15220193375ab82c0901ff6 Micro Aula 4 Exigências nutricionais, utilização de oxigênio e cultivo bacteriano em laboratório

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Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul – Unijuí
Departamento de Estudos Agrários – DEAG
Curso de Medicina Veterinária 
Microbiologia Veterinária
Exigências nutricionais, utilização de oxigênio e cultivo bacteriano 
em laboratório
Felipe Libardoni
Fisiologia bacteriana
 É necessário o conhecimento da fisiologia, bioquímica e nutrição 
microbiana para compreender os efeitos do mundo microbiano na saúde
 Necessidades energéticas e nutricionais
 Crescimento bacteriano
 Metabolismo bacteriano
Fisiologia bacteriana
Classificação quanto a nutrição
Nutrição Bacteriana
 O crescimento e a divisão celular necessitam de um ambiente propício
 Todos os constituintes físicos e químicos para o seu metabolismo
 Pseudomonas spp. (mais flexíveis)
 Mycobacterium spp. (mais exigentes)
Nutrição Bacteriana
 Estrutura Bacteriana
 Macromoléculas
 (proteínas, ácidos nucléicos)
 Os precursores das macromoléculas
 Retirados do meio (chamados nutrientes)
 Sintetizados pelas bactérias a partir de compostos mais simples
 Nutrientes 
 Macronutrientes
 Micronutrientes
Nutrição Bacteriana
 Macronutrientes
 Necessários em grande quantidade
 Tem papel importante na estrutura e metabolismo
 Micronutrientes
 Necessários em quantidades mínimas
 Funções enzimáticas e estruturais das biomoléculas
Macronutrientes
São requeridos em grandes quantidades por serem os principais 
constituintes dos compostos orgânicos celulares e/ou serem utilizados como 
combustível
Macronutrientes
 Carbono
 Presente na maioria das substâncias que compõem a célula
 Autotróficas
 Bactérias que utilizam o carbono inorgânico na forma de CO2 ou carbonatos como única 
fonte de energia
 Heterotróficas
 Bactérias que utilizam o carbono orgânico na forma de carboidratos como única fonte de 
energia
Macronutrientes
 Oxigênio
 Requerido na forma molecular como aceptor final na cadeia de transporte de elétrons 
aeróbica
 Elemento importante em várias moléculas orgânicas e inorgânicas
 Hidrogênio
 Componente muito frequente da matéria orgânica e inorgânica
 Elemento comum de todo material celular
Macronutrientes
 Nitrogênio
 Componente de proteínas e ácidos nucléicos, além de vitaminas e outros 
compostos celulares.
 Disponível na natureza sob a forma de gás (N2) ou na forma combinada
 Sua utilização como N2 é restrita a um grupo de bactérias cujo principal habitat é o solo
 Na forma combinada, o nitrogênio é encontrado como matéria inorgânica (NH3 , NO3-) ou 
matéria orgânica: aminoácidos, purinas e pirimidinas
Macronutrientes
 Enxofre
 Faz parte de aminoácidos (cisteína e metionina) e de vitaminas
 Pode ser encontrado no ambiente nas formas elementar, oxidada e reduzida 
(compostos orgânicos e inorgânicos)
 Os sulfatos (SO4-2) inorgânicos ou os aminoácidos são as formas 
preferencialmente assimiladas
 Na forma oxidada, pode ser aceptor final de elétrons das cadeias de transporte 
de elétrons anaeróbicas
Macronutrientes
 Fosfóro
 É encontrado na célula na forma combinada a moléculas importantes como os 
nucleotídeos (A, T, G, C, U) e como fosfato inorgânico
 As substâncias fosforiladas podem estar envolvidas com o armazenamento de 
energia (como o ATP) ou atuar como reguladoras de processos metabólicos: muitas 
enzimas tornam-se ativas ao serem fosforiladas
Ribose - Desoxiribose
Micronutrientes
Micronutrientes
 Micronutrientes
 São encontrados sempre na forma inorgânica
 Fazem parte de minerais
 Necessários ao desenvolvimento microbiano em quantidades variáveis, dependendo do 
microrganismo e do elemento.
