(20170908114631)Microbiologia Aula 03 (1)

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MATRIZ 
Crescimento 
Microbiano 
QUESTÕES GERAIS 
 Crescimento microbiano: aumento do número 
de micro-organismos (m.o.) e não do tamanho das 
células; 
 Colônias: grupo de células que podem ser 
visualizadas sem microscópio; 
 
 Porque estudar? 
 Controlar o crescimento de m.o. patogênicos ou 
daqueles que degradam alimentos; 
 Entender como estimular o crescimento de m.o. 
que temos interesse em estudar. 
FATORES NECESSÁRIOS AO CRESCIMENTO 
 Temperatura; 
 pH; 
 Pressão osmótica 
 Fontes de carbono; 
 Nitrogênio; 
 Enxofre; 
 Fósforo; 
 Oxigênio; 
 Elementos traços e 
 Fatores orgânicos de 
crescimento. 
Físicos Químicos 
FATORES FÍSICOS: TEMPERATURA 
 Com base em sua faixa preferida de temperatura 
os micro-organismos (m.o.) classificam-se em 03 
grupos: 
 
Psicrófilos: crescem em baixas temperaturas 
(encontrados essencialmente nas profundezas dos 
oceanos ou em certas regiões polares; não causam 
problema na preservação de alimentos); 
Mesófilos: crescem em temperaturas moderadas; 
Termófilos: crescem em altas temperaturas. 
 
FATORES FÍSICOS: TEMPERATURA 
 Cada espécie bacteriana cresce a uma 
temperatura mínima, ótima e máxima 
específica. 
Temperatura mínima de crescimento: é a 
menor temperatura pela qual a bactéria pode 
crescer 
Temperatura ótima crescimento: é a 
temperatura na qual a espécie cresce melhor; 
Temperatura máxima de crescimento: é a 
maior temperatura na qual o crescimento é 
possível. 
FATORES FÍSICOS: TEMPERATURA 
FATORES FÍSICOS: TEMPERATURA 
 O que determina a temperatura máxima ou 
mínima na qual um micro-organismo pode 
crescer? 
 
R: A termoestabilidade das proteínas 
 
 
Proteínas: são macromoléculas mais sensíveis 
ao calor em uma célula, e o crescimento não 
pode acontecer em temperaturas que 
desnaturam as proteínas. 
FATORES FÍSICOS: TEMPERATURA 
Psicotróficos: os mais prováveis de serem encontrados na 
deterioração de alimentos em baixa temperatura, pois crescem 
em temperaturas utilizadas em refrigeradores. Considerados grupo 
de m.o deteriorantes 
FATORES FÍSICOS: TEMPERATURA 
A refrigeração é o método mais comum de preservação dos alimentos. 
Tem como base o princípio de que as velocidades de reprodução 
microbiana decrescem em baixas temperaturas. 
FATORES FÍSICOS: TEMPERATURA 
Mesófilos: incluem a maioria dos m.o deteriorantes e 
patogênicos. Temperatura ótima para a maioria das bactérias 
patogênicas é de 37ºC. São os mais comuns! 
FATORES FÍSICOS: TEMPERATURA 
Termófilos: incluem m.o. capazes de crescer em altas 
temperaturas. 
FATORES FÍSICOS: TEMPERATURA 
 Arquibactérias: 
 
Possuem m.o. capazes de crescer com temperatura 
ótima de crescimento de 80ºC ou mais. São 
chamados de: 
 
 Hipertermófilos ou Termófilos extremos 
FATORES FÍSICOS: PH 
 pH refere-se à acidez ou alcalinidade de uma 
solução; 
 A maioria das bactérias cresce melhor em uma 
faixa estreita de pH perto da neutralidade, entre 
6,5 e 7,5; 
 Poucas bactérias crescem em um pH ácido abaixo 
de 4; 
 Algumas bactérias resistem à acidez, sendo 
chamadas: acidófilas. 
 Outras prosperam em ambientes bastante 
alcalinos, sendo chamadas: basófilas 
FATORES FÍSICOS: PH 
FATORES FÍSICOS: PRESSÃO OSMÓTICA 
 Pressões osmóticas elevadas têm como efeito 
remover a água necessária para a célula; 
 
 Quando uma célula microbiana está em uma 
solução cuja concentração de solutos é mais 
elevada que dentro da célula (ambiente 
hipertônico); a água atravessa a membrana 
celular para o meio com a concentração mais 
elevada de soluto; 
 Essa perda osmótica da água causa uma 
plasmólise ou encolhimento do citoplasma 
celular. 
FATORES FÍSICOS: PRESSÃO OSMÓTICA 
 Plasmólise 
 
 
FATORES FÍSICOS: PRESSÃO OSMÓTICA 
 Halófilos extremos: 
Alguns micro-organismos adaptados a 
concentrações elevadas de sais, requerendo sua 
presença para que ocorra crescimento (halófilos 
obrigatórios). 
 
