Crescimento_Microbiano microbiologia

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Crescimento Microbiano 
Prof.: Daniela Pontes 
Roteiro 
• Considerações gerais; 
• Curva de crescimento; 
• Fatores físicos que influenciam o crescimento 
bacteriano; 
• Nutrientes utilizados por bactérias; 
• Classificação, composição química e preparação de 
meios de cultura. 
CONSIDERAÇÕES GERAIS 
Considerações Gerais 
• O crescimento em bactérias é frequentemente 
considerado em dois níveis: 
 
- individual, 
 
- populacional. 
Considerações Gerais 
• O crescimento individual de uma bactéria requer 
observações cuidadosas porque o processo pode ser 
rápido e as condições necessárias para a medida podem 
interferir com o crescimento. 
• Apesar de o aumento em tamanho ser uma 
característica de crescimento, não é uma condição 
suficiente. 
Por exemplo, uma célula acumulando substâncias de reserva não está 
crescendo. 
O crescimento é um somatório dos processos metabólicos progressivos, que 
normalmente conduz à divisão (reprodução)com concomitante produção de 
duas células-filhas a partir de uma. 
Considerações Gerais 
• A grande maioria das bactérias divide-se dando origem 
a duas células-filhas iguais (divisão binária). 
• Algumas espécies formam brotos que crescem até 
atingir o tamanho da célula-mãe e, então, destacam-se. 
• As bactérias apresentam-se sob diversas formas: 
esférica, cilíndrica, espiralada. 
Deve-se considerar o crescimento nas três dimensões: 
- comprimento, 
- largura, 
- altura. 
Considerações Gerais 
• O termo tamanho adulto é usado para significar o 
tamanho da bactéria na hora da sua divisão. 
É característico para cada espécie. 
• A idade da bactéria é o espaço de tempo entre uma 
fissão que a originou e a divisão que a duplicará. 
• O tamanho de uma bactéria é influenciado por fatores 
hereditários e ambientais. 
Considerações Gerais 
• Os fatores necessários para o crescimento 
microbiano podem ser divididos em duas 
categorias principais: 
- Físicos: temperatura, pH e pressão osmótica. 
- Químicos: fontes de carbono e nitrogênio, enxofre, 
fósforo, oligoelementos, oxigênio e fatores orgânicos de 
crescimento. 
CURVA DE CRESCIMENTO 
Curva de Crescimento 
• Os estudos de crescimento são feitos essencialmente 
em meios de cultura líquidos, embora as bactérias 
desenvolvam-se bem em meios sólidos. 
• Quando uma determinada bactéria é semeada num 
meio líquido de composição apropriada e incubada em 
temperatura adequada, o seu crescimento segue uma 
curva definida e característica: 
Curva de Crescimento 
• A curva de crescimento pode ser dividida em quatro 
fases: 
Fase de lag: durante a qual praticamente não 
ocorre divisão celular. 
Curva de Crescimento 
• A curva de crescimento pode ser dividida em quatro 
fases: 
Fase logarítmica: na qual ocorre divisão 
regular numa velocidade máxima e constante. 
* Fatores responsáveis pelo final da fase: limitação 
de nutrientes, acúmulo de metabólitos tóxicos e 
ausência de O2. 
Curva de Crescimento 
• A curva de crescimento pode ser dividida em quatro 
fases: 
Fase estacionária: durante a qual a velocidade 
de multiplicação diminui gradualmente, até que 
se anule. 
* O número de bactérias presentes, por unidade de 
volume, permanece constante por um tempo 
determinado (o número de bactérias que se forma, 
contrabalança com o número das que estão morrendo. 
Curva de Crescimento 
• A curva de crescimento pode ser dividida em quatro 
fases: 
Fase de declínio: em que os microrganismos 
gradualmente diminuem em número até que a 
cultura se torne estéril, ou seja, todos os 
microrganismos morrem. 
FATORES FÍSICOS QUE 
INFLUENCIAM O CRESCIMENTO 
BACTERIANO 
Fatores Físicos 
• Temperatura 
 
• pH 
 
• Pressão osmótica 
Temperatura 
• Classificação quanto às variações na temperatura 
de crescimento: 
 