 Funções
 Componentes de proteínas
 Co-fatores de enzimas
 Componentes de estruturas
 Osmorreguladores
Requisitos para o bom crescimento dos 
microrganismos
 Condições de cultivo
 Meios de Cultura
 Fatores de crescimento
 Químicos
 Físicos
Requisitos para o bom crescimento dos 
microrganismos
 Fatores físicos
 Temperatura
 pH
 Pressão osmótica (concentração de sal)
 Fatores químicos
 Água
 Fontes de carbono e nitrogênio
 Minerais
 Oxigênio
 Fatores orgânicos
Requisitos para o bom crescimento dos 
microrganismos
 Condições de cultivo
 Material recebido no laboratório
 Incubá-los em meios de cultura adequados
 Incubá-los em condições ambientais igualmente adequadas
Condições de cultivo
 Inóculo
 É uma amostra de material contendo geralmente uma pequena quantidade 
de microrganismos
 Obedecidas as condições citadas, os microrganismos contidos no inóculo
multiplicam-se, aumentando em número e massa e, com isto, atingindo o 
objetivo desejado
Condições de cultivo
 Meios de cultura
 Meio de cultura é uma mistura de nutrientes necessários ao crescimento 
microbiano
 Basicamente deve conter a fonte de energia e de todos os elementos 
imprescindíveis à vida das células
Condições de cultivo
 Estado Físico
 Líquidos
 Solução aquosa de nutrientes
 Sólidos
 Solução aquosa é gelificada por um polissacarídeo extraído de algas, o ágar. Usado para 
separar células
 Semi-sólidos
 Menor concentração de ágar
Condições de cultivo
 Tipos de meio de cultura
 Qualitativo
 Quantitativo
Condições de cultivo
 Tipos de meio de cultura
 Qualitativo
 Composição simples
 Um único carboidrato como fonte de energia, carbono e sais minerais.
 Composição complexa
 Várias fontes de carbono e energia, vitaminas e aminoácidos, sangue ou soro de animais
(extrato de carne, peptona, extrato de levedura, sangue, leite, soro, ágar)
Condições de cultivo
 Tipos de meio de cultura
 Quantitativo
 Meio de cultura deve obedecer aos limites de quantidade de cada componente suportáveis 
pelos microrganismos
 Meio de cultura deve conter substâncias para neutralizar a ação de produtos tóxicos 
lançados pelos próprios microrganismos, que sofrem os efeitos de seu acúmulo
 Adição de tampões para impedir a queda de pH provocada pelos ácidos orgânicos 
produzidos por fermentação bacteriana
Condições de cultivo
 Formulação de um meio de cultura
 Considerar
 Necessidades específicas
 Grupo 
 Família
 Gênero 
 Espécie
Condições de cultivo
 Formulação de um meio de cultura
 Acrescentar
 Compostos não sintetizados pelos microrganismos que se deseja cultivar
 Vitaminas
 Cofatores
 Aminoácidos
Condições de cultivo
 Meio de Transporte
 Meio isento de nutrientes, contendo um agente redutor (Tioglicolato ou cisteína)
 Geralmente mantém o pH favorável, previne a desidratação de secreções durante o 
transp. e evita a oxidação e auto-destruição enzimática dos patógenos presentes
 Meio de Stuart
 Cary Blair
 Solução salina tamponada
 Meio de Conservação
 Skim milk
Condições de cultivo
 Meio de enriquecimento
 Geralmente líquido
 Rico em nutrientes
 Finalidade de permitir que as bactérias contidas em uma amostra clínica 
aumentem em número
 Favorece o desenvolvimento de uma população bacteriana em desvantagem entre 
outras populações
 Caldo Brain Heart Infusion (BHI) 
 Caldo Tetrationato → Salmonella
Condições de cultivo
 Meio seletivo
 Favorece o crescimento de uma determinada bactéria de interesse, impedindo o 
crescimento de outras
 Selecionar as espécies que se deseja isolar e impede o desenvolvimento de outras 
(adição de corantes, antibióticos e outras substâncias inibitórias)
 Ex: 
 Ágar Sabouraud dextrose, pH 5,6, é utilizado no crescimento de fungos que são favorecidos, em 
relação as bactérias,
pelo baixo pH
 Manitol ágar sal – 1,5% de NaCl – Staphylococcus spp.