 Halófilos facultativos 
Não requerem concentrações elevadas de sal, mas 
são capazes de crescer em concentrações de até 2% 
de sal, o que inibe o crescimento de muitos 
organismos. Algumas espécies toleram até 15% de 
sal. 
FATORES FÍSICOS: PRESSÃO OSMÓTICA 
 Pressões osmóticas anormalmente baixas, 
tornam o ambiente: 
 
 Ambiente hipotônico tal como na água 
destilada, por exemplo – a água tende a entrar 
na célula em vez de sair. Alguns m.o. que têm 
uma parece celular relativamente frágil podem 
ser lisados com esse tratamento. 
FATORES QUÍMICOS: CARBONO 
 É o esqueleto estrutural da matéria viva; 
 É necessário para todos os compostos orgânicos 
que constituem a célula viva; 
 Compõe metade do peso seco de uma célula 
bacteriana; 
 
FATORES QUÍMICOS: NITROGÊNIO 
 Necessário para a síntese de material celular, 
DNA e RNA, ATP; 
 Constitui cerca de 14% do peso seco da célula 
bacteriana; 
 Os organismos utilizam o hidrogênio para formar 
o grupo amino dos aminoácidos das proteínas; 
 Algumas bactérias, incluindo cianobactérias 
fotossintéticas utilizam o nitrogênio gasoso (N2) 
diretamente da atmosfera, num processo 
chamado: fixação de nitrogênio. 
 
FATORES QUÍMICOS: ENXOFRE 
 Necessário para a síntese de material celular; 
 O enxofre juntamente com o fósforo constituem 
cerca de 4% do peso seco da célula bacteriana; 
 É utilizado para sintetizar também os 
aminoácidos contendo enxofre e vitaminas como 
a tiamina e a biotina. 
FATORES QUÍMICOS: FÓSFORO 
 O fósforo juntamente com o enxofre constituem 
cerca de 4% do peso seco da célula bacteriana; 
 É essencial para síntese de ácidos nucleicos 
(DNA e RNA) e dos fosfolipídeos das membranas 
celulares; 
 É encontrado também nas ligações de energia do 
ATP; 
 
FATORES QUÍMICOS: ELEMENTOS TRAÇOS 
 Elementos minerais como: ferro, cobre, 
molibdênio e zinco. 
 A maioria é essencial para as funções de certas 
enzimas, geralmente como cofatores; 
 Costumam estar naturalmente presentes na 
água da torneira e outros componentes do meio 
de cultura. 
FATORES QUÍMICOS: OXIGÊNIO 
 
 
FATORES QUÍMICOS: FATORES ORGÂNICOS 
DE CRESCIMENTO 
 Compostos orgânicos essenciais que um organismo é 
incapaz de sintetizar, devendo ser obtido diretamente 
do ambiente; 
 Ex.: Vitaminas. 
 A maioria das vitaminas funcionam como coenzimas, 
os cofatores orgânicos requeridos por certas enzimas 
para seu funcionamento; 
 Muitas bactérias sintetizam suas próprias vitaminas, 
contudo, algumas não possuem enzimas necessárias 
para a síntese de certas vitaminas, que são para elas 
fatores orgânicos de crescimento; 
 Outros desses fatores requeridos por certas bactérias 
são: aminoácidos, purinas e pirimidinas. 
BIOFILMES 
 Os micro-organismos vivem em comunidades de 
uma única espécie ou de grupos diversos 
chamadas Biofilmes; 
 Residem em uma matriz feita essencialmente de 
polissacarídeos, contendo também DNA e 
proteínas, chamada de limo; 
 Uma comunicação química entre as células ou 
quorum sensing permite às bactérias 
coordenarem sua atividade e se agrupar em 
comunidades; 
 Os biofilmes são, portanto, sistemas biológicos 
cujas bactérias se organizam em uma 
comunidade funcional coordenada; 
BIOFILMES 
 Geralmente são fixados em superfícies como uma 
pedra em um lago, um dente humano, ou 
membrana mucosa; 
 Nos biofilmes, as bactérias são capazes de 
compartilhar nutrientes e são protegidas de 
fatores danososdo ambiente, como a dissecação, 
os antibióticos e o sistema imune corporal. Além 
disso, a proximidade entre os micro-organismos 
facilita a transmissão de informações genéticas 
por conjugação; 
 
BIOFILMES 
 Começa a se formar quando uma bactéria livre 
nadadora (planctônica) se fixa a uma superfície. 
Inicia o agrupamento em forma de pilares; 
 Importante fator para saúde humana (1000 x 
mais resistentes aos microbicidas) 
 
