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1 CRESCIMENTO MICROBIANO Nutrição e Fatores Prof. Msc. Fernanda Siqueira Biomedicina UNIP Crescimento Microbiano 1. Fatores necessários para o crescimento - Fatores Físicos ( temperatura, pH) - Fatores Químicos (nutrientes, água, O 2 ) 2. Meio de Cultura 3. Crescimento da cultura bacteriana CRESCIMENTO MICROBIANO: Em microbiologia, o termo crescimento refere-se a um aumento do número de células e não ao aumento das dimensões celulares. Crescimento Microbiano = associado ao crescimento de uma população de células (uma célula dará origem a duas ao fim de um certo tempo, tempo de geração ou de duplicação.) FATORES NECESSÁRIOS PARA O CRESCIMENTO - FATORES FÍSICOS: temperatura pH pressão osmótica (concentração de sal) - FATORES QUÍMICOS: água fontes de carbono e nitrogênio minerais oxigênio fatores orgânicos 2 FATORES FÍSICOS 1. TEMPERATURA: A maioria dos microrganismos cresce bem nas temperaturas ideais para os seres humanos. - Temperatura de crescimento mínima: < temperatura onde a espécie é capaz de crescer - Temperatura de crescimento ótima: onde a espécie apresenta melhor crescimento - Temperatura de crescimento máxima: > temperatura, onde ainda é possível o crescimento Figura 1 Figura 1. Taxa de crescimento vs. temperatura FATORES FÍSICOS 1. TEMPERATURA: Microrganismos são classificados em 3 grupos: - Psicrófilos: crescem em baixas temperaturas (-10 a 15 °C) - Mesófilos: crescem em temperaturas moderadas (10 a 50 °C) - Termófilos: crescem em altas temperaturas (40 a 70 °C) Termófilos extremos (68 a 110 °C) Figura 2 Figura 2. Curva de crescimento característica de diferentes microrganimos Termófilos extremos 3 FATORES FÍSICOS 2. pH: - refere-se a acidez ou a alcalinidade de uma solução; - maioria dos microrganismos cresce melhor perto da neutralidade (pH 6,5 – 7,5); - poucas bactérias são capazes de crescer em pH baixo (como pH 4,0) Bactérias: faixa entre pH 7,0 Fungos - tendem a ser mais acidófilos que as bactérias (pH <5). FATORES FÍSICOS 3. PRESSÃO OSMÓTICA: Os microrganismos retiram da água a maioria dos nutrientes solúveis (conteúdo celular 80 – 90 % de água) Pressão osmótica: retira a H2O dentro da célula Figura 3 Figura 3. Taxa de crescimento de alguns microrganismos vs. a concentração de sal. Não Halófilos: não necessitam de sal e não toleram a presença no meio. Halotolerantes: não necessitam de sal mas toleram a presença no meio. Halófilos: necessitam de sal em uma concentração moderada Halófilos extremos: necessitam de sal em altas concentrações. FATORES QUÍMICOS 1. ÁGUA: - Essencial para os microrganismos - Disponibilidade variável no ambiente 2. FONTES DE CARBONO, NITROGÊNIO, ENXOFRE E FÓSFORO 4 FATORES QUÍMICOS 3. OXIGÊNIO: - extremamente importante no desenvolvimento microbiano - organismos classificados em: Figura 4 1. AERÓBIOS - Estritos (obrigados): necessitam de O2 - Facultativos: não necessitam de O2 mas crescem melhor com O2 - Microaerófilo: necessitam de O2 mas em níveis menores 2. ANAERÓBIOS - Aerotolerantes: não necessitam de O2 mas crescem melhor sem O2 - Estritos (obrigados): não toleram O2 (letal) AERÓBIO ESTRITOS alta [O 2 ] ANAERÓBIO ESTRITO sem O 2 MICRO AERÓFILO baixa [O 2 ] AERÓBIO FACULTATIVO alta e baixa [O 2 ] alta e baixa [O 2 ] ANAERÓBIO AEROTOLERANTES Figura 4. Efeito do oxigênio sobre o crescimento de vários tipos de bactérias. CRESCIMENTO DAS CULTURAS BACTERIANAS - DIVISÃO BACTERIANA: - FISSÃO BINÁRIA - BROTAMENTO - FASES DE CRESCIMENTO: - FASE lag - FASE log - FASE ESTACIONÁRIA - FASE DE MORTE CELULAR CRESCIMENTO DAS CULTURAS BACTERIANAS DIVISÃO BACTERIANA: é considerado o aumento do número de indivíduos e não do tamanho celular. 1. BROTAMENTO: < nº de bactérias (forma um broto que quando atinge o tamanho da célula parental se separa) 2. FISSÃO BINÁRIA: Figura 5 5 Fissão Binária (Adaptado de Tortora, G.J., et al., Microbiology,2003) Figura 5. Fissão binária bacteriana. CRESCIMENTO DAS CULTURAS BACTERIANAS TEMPO DE GERAÇÃO: é o tempo necessário para uma célula se dividir (e sua população dobrar de tamanho). - tempo varia de acordo com o organismo; - depende das condições ambientais (nutricionais, temperatura etc); FASES DE CRESCIMENTO CURVA DE CRESCIMENTO: demonstra o crescimento das células durante um período de tempo. FASE lag: pouca ou ausência de divisão celular (fase de adaptação) - ≥ 1 hora (estado de latência, com intensa atividade metabólica) FASE log: início do processo de divisão (período de crescimento ou aumento logarítmo) (reprodução celular extremamente ativa, sensíveis as mudanças ambientais - * EFEITO DE ANTIBIÓTICOS) FASE ESTACIONÁRIA: velocidade de crescimento diminui nº de células vivas = nº de células mortas FASE DE MORTE CELULAR: nº de células mortas excede o de células novas. Figura 6 Figura 6. Curva de crescimento bacteriano mostrando as 4 fases típicas.
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