Condições de cultivo
 Meios seletivos
Condições de cultivo
 Meio diferencial
 Possibilita a distinção entre vários gêneros e espécies de microrganismos, 
por possuir substâncias que permitem uma diferenciação presuntiva, 
evidenciada na mudança de coloração ou na morfologia das colônias
 Ágar McConkey
 Ágar Hektoen
Condições de cultivo
 Meio diferencial
 Facilita a identificação de um determinado organismo
 Ex: hemólise
Condições de cultivo
 Meio diferencial
Condições de cultivo
 Meio Indicador
 Utilizado no estudo das propriedades bioquímicas das bactérias
 Identificação
 Os mais simples são utilizados no estudo das reações de fermentação
 Ágar Triple Sugar Iron (TSI) 
 Ágar Citrato de Simmons
Condições de cultivo
 Agar tríplice ferro açucar (TSI)
 pH ( vermelho de fenol )
 1% de lactose
 1% de sacarose
 0,1% de glicose
 Sulfato ferroso ou sulfato de amónio ferroso 
Condições de cultivo
 Meios Redutores
 Meios com reagentes
 Tioglicolato de sódio, que é capaz de se combinar com o oxigênio dissolvido 
eliminando este elemento do meio de cultura (específico para microrganismos 
anaeróbicos)
Condições de cultivo
 Influência de fatores ambientais
 A tomada de nutrientes e posterior metabolismo são influenciados por fatores 
físicos e químicos do meio ambiente
 Temperatura
 pH
 Presença de oxigênio
 Pressão osmótica
 Luz
Condições de cultivo
 Temperatura
 Temperatura ótima
 Máximo desenvolvimento
 Temperaturas superiores
 Desnaturação do material celular morte da célula
 Temperaturas inferiores
 Desaceleração das reações metabólicas diminuição da velocidade de multiplicação celular
Classificação: - Psicrófilas – 12 e 17 ºC
- Mesófilas – 28 e 37 ºC
- Termófilas – 57 e 87 ºC
Condições de cultivo
 Temperatura
Termófilos extremos
Condições de cultivo
 Temperatura
Condições de cultivo
 pH
 Os valores de pH em torno da neutralidade são os mais adequados para 
absorção de alimentos para a grande maioria das bactérias
 Grupos adaptados a viver em ambientes ácidos e alcalinos
Condições de cultivo
 pH
Condições de cultivo
 Oxigênio
 Pode ser indispensável, letal ou inócuo para as bactérias
 Aeróbias
 Estritas - Acinetobacter
 Microaerófilas - Campylobacter jejuni
 Facultativas - Escherichia coli
 Aerotolerante - Lactobacillus
 Anaeróbias
 Clostridium tetani
 Clostridium botulinum
Condições de cultivo
 Oxigênio
Condições de cultivo
 Oxigênio
Condições de cultivo
 Tioglicolato Aeróbio
Estritos
Anaeróbio 
estrito
Micro
Aerófilo
Aeróbio
facultativo
Anaeróbio 
aerotolerantes
Condições de cultivo
 Toxicidade do Oxigênio
 Ânion superóxido (O2
- )
 Peróxido de hidrogênio (H2O2)
 Radical Hidroxila (-OH)
Condições de cultivo
 Toxicidade do Oxigênio
 Enzimas que degradam o oxigênio tóxico
 Superóxido Dismutase
 Transforma superóxido (O2
-) em peróxido (H2O2)
 Peróxido é metabolizado por:
 Catalase
 Converte peróxido em água e oxigênio 
 Peroxidase
 Converte peróxido em água
Condições de cultivo
 Toxicidade do Oxigênio
 Superóxido dismutase
 Presente em todos
 Aeróbios
 Ausente na grande maioria
 Anaeróbios
 Explicação para intolerância ao oxigênio 
Condições de cultivo
 Anaeróbios em laboratório
Condições de cultivo
Condições de cultivo
 Pressão Osmótica
 Açúcar
 Mel
 Leite condensado
 Sal
 Peixe salgado
 Charque
Condições de cultivo
 Pressão Osmótica
 Não Hálófilos
 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
Condições de cultivo
 Exoenzimas
 A seletividade da membrana citoplasmática impede que macromoléculas
como proteínas, amido, celulose e lipídios sejam transportadas para o 
interior da célula
 Para essas moléculas serem utilizadas pelos microrganismos, é necessário 
serem quebradas em compostos menores, aos quais as membranas são 
permeáveis
Condições de cultivo
 Exoenzimas
 As exoenzimas apresentam especificidade pelo substrato, atuando sobre 
proteínas ou amidos, ou determinados lipídios, e constituem um fator de 
virulência, uma vez que podem hidrolisar componentes estruturais de 
tecidos, conferindo ao microrganismo capacidade invasora e de 
permanência em outros organismos vivos
 Além de estarem associadas à nutrição dos microrganismos, as exoenzimas
podem contribuir para a sua sobrevivência, uma vez que catalisam a 
hidrólise de substâncias que lhes são tóxicas ou mesmo letais
Condições de cultivo
 TEMPERATURA
 Psicrófilas (12 a 17 graus C)
 Mesófilas (28 a 37 graus C)
 Termófilas (57 a 90 graus C)
 Termófilas extremas (>100 graus C)
 pH
 Acidófilas (ph<5) Alcalófilas (pH>10)
 OXIGENAÇÃO
 Aeróbicas (patógenos respiratórios e de mucosa), Anaeróbicas (trato gastrointestinal e ambiente –
esporos), Microaerófilas ( PO2), Facultativas, Aerotolerantes (Anaeróbio)
 SALINIDADE
 Bactérias Halófitas
 Classificação dos microrgaismos
 Fermentativos
 Oxidativos
 Pectimolíticos
 Amilolíticos
 Celulolíticos
 Lipolíticos
 Proteolíticos
 Osmofílicos
 Osmodúricos
 Halofílicos
 Halodúricos