AULA 4 FISIOLOGIA BACTERIANA

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AULA 4AULA 4
FISIOLOGIA FISIOLOGIA 
MICROBIANAMICROBIANAMICROBIANAMICROBIANA
PROFESSORA: MARIA CRISTINA PAMPLONA DA SILVAPROFESSORA: MARIA CRISTINA PAMPLONA DA SILVA
mariacristinapamplona@gmail.commariacristinapamplona@gmail.com
METABOLISMO ENERGÉTICOMETABOLISMO ENERGÉTICO
� METABOLISMO: Conjunto de reações químicas que
ocorrem na célula.
� METABOLISMO ENERGÉTICO: São reações químicas
que envolvem o consumo e a liberação de energia.
Anabolismo
Conjunto de processos 
biossintéticos que requerem 
energia e que formam os 
componentes celulares a 
partir de moléculas menores.
Catabolismo 
Conjunto de processos de 
degradação de moléculas e 
nutrientes que liberam 
energia. Fornecem energia 
para as reações anabólicas.
NUTRIÇÃO MICROBIANANUTRIÇÃO MICROBIANA
� São os nutrientes necessários a sobrevivência das
bactérias.
� Organismos diferentes necessitam de nutrientes
diferentes e em quantidades diferentes.diferentes e em quantidades diferentes.
Macronutrientes Micronutrientes
Fatores de 
crescimento
* Classificados de acordo com a sua concentração e importância na célula bacteriana
Macronutrientes: - Necessários em grande quantidade. 
- Tem papel importante na estrutura e metabolismo.
Micronutrientes: - Necessários em quantidades mínimas.
- Funções enzimáticas e estruturais das biomoléculas.
Matéria seca
Água
C
N
H
P, S, K, Na ...
célula
MACRONUTRIENTESMACRONUTRIENTES
� Carbono – é o principal macronutriente;
� Nitrogênio - proteínas e ácidos nucleicos; 
� Fósforo (P) – ácidos nucleicos e fosfolipídios;
� Enxofre (S) – cisteína, metionina e vitaminas;� Enxofre (S) – cisteína, metionina e vitaminas;
� Oxigênio (O) - essencial na respiração aeróbica;
� Potássio (K) – enzimas;
� Magnésio (Mg) – ribossomos, M.P. e ácidos nucleicos;
� Cálcio (Ca) – parede celular;
� Sódio (Na) – habitat;
� Ferro (Fe) – respiração celular.
� Fonte de carbono:
� Compostos orgânicos (micro-organismos heterotróficos):
carboidratos
lipídeos 
proteínas
Componentes necessários às células Componentes necessários às células 
MacronutrientesMacronutrientes
� Dióxido de carbono (CO2) (micro-organismos autotróficos): 
É a forma mais oxidada do carbono, assim a fonte de energia deve vir 
da luz ou compostos inorgânicos.
� Fonte de Nitrogênio:
� É elemento necessário em maior quantidade depois do carbono, cerca de 12 %.
- Constituinte de moléculas orgânicas: proteínas, ácidos nucleicos, etc.
- Moléculas inorgânicas: NH3, NO3-, N2.
� Hidrogênio:
- - Principal elemento dos compostos orgânicos e de diversos inorgânicos.
(água, sais e gases)
� Função:
- Manutenção do pH
Componentes necessários às células Componentes necessários às células 
MacronutrientesMacronutrientes
- Formação de ligações de H entre moléculas
- Fonte de energia nas reações de oxi-redução na respiração celular
�Oxigênio:
- Elemento comum encontrado nas moléculas biológicas (aminoácidos,
nucleotídeos, glicerídeos)
- É obtido a partir das proteínas e gorduras.
- Na forma de oxigênio molecular (O2), é requerido por muitos para os
processos de geração de energia.
MICRONUTRIENTES
� Cobalto (Co) – ativar transcarboxilase;
� Cobre (Cu) – respiração celular;
� Manganês (Mn) – ativar enzimas;
� Molibdênio (Mo) – ativar enzimas;� Molibdênio (Mo) – ativar enzimas;
� Selênio (Se) – ativar enzimas;
� Tungstênio (W) – ativar enzimas;
� Vanádio (V) – ativar enzimas;
� Zinco (Zn) – ativar enzimas;
� Ferro (Fe) – ativar enzimas.
FATORES DE CRESCIMENTOFATORES DE CRESCIMENTO
� São compostos orgânicos que alguns tipos de
bactérias necessitam em quantidades mínimas.
� Os fatores de crescimento são: vitaminas,
purinas, pirimidinas, aminoácidos.purinas, pirimidinas, aminoácidos.
� As vitaminas (coenzimas) são os fatores de
crescimento mais comumente requeridos pelas
bactérias.
� As vitaminas mais requeridas são: B1
(tiamina), biotina (vitamina H, vitamina B7 ou
vitamina B8), B6 (piridoxina) e B12 (cobalamina).
Fontes de carbono e energia 
para o crescimento bacteriano
De acordo com a fonte de carbono e de energia que utilizam as 
bactérias podem ser classificadas em:
Autotróficos – micro-organismos que utilizam composto inorgânico como
fonte de carbono. Ex: CO2
Quimiotróficos – micro-organismos que utilizam compostos químicos
(orgânicos ou inorgânicos) como fonte de energia.
Fototróficos – micro-organismos que utilizam a luz como fonte de energia.
Heterotróficos – micro-organismos que utilizam composto orgânico como
fonte de carbono. Ex: carboidratos
Cultivo de MicroCultivo de Micro--organismos em Laboratórioorganismos em Laboratório
�Meio devidamente preparado e estéril (autoclave, fluxo)
�Três tipos de meio de cultura
Líquido Sólido Semi-sólido
0% Ágar 1.5% Ágar >0 e <1.5% Ágar
Finalidade de cultivoFinalidade de cultivo
� Isolar e identificar micro-organismos.
Ágar MacConkey mostrando bactérias fermentadoras de lactose (esq.) e não fermentadoras de lactose (dir.)
Meios de culturaMeios de cultura
�Embora não existam meios específicos para todos os micro-
organismos, existem centenas de formulações para inúmeras
finalidades.
Alguns são meios gerais: permitem o crescimento de muitas
espécies.
Outros são meios específicos: servem para identificação de espécies,Outros são meios específicos: servem para identificação de espécies,
por ex.:
Escherichia coli e Shigella sonnei em meio MacConkey (seletivo)
Meio de cultura solidificado com 1,5 % de ágar.Até 1880 os 
micro-organismos 
eram cultivados 
em meios 
líquidos.
Soluções nutritivas utilizadas para promover o
crescimento dos micro-organismos em laboratório
Controle é um meio mínimo com apenas glicose e
sais. 3 isolados bacterianos sendo testados quanto
a necessidade de suplementos orgânicos.
líquidos.
Robert Koch
introduziu os 
meios de cultura 
sólidos, os quais 
permitiram o 