 
BIOFILMES 
MEIO DE CULTURA 
 Material nutriente preparado para o crescimento 
de micro-organismos em um laboratório; 
 
 Inóculo: micro-organismos introduzidos em um 
meio de cultura para iniciar o crescimento; 
 
 Cultura: micro-organismos que crescem e se 
multiplicam dentro ou sobre um meio de cultura. 
MEIO DE CULTURA 
 Características gerais do meio de cultura: 
 
 Deve conter os nutrientes adequados para o 
micro-organismo específico que se quer cultivar; 
 Deve conter água suficiente; 
 Ter um pH apropriado e um nível conveniente de 
oxigênio ou talvez nenhum; 
 Deve ser estéril, ou seja, inicialmente não conter 
m.o. vivos; 
 A cultura em crescimento deve ser incubada em 
temperatura apropriada. 
MEIO DE CULTURA: LÍQUIDOS 
 São aqueles em que os nutrientes estão 
dissolvidos em solução aquosa. 
 
 Podem ser esterilizados em tubos de ensaio, 
balões, Erlenmeyers ou outros tipos de frascos. 
MEIO DE CULTURA: SÓLIDOS 
 Agente solidificante (ÁGAR a 1,0 ou 2,0 %); 
 Polissacarídeo complexo derivado de uma alga 
marinha; 
 Poucos m.o. o degradam; 
 Se liquefaz a cerca de 100ºC; ao nível do mar 
permanece líquido até a temperatura diminuir 
até cerca de 40º C; 
 Em laboratório é mantido em banho maria à 
temperatura de 50º C; 
 Geralmente são dispostos em tubos de ensaio 
(inclinados ou profundos) ou placas de petri; 
 
MEIO QUIMICAMENTE DEFINIDO 
 É aquele cuja composição exata é conhecida; 
 Organismos que requerem muitos fatores de 
crescimento são descritos como fastidiosos; 
 Geralmente são reservados para trabalhos 
experimentais em laboratórios ou para o crescimento 
de bactérias autotróficas. 
 
 
MEIO QUIMICAMENTE DEFINIDO 
MEIO COMPLEXO 
 A maioria dos fungos e bactérias é cultivada em 
meios complexos, feitos de nutrientes como 
leveduras, de carnes ou de plantas, ou produtos 
de digestão destas ou de outras fontes; 
 
MEIO COMPLEXO 
 Nesses meios a necessidade de energia, carbono, 
nitrogênio e enxofre dos m.o. em cultura são 
fornecidas pelas proteínas; 
 
 Caldo nutriente: quando um meio complexo 
apresenta forma líquida; 
 Ágar nutriente: quando adiciona-se o ágar, 
contudo, somente o ágar em si não é um 
nutriente. 
 
MEIOS E MÉTODOS PARA CRESCIMENTO 
ANAERÓBICO 
 Meios redutores: são meios especiais utilizados 
para bactérias anaeróbicas que podem ser 
mortas pela exposição ao oxigênio; 
 
 Contém ingredientes como o tioglicolato de sódio, 
que combinam-se quimicamente com o oxigênio 
dissolvido e o eliminam no meio de cultura; 
 São armazenados em tubos de ensaio firmemente 
tampados e são aquecidos rapidamente antes de 
ser utilizado para eliminar o oxigênio absorvido; 
MEIOS E MÉTODOS PARA CRESCIMENTO 
ANAERÓBICO 
 Meios redutores em placas de petri 
(laboratório) 
 
TÉCNICAS ESPECIAIS DE CULTURA 
 Algumas bactérias não são cultivadas com 
sucesso em meios artificiais de laboratório, sendo 
necessário uma célula hospedeira viva. Ex.: 
Mycobacterium leprae; 
 Alguns laboratórios clínicos têm estufas de 
dióxido de carbono especiais para o crescimento 
de bactérias aeróbicas que requerem 
concentrações de CO2 mais altas ou mais 
baixas que a encontrada na atmosfera; 
 
Elevada 
concentração de Co2 
M.O capnofílicos 
Condições de baixo O2 e alto CO2 são encontradas no trato 
intestinal, trato respiratório e em alguns tecidos corporâis onde 
bactérias patogênicas crescem 
TÉCNICAS ESPECIAIS DE CULTURA 
 Biossegurança de nível 4 (BSL-4): alguns 
m.o. são tão perigosos que só podem ser 
manuseados com sistemas de contenção 
extremamente complexo; 
 Os laboratórios de nível 4 são conhecidos como 
zonas quentes; 
 
 
MEIOS DE CULTIVO SELETIVO E 
DIFERENCIAL 
 Seletivos: são elaborados para impedir o 
crescimento de bactérias indesejadas e favorecer 
o crescimento dos m.o. de interesse; 
 Ex.: O sulfeto de bismuto inibe as bactérias gram 
positivas e a maioria das bactérias intestinais 
gram negativas. O ágar sabouraud dextrose, com 
pH de 5,6, é utilizado para isolar os fungos que 
dominam a maioria das bactérias neste pH. 
MEIOS DE CULTIVO SELETIVO E 
DIFERENCIAL 
 Diferenciais: facilitam a diferenciação das 
colônias de um m.o. desejado em relação a outras 
colônias crescendo na mesma placa; 
 
MEIOS DE CULTIVO SELETIVO E 
DIFERENCIAL 
 Algumas vezes características diferenciais e 
seletivas são combinadas no mesmo meio; 
 
MEIOS DE ENRIQUECIMENTO 
 Como as bactérias em pequeno número podem ser 
perdidas, principalmente se outras bactérias 
estiverem presentes em maior número, algumas 
vezes é necessário utilizar cultura de 
enriquecimento; 
 Tecnologia muito empregada em amostras de solo ou 
fezes; 
 O meio para enriquecimento geralmente é líquido e 
fornece nutrientes e condições ambientais que 
favorecem o crescimento de um m.o. específico e não 
de outros, sendo, também, seletivo, mas elaborado 
para amplificar até níveis detectáveis um número 
muito pequeno do m.o. de interesse. 
MEIOS DE CULTURA - RESUMO 
OBTENÇÃO DE CULTURAS PURAS 
 O método de isolamento mais comum para obter 
culturas puras é o método de esgotamento 
por estrias; 
 
 
PRESERVAÇÃO DE CULTURAS BACTERIANAS 
 Por curtos períodos: refrigeração; 
 
 Por longos períodos: 
1. Congelamento em baixas temperaturas processo 
no qual uma cultura pura de m.o. é colocada em um 
líquido de suspensão e rapidamente congelada em uma 
faixa de temperatura de -50ºC a -95ºC. Pode ser 
descongelada e cultivada mesmo após vários anos; 
2. Liofilização (congelamento-dessecação) uma 
suspensão de m.o. é rapidamente congelada em uma 
faixa de temperatura de -54ºC a -72ºC, e a água é 
removida por alto vácuo (sublimação). Ainda sob vácuo, o 
container é selado, derretendo o vidro com uma chama 
de alta temperatura. O pó obtido desse processo, 
contendo m.o. sobreviventes, pode ser armazenado por 
anos, podendo ser reativados a qualquer momento por 
hidratação com um meio nutriente líquido apropriado; 
CRESCIMENTO DE CULTURAS BACTERIANAS 
 Lembrar que as bactérias normalmente se 
reproduzem por fissão binária; 
 
CRESCIMENTO DE CULTURAS BACTERIANAS 
 Algumas espécies bacterianas se reproduzem por 
brotamento; elas formam uma pequena região 
inicial de crescimento (o broto), que vai se 
alargando até atingir um tamanho similar ao da 
célula parental, e então se separam dela. 
FASES DO CRESCIMENTO 
 Quando bactérias são inoculadas em um meio 
líquido de crescimento e a população é contada 
em intervalos regulares, é possível representar 
graficamente a curva de crescimento 
bacteriano; 
 
 Fases do Crescimento: lag, log, estacionária e 
morte celular. 
FASES DO CRESCIMENTO – FASE LAG 
 Período de pouca ou nenhuma divisão celular, 
podendo durar de uma hora a vários dias; 
 Período de intensa atividade metabólica, 
envolvendo principalmente síntese de enzimas e 
várias moléculas. 
FASES DO CRESCIMENTO – FASE LOG 
 As células começam a se dividir e entram em umperíodo de crescimento, ou aumento logarítmico, 
chamado de fase de log ou fase exponencial 
de crescimento; 
 Reprodução celular ativa e tempo de geração 
atinge valor constante, permitindo a visualização 
de uma linha reta na representação logarítmica 
do crescimento; 
 Fase de maior atividade metabólica; 
FASES DO CRESCIMENTO –ESTACIONÁRIA 
 No final do crescimento a velocidade de 
reprodução se reduz, o número de mortes 
microbianas é equivalente ao de células novas, e 
a população se estabiliza, configurando a fase 
estacionária; 
 
 Interrupção: esgotamento dos nutrientes, 
acúmulo de resíduos, e mudanças no pH danosas 
à célula; 
 
FASES DO CRESCIMENTO – MORTE CELULAR 
 O número de mortes ultrapassa o número de 
células novas formadas, e a população entra na 
fase de morte ou declínio logarítmico; 
 Algumas espécies passam por todas as fases em 
somente poucos dias, outras mantém algumas 
células sobreviventes indefinidamente; 
MÉTODOS PARA QUANTIFICAÇÃO DE 
CRESCIMENTO BACTERIANO 
 Obrigada!