- Psicrófilos: crescem em baixas temperaturas (0°C). 
- Mesófilos: crescem em temperaturas moderadas (25-
40°C). 
- Termófilos: crescem em altas temperaturas (50-60°C). 
Temperatura 
• Cada espécie bacteriana cresce a uma temperatura 
específica mínima, ótima e máxima: 
- Temperatura mínima de crescimento: a menor 
temperatura em que a espécie é capaz de crescer. 
- Temperatura ótima de crescimento: aquela em que a 
espécie apresenta o melhor crescimento. 
- Temperatura máxima de crescimento: a temperatura 
mais alta em que ainda é possível haver crescimento. 
Temperatura 
Curvas de crescimento características de diferentes microrganismos em resposta à 
variação na temperatura. O crescimento ótimo (reprodução mais rápida) é representado 
pela parte superior da curva. Observe que as velocidades de reprodução decrescem 
rapidamente quando a temperatura está pouco acima do ótimo. Nas variações extremas da 
temperatura, a velocidade de reprodução é muito menor que na temperatura ótima. 
(Hipertermófilos ou 
termófilos extremos) 
Temperatura 
• A refrigeração é o método mais utilizado para preservação de 
alimentos e tem como base o fato de a velocidade de reprodução 
dos microrganismos diminuir em baixas temperaturas. 
Temperatura 
• Curiosidade: 
A temperatura mais alta conhecida em que foi observado 
crescimento bacteriano é de cerca de 110°C, encontrada nas 
profundezas dos oceanos em regiões hidrotermais. 
(A grande pressão encontrada nas profundezas dos oceanos impede 
que a água ferva mesmo quando a temperatura se encontra acima 
de 100°C.) 
pH 
• A maioria das bactérias cresce melhor dentro de 
variações pequenas de pH sempre perto da 
neutralidade, entre 6,5 e 7,5. 
• Poucas bactérias são capazes de crescer em pH ácido 
como pH 4,0. No entanto, as bactérias acidófilas 
apresentam alto grau de tolerância à acidez. 
• Os bolores e leveduras mostram maior tolerância ao pH. 
 
Faixa aproximada de pH de crescimento de alguns 
microrganismos encontrados em alimentos. 
Pressão Osmótica 
• Revisão: Osmose 
O princípio da osmose. (a) Situação no início de um experimento com pressão osmótica. As moléculas de água começam a 
se mover do becker para o saco, no sentido do gradiente de concentração. (b) Situação em equilíbrio. A pressão osmótica 
exercida pela solução no saco empurra as moléculas de água do saco para o becker, para equilibrar a velocidade de entrada 
de água no saco. A altura da solução no tubo de vidro em equilíbrio é uma medida da pressão osmótica. 
Pressão Osmótica 
• Revisão: Osmose 
O princípio da osmose. (c)-(e) Os efeitos de várias soluções sobre as células bacterianas. 
Pressão Osmótica 
• Definição: pressão necessária para impedir o 
movimento de água pura (água sem solutos) para uma 
solução contendo alguns solutos. 
• Importância da água para os microrganismos: 
- Retiram da água a maioria dos seus nutrientes solúveis; 
- Necessitam dela para seu crescimento; 
- Seu conteúdo celular é composto de aproximadamente 80-90% 
de água. 
• A água presente dentro da célula pode ser removida 
por elevação na pressão osmótica. 
Pressão Osmótica 
Importância da plasmólise: Inibição do crescimento no momento em que a 
membrana plasmática se separa da PC  A adição de sais (ou outros solutos) em 
uma solução, com consequente aumento da pressão osmótica, pode ser utilizada 
na preservação de alimentos. 
Pressão Osmótica 
• Halofíticos extremos: são bem adaptados às altas 
concentrações de sais. 
• Halofíticos obrigatórios: as altas concentrações de sais 
são obrigatórias ao seu crescimento (ex.: microrganismos 
que vivem no Mar Morto necessitam de aproximadamente 30% 
de sais para crescerem). 
• Halofíticos facultativos: não necessitam de altas 
concentrações salinas para crescerem. São mais
comuns. (Crescem em concentrações de até 2% de sais e 
algumas espécies até 15%.) 
Pressão Osmótica 
Observações: 
• A maioria dos microrganismos deve crescer em um 
meio que contenha quase que somente água. 
Ex.: utiliza-se 1,5% de ágar para solidificar o meio de cultivo; 
quando se utilizam concentrações maiores, pode haver inibição 
do crescimento de algumas bactérias. 
• Se a pressão osmótica estiver especialmente baixa (em 
água destilada, por ex.), a água tende a entrar na célula 
ao invés de sair dela.  Lise celular (em 
microrganismos com PC relativamente fraca). 
NUTRIENTES UTILIZADOS POR 
BACTÉRIAS 
Nutrição 
• A análise das estruturas bacterianas revela que sua arquitetura é 
formada por diferentes macromoléculas, constituídas de distintas 
unidades. 
Por estes dados, pode-se 
constatar a predominância das 
macromoléculas, em particular 
de proteínas e ácidos nucleicos. 
Nutrição 
• Os precursores das macromoléculas podem ser 
retirados do meio ambiente ou ser sintetizados pelas 
bactérias a partir de compostos ainda mais simples. 
• Nutrientes: substâncias ou elementos retirados do 
ambiente e usados para construir novos componentes 
celulares. 
• Classes de nutrientes: 
- Macronutrientes: necessários em grandes quantidades. 
- Micronutrientes: necessários em menor quantidade. 
Macronutrientes 
• Carbono 
• Oxigênio 
• Hidrogênio 
• Nitrogênio 
• Enxofre 
Micronutrientes 
(Oligoelementos ou Elementos Traços) 
• Magnésio 
• Potássio 
• Fósforo 
• Ferro 
• Cálcio 
• Zinco 
• Selênio 
CLASSIFICAÇÃO, COMPOSIÇÃO 
QUÍMICA E PREPARAÇÃO DE MEIOS 
DE CULTURA 
Definições 
• Meio de cultura: material nutriente preparado no 
laboratório para o crescimento de microrganismos. 
* Também conhecido como meio artificial ou meio sintético. 
 
• Inóculo: quando microrganismos são colocados em um 
meio de cultura para iniciar o crescimento. 
 
• Cultura: microrganismos que crescem e se multiplicam 
no meio de cultura. 
Meio de Cultura 
• Algumas bactérias podem crescer normalmente em 
qualquer meio de cultura, outras necessitam de meios 
especiais e existem as que não são capazes de crescer 
em nenhum meio de cultura já desenvolvido 
(Mycobacterium leprae). 
• Para permitir o crescimento, o meio deverá conter uma 
fonte de energia, bem como fontes de carbono, 
nitrogênio, enxofre, fósforo e todos os fatores orgânicos 
de crescimento que o organismo não é capaz de 
sintetizar. 
Meio de Cultura 
Requisitos necessários ao meio de cultura: 
• Deverá conter os nutrientes corretos para que o 
microrganismo de interesse possa crescer; 
• Deverá conter a quantidade de água necessária, o pH 
ajustado e a quantidade específica de oxigênio ou sua 
ausência; 
• O meio deverá inicialmente ser estéril; 
• A cultura deverá ser incubada na temperatura 
adequada para seu crescimento. 
Meio de Cultura 
• Agar: agente solidificante. 
- Polissacarídeo complexo obtido a partir de algas 
marinhas. 
- Se liquefaz a uma temperatura de 100°C e permanece 
líquido até que a temperatura diminua até 
aproximadamente 40°C. 
- Para utilização em laboratório, é mantido em banho-
maria a 50°C. 
Meio de Cultura 
Classificação: 
• Meio quimicamente definido 
• Meio complexo 
• Meio enriquecido 
• Meio seletivo 
• Meio diferencial 
 
• Meio sólido ou líquido 
 
 
Quanto à composição 
Meio de Cultura 
Classificação quanto ao estado sólido: 
• Líquido: são acondicionados em tubos de ensaio. 
* Também conhecidos como caldos. 
• Sólido: preparado adicionando-se ágar ao meio líquido 
e posterior colocação em tubos de ensaio ou placas de 
Petri, onde o meio se solidifica. 
* As bactérias crescem na superfície do meio. 
 
Meio de Cultura 
• Meio quimicamente definido: onde todos os 
constituintes são conhecidos. 
* É preparado no laboratório pela adição de 
determinada quantidade, em gramas, de cada um dos 
componentes (p. ex., carboidratos, aminoácidos, sais). 
Meio de Cultura 
• Meio complexo: aquele no qual a exata constituição 
não é conhecida. 
* Contêm extratos moídos ou digeridos de órgãos 
animais (p.ex., corações, fígados, cérebros), peixes, 
leveduras, e vegetais que fornecem os nutrientes, as 
vitaminas e os minerais necessários. 
 
Meio de Cultura 
• Meio enriquecido: caldo ou meio sólido contendo um 
grande suprimento de nutrientes que promove o 
crescimento dos microrganismos fastidiosos. 
* Microrganismos fastidiosos: possuem exigências 
nutricionais complexas. 
* Ex.: ágar-sangue (ágar nutriente + 5% de eritrócitos de 
carneiro) e ágar-chocolate (ágar nutriente + 
hemoglobina em pó). 
Meio de Cultura 
• Meio seletivo: contém inibidores adicionados que 
tornam inviável o crescimento de certos 
microrganismos, sem inibir o crescimento do 
microrganismo que está sendo pesquisado. 
* Ex.: ágar MacConkey (inibe o crescimento de bactérias 
G+, selecionando, assim, as G-). 
Meio de Cultura 
• Meio diferencial: permite a distinção dos 
microrganismos que crescem nele. 
* Exemplos: 
- ágar MacConkey (diferencia as bactérias G- fermentadoras das 
não fermentadoras de lactose). 
- ágar-sangue (determina o tipo de hemólise que a bactéria 
isolada produz). 
Os vários tipos de meio (enriquecido, seletivo, diferencial) não 
são mutuamente exclusivos. Por exemplo, o ágar-sangue é 
tanto um meio enriquecido como diferencial, o ágar 
MacConkey é seletivo e diferencial. 
Bibliografia 
• TRABULSI, L. R.; ALTERTHUM, F. Microbiologia. 5ª ed. São Paulo: 
Atheneu, 2008. 
• TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 8. ed. 
Porto Alegre: Artmed, 2005. 
• BARBOSA, H. R.; TORRES, B. B. Microbiologia Básica. São Paulo: 
Editora Atheneu, 2005. 
• ENGELKIRK, P. G.; DUBEN-ENGELKIRK, J. Burton, Microbiologia 
para as ciências da saúde. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara 
Koogan, 2012.