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Nutrição e crescimento bacteriano

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Nutrição e crescimento bacteriano 
Nutrição microbiana 
Componentes necessários às células 
Meios de cultura 
 
Crescimento populacional 
Velocidade de crescimento 
Tempo de geração 
Condições ambientais 
 
Microbiologia e Imunologia 
Profª Luana Pires 
• São extremante diversificados quanto as exigências nutricionais 
 
– Alguns podem viver com poucas substâncias inorgânicas 
– Outros são tão exigentes quanto o homem 
 
• Crescimento 
 
 
Introdução 
Nutrição de bactérias 
Energia (ATP) 
Matéria prima 
Nutrientes – Substâncias retiradas do ambiente e usadas para 
construir novos componentes celulares ou para obter energia. 
meio ambiente 
Componentes 
celulares 
Energia 
• Estrutura rígida da parede celular fagocitose 
 
Introdução 
Modo de nutrição 
absorção 
nutrientes em meio 
aquoso 
Macronutrientes X Micronutrientes 
 
 
Introdução 
Classificação dos nutrientes 
- grandes quantidades 
 
- estrutura e metabolismo 
 
C; N; O; H; S; P 
- quantidades mínimas 
 
- funções enzimáticas e 
estruturais das biomoléculas 
Co; Zn; Mn; Ni; Cu 
Matéria seca
Água
C
N
H
P, S, K, Na ...
 célula 
70% 
Introdução 
Principais Macronutrientes 
Principais Macronutrientes: 
 
Carbono: Corresponde à base de todas as moléculas orgânicas . 
 
Nitrogênio: Corresponde ao segundo elemento mais abundante nas células. 
Hidrogênio: Elemento presente em proteínas, açúcares e demais moléculas 
orgânicas. 
 
Fósforo: Encontrado em compostos orgânicos (ácidos nucléicos) ou inorgânicos 
(fosfatos) 
Enxofre: Compondo a cisteína e metionina, estando presente também em várias 
vitaminas (biotina) 
Potássio: Necessário para todos os microrganismos, devido ao seu papel ativador 
de várias enzimas, tais como aquelas envolvidas na tradução. 
Introdução 
Principais Micronutrientes 
Principais Micronutrientes: 
Cobalto: Necessário apenas para a formação da vitamina B12. 
Zinco: Tem papel estrutural em várias enzimas (DNA e RNA polimerases) e outras 
proteínas de ligação ao DNA. 
Molibdênio: Presente em certas enzimas. 
Cobre: Importante para enzimas respiratórias. 
Manganês: Ativador de muitas enzimas. 
Níquel: Presente em hidrogenases. 
• Para cultivo em laboratório 
 - Cultivo in vitro: quando se conhece as exigências nutricionais 
 - Cultivo in vivo: quando não se conhece as exigências nutricionais 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ex: Micro-organismo que precisa de hospedeiro para ser cultivado: 
- Mycobacterium leprae (causador da hanseníase) 
 
Introdução 
Importância nutricional das bactérias 
Meios de cultura 
Procedência 
Constituintes 
Quimicamente definidos (sais, compostos orgânicos purificados, água) 
 
Complexos (utilizam hidrolisados carne e soja, extratos de levedura, sangue, soro, 
 leite, solo e rúmem de bovino) 
Não existe um meio de cultura universal, mas existem 
vários tipos para finalidade diversas 
 
Sucesso no cultivo de micro-organismos é necessário o conhecimento de suas 
exigências nutricionais, para que os nutrientes sejam fornecidos de forma e 
proporção adequada. 
Mistura de nutrientes para promover o crescimento de micro-organismos 
Micro-organismos 
fastidiosos 
Meios de cultura para bactérias 
• Normalmente imitam o habitat normal 
 
 Ex. 
 Se a bactéria prefere os nutrientes encontrados no sangue, então o sangue é adicionado 
no meio de cultura. 
 
Meio definido para heterotróficas Meio complexo para heterotróficas 
Meios de cultura 
Estado Físico 
 
Líquidos (crescimento de bactérias) 
Sólidos (ágar 1 a 2%) 
Semi-sólidos (ágar < 0,5%) 
 
(separar as células) 
Meios de cultura 
Finalidade 
Isolamento 
 
Simples (caldo nutriente) 
Enriquecimento (BHI: extrato de cérebro e coração; Rappaport; AS) 
Seletivos (ágar manitol salgado; SS; MacConkey) 
Diferenciais (ágar manitol salgado; SS; AS; MacConkey) 
 
Ágar manitol salgado 
Ágar sangue MacConkey 
 
 Alguns são meios gerais: permitem o crescimento de muitas espécies 
Caldo ou Ágar nutriente 
Ágar sangue 
 Outros são meios específicos: servem para identificação de espécies 
Meio de Loeffler (com soro bovino) 
Ágar chocolate (sangue e aquecido a 80°C – fatores V e X) 
Meios para anaeróbicos: adição de agentes redutores (tioglicolato de sódio) 
Meios de cultura 
Microplacas com diferentes 
meios de cultura para 
identificação de enterobactérias. 
Meios de cultura 
• Em microbiologia crescimento geralmente é o aumento do número de células 
• Na maioria dos procariotos ocorre a fissão binária: crescimento e divisão 
 
Tempo de geração: 
 Varia de minutos até dias 
 Depende muito das condições ambientais (°C) 
CRESCIMENTO MICROBIANO 
O padrão de crescimento é o exponencial 
E. coli ~7h (> 106 células)! 
20 gerações 
Padrão de Crescimento 
• O crescimento bacteriano ocorre 4 fases, sendo representado pela curva de crescimento 
O Ciclo de Crescimento 
 
1) Fase Lag 
 Período de adaptação da cultura 
• Mudança de meio, preparação do complexo enzimático 
• Reparação das células com danos. 
 
2) Fase exponencial ou Log 
 Fase com aumento do n° células onde todas estão se dividindo. 
• É a fase preferida pelas indústrias 
 - Procarióticos – crescem mais rapidamente que os eucarióticos 
 - Eucarióticos menores crescem mais rapidamente que os maiores 
 
3) Fase estacionária: 
 Ocorre a limitação por depleção de nutrientes e acúmulo de metabólitos. 
 
 Divisão = morte → crescimento líquido nulo 
 Ainda pode ocorrer catabolismo e produção de metabólitos secundários 
 
 
4) Fase de morte (declínio): 
 
• A manutenção de uma cultura no estado estacionário por longo tempo conduz as 
células ao processo de morte. 
 
 A morte celular é acompanhada da lise celular 
 Temperatura 
 Oxigênio 
 pH 
 Pressão osmótica, atmosférica, hidrostática 
Condições ambientais (fatores abióticos) 
1. Psicrófilos – temperatura ótima de 15°C, mas podem crescer a 0°C 
 oceanos gelados, deteriorantes de alimentos 
1. Mesófilos – temperatura ótima 25°C – 40°C, 
 patógenos humanos (E. coli) 
1. Termófilos – temperatura ótima entre 50°C – 60°C 
Temperatura 
Temperatura 
Temperatura (° C) Mínimo Ótimo Máximo 
Pseudomonas fluorescens 4 25-30 40 
Staphilococus aureus 6.5 30-37 46 
Termoactinomyces vulgaris 27-30 60 65-70 
Nisseria gonorreae 30 35-36 38,5 
Thermus aquaticus 40 70-72 79 
Temperatura 
• Maioria das bactérias 6,5 – 7,5 
pH 
• Acidófilos: pH < 4,5 
 Helicobacter, fungos 
 
• Neutralófilos: pH > 4,5 
 Patógenos humanos 
 
 
 
 Aeróbio Anaeróbio Facultativo Microaerófilo Anaeróbio 
 Aerotolerante 
Meio gelatinoso com 
indicador redox: 
Rosa quando oxidado 
Incolor quando reduzido 
Durante as reações de redução do O2 
são formados vários intermediários 
tóxicos. 
Ex: H2O2, OH°, O2
- 
Os microrganismos aeróbios e 
facultativos utilizam enzimas como a 
catalase para destruir as formas 
tóxicas 
Efeito do oxigênio no crescimento microbiano 
Sistema para cultivo de anaeróbios 
Pressão osmótica 
• Não devem existir grandes diferenças na 
concentração de solutos dentro e fora da 
célula, pois podem desidratar-se ou 
romper-se. 
 
Ex: microrganismos marinhos necessitam de teoresde sais mais elevados - HALÓFILAS.

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