FONTES DE ENERGIA
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Substâncias essenciais para obtenção de energia – C, N, H2O e íons inorgânicos. 
Macronutrientes: utilizados em grande quantidade (combustível) 
NUTRIENTES – Macronutrientes, Micronutrientes e Fatores de crescimento
CHONSP
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 Macronutrientes: 
1) CARBONO: presente na maioria das substâncias que compõem as células.
AUTÓTROFAS (litotróficas) – Utilizam o dióxido de carbono (CO2) como única fonte de carbono
Energia da luz (fotolitotróficas) ou energia da oxidação de compostos inorgânicos (quimiolitotróficas)
HETERÓTROFAS (organotróficas) – incapazes de utilizar CO2 como única fonte de carbono, mas necessitam desse elemento sob forma orgânica como a glicose. 
NUTRIENTES – Macronutrientes, Micronutrientes e Fatores de crescimento
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 Macronutrientes: 
2) OXIGÊNIO: Importante elemento de moléculas orgânicas e inorgânicas. Em sua forma molecular, é requerido como aceptor final de elétrons. 
A EXIGÊNCIA DE O2 DE UMA DETERMINADA BACTÉRIA REFLETE O MECANISMO UTILIZADO PARA SATISFAZER SUAS NECESSIDADES ENERGÉTICAS
AERÓBIO
ANAERÓBIO
NUTRIENTES – Macronutrientes, Micronutrientes e Fatores de crescimento
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 Relações de afinidade/ Tolerância ao O2
ANAERÓBIOS OBRIGATÓRIOS: crescem apenas sob condições intensamente redutoras. O2 é tóxico!!!
ANAERÓBIOS AEROTOLERANTES: anaeróbios com certo grau de tolerância ao O2. 
ANAERÓBIOS FACULTATIVOS: capazes de crescer em condições aeróbias e anaeróbias. 
AERÓBIOS OBRIGATÓRIOS: absoluta necessidade de O2 para sobreviver.
MICROAERÓFILAS: crescimento ótimo sob O2. Tensões de O2 altas podem ser inibitórias. 
NUTRIENTES – Macronutrientes, Micronutrientes e Fatores de crescimento
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Capela com ambiente anaeróbio 
NUTRIENTES
NUTRIENTES – Macronutrientes, Micronutrientes e Fatores de crescimento
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 Macronutrientes: 
3) NITROGÊNIO: os átomos de nitrogênio são oriundos de íons amônio (NH4+).
Redução de N2 atmosférico a NH4+ ou NH3. 
Bactérias que retiram o N diretamente da atmosfera e o convertem a N orgânico (Azotobacter e Rhizobium)
NUTRIENTES – Macronutrientes, Micronutrientes e Fatores de crescimento
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 Micronutrientes (minerais): 
SÃO NECESSÁRIOS AO DESENVOLVIMENTO MICROBIANO, PORÉM, EM QUANTIDADES VARIÁVEIS, DEPENDENDO DO ELEMENTO E DO MICRORGANISMO CONSIDERADOS 
Componente proteico, cofator enzimático, parte das estruturas e osmorreguladores. 
NUTRIENTES
CLORO, COBRE, MAGNÉSIO, SÓDIO, CÁLCIO, ZINCO, FERRO, POTÁSSIO
NUTRIENTES – Macronutrientes, Micronutrientes e Fatores de crescimento
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 Fatores de crescimento:
SUBSTÂNCIAS QUE PROMOVEM O CRESCIMENTO DOS MICRORGANISMOS.
In vivo: tecidos e líquidos corpóreos
In vitro: Extrato de leveduras, sangue e derivados
Ex: Vitaminas do complexo B, minerais, aminoácidos, purinas e pirimidinas. 
NUTRIENTES – Macronutrientes, Micronutrientes e Fatores de crescimento
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Até cerca de 1880, os microrganismos eram cultivados em meios líquidos
Robert Koch e a sua equipe introduziram os meios de cultura sólidos, os quais permitiram o estudo de espécies isoladas (culturas puras), separando-as de espécies contaminantes. 
MEIOS DE CULTURA
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1) Consistência dos meios:
SÓLIDOS: quando contém agentes solidificantes, principalmente o ágar (cerca de 1 a 2%)
SEMI-SÓLIDOS: quantidade de ágar é 0,075 a 0,5% - consistência intermediária, de modo a permitir a verificação da motilidade
LÍQUIDOS: sem agentes solidificantes, apresentando-se como um caldo. 
MEIOS DE CULTURA
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Consistência dos meios:
MEIOS DE CULTURA
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2) Procedência dos constituintes:
NATURAIS (OU COMPLEXOS): ingredientes sem composição química definida
Ex: ágar BHI
ARTIFICIAIS (OU SINTÉTICOS OU QUIMICAMENTE DEFINIDOS): ingredientes de composição e quantidade conhecidas
Ex: caldo tetrationato – contém iodo, KI e água. 
MEIOS DE CULTURA
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2) Finalidade bacteriológica: 
MEIOS DE TRANSPORTE
MEIOS DE CONTAGEM
MEIOS DE ESTOCAGEM
MEIOS DE IDENTIFICAÇÃO
MEIOS DE ENRIQUECIMENTO
MEIOS DIFERENCIAIS
MEIOS SELETIVOS 
MEIOS DE CULTURA
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2) Finalidade bacteriológica: 
MEIOS DE ENRIQUECIMENTO: 
Cultivo de microrganismos presentes em baixos números ou de crescimento lento, bem como microrganismos fastidiosos como Neisseria e Haemophilus sp. 
Ex: caldo tetrationato e selenito-cistina (Salmonella sp.)
Ágar chocolate
MEIOS DE CULTURA
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2) Finalidade bacteriológica: 
MEIOS SELETIVOS: 
Contém substâncias que inibem o desenvolvimento de determinados grupos de microrganismos, permitindo o crescimento de outros. 
Ex: ágar Salmonella-Shigella 
e ágar MacConkey
MEIOS DE CULTURA
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2) Finalidade bacteriológica: 
MEIOS DIFERENCIAIS: 
Detectam várias características bioquímicas para identificação preliminar dos microrganismos presentes na amostra. 
Ex: ágar MacConkey
e ágar sangue
MEIOS DE CULTURA
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2) Finalidade bacteriológica: 
MEIOS DE TRIAGEM: 
Avaliam determinadas atividades metabólicas permitindo a caracterização e identificação presuntiva de muitos microrganismos.
Ex: Ágar tríplice açúcar e ferro (TSI)
MEIOS DE CULTURA
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2) Finalidade bacteriológica: 
MEIOS DE IDENTIFICAÇÃO
Utilizado para a realização de provas bioquímicas e verificação de funções fisiológicas de microrganismos submetidos à identificação. 
Ex: Ágar citrato 
MEIOS DE CULTURA
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2) Finalidade bacteriológica: 
MEIOS DE CONTAGEM
Empregado para determinação quantitativa da população microbiana
Ex: Ágar Batata
MEIOS DE CULTURA
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2) Finalidade bacteriológica: 
MEIOS DE ESTOCAGEM
Utilizado para a conservação de microrganismos no laboratório por garantirem a viabilidade de microrganismos
Ex: Ágar Sabouraud
MEIOS DE CULTURA
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CRESCIMENTO BACTERIANO
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CINÉTICA DO CRESCIMENTO BACTERIANO
 Fissão binária
 Método normal de reprodução bacteriana, no qual uma única célula se divide dando origem a duas células idênticas
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Curva de crescimento bacteriana típica
FASES DO CRESCIMENTO BACTERIANO
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FASES DO CRESCIMENTO BACTERIANO
FASE LAG: ajuste fisiológico. Células sintetizam cofatores e metabólitos essenciais e prepara o reservatório de nutrientes 
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FASES DO CRESCIMENTO BACTERIANO
FASE LOG: ou de crescimento logarítmico; taxas máximas de crescimento. 
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FASES DO CRESCIMENTO BACTERIANO
FASE ESTACIONÁRIA: o número de células viáveis alcança valor máximo e o número de novas bactérias = ao número de células que morrem por carência de nutrientes. 
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FASES DO CRESCIMENTO BACTERIANO
FASE DE DECLÍNIO: o crescimento cessa devido ao esgotamento de vários nutrientes do meio. Células começam a lisar e morrer. 
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CONDIÇÕES DE CRESCIMENTO BACTERIANO
 Quanto à variação de temperatura 
PSICRÓFILAS: bactérias que crescem em baixas temperaturas. – Temperatura ótima: 15-20˚C
Ex: Pseudomonas sp. e microrganismos marinhos
MESÓFILAS: requerem temperaturas moderadas – crescem melhor entre 25-40˚C
 A maioria das bactérias 
TERMÓFILAS: crescem em altas temperaturas. Temp. ótima 50-60˚C 
Ex: arqueobactérias 
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CONDIÇÕES DE CRESCIMENTO BACTERIANO
 Quanto à atmosfera de O2:
AERÓBIAS: Mycobacterium tuberculosis
ANAERÓBIAS: Clostridium tetani
MICROAERÓFILAS: Campylobacter jejuni
ANAERÓBIAS FACULTATIVAS: a maioria das bactérias patogênicas. 
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CONDIÇÕES DE CRESCIMENTO BACTERIANO
 Concentrações de íons hidrogênio (pH): 
NEUTRÓFILAS: pH 6-8 (a maioria das bactérias)
ACIDÓFILAS: pH baixo (pH 3)
ALCALÓFILAS: pH alto (pH 10,5)
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OBRIGADA!!
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Definição: Substâncias ou elementos retirados do ambiente
e usados para construir novos componentes celulares ou para obter energia. 
Ambos os tipos são imprescindíveis, mas os primeiros são requeridos em grandes quantidades por serem os principais constituintes dos compostos orgânicos celulares e / ou serem utilizados como combustível. Os micronutrientes são necessários ao desenvolvimento microbiano, mas em quantidades variáveis, dependendo do elemento e do microrganismo considerados.
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Sintetiza a partir do CO2 o esqueletos para todos os seus metabolitos organicos. 
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Capela contendo gás inerte sem contaminação com oxigenio. O CO2 pode auxiliar no crescimento de algumas bactérias anaeróbias. 
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Meios de Enriquecimento - quando proporcionam nutrientes adequados ao crescimento de microrganismos presentes usualmente em baixos números ou de crescimento lento, bem como microrganismos exigentes e fastidiosos. Esses meios têm a propriedade de estimular o crescimento de determinados microrganismos, mas existem alguns que também podem inibir o crescimento de outros. Ex. Caldo Tetrationato e Selenito-Cistina para cultivo de Salmonelas (líquidos), Caldo Tioglicolato para Clostridium perfringens.
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Seletivos - os que contém substâncias que inibem o desenvolvimento de determinados grupos de microrganismos, permitindo o crescimento de outros. Exemplo: meios com telurito de potássio (para isolamento de Corynebacterium diphtheriae), ágar Salmonella-Shigella (SS) e ágar MacConkey, meios com sais biliares e verde brilhante para isolamento seletivo de Salmonella, meios com 7,5% de cloreto de sódio, meio Baird-Parker, para isolamento de Staphylococcus aureus, meios com antibióticos para isolamento de diversos microrganismos (TSC, SFP, , meio de Blaser, meio de Skirrow, etc.). A maioria deles é também diferencial, permitindo diferenciar as colônias (sólidos) dos microrganismos.
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Diferenciais - quando contém substâncias que permitem estabelecer diferenças entre microrganismos muito parecidos, tais como meio de Teague ou Eosina Azul de Metileno (diferencial para coliformes), Ágar MacConkey para a diferenciação de enterobactérias, Ágar sangue, agar Baird-Parker para isolamento e diferenciação de cocos Gram positivos (sólidos).
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Identificação - prestam-se para a realização de provas bioquímicas e verificação de funções fisiológicas de organismos submetidos a identificação (meios Oxidação/Fermentação, Ágar Citrato, Caldo nitrato, meio semi-sólido, caldo triptofano, meio de Sulfito Indol Motilidade, etc.;
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Contagem - empregados para a determinação quantitativa da população microbiana (Agar de Contagem em Placas, TSC, Agar Batata Dextrose, Ágar Baird-Parker, etc.);
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Sabouraud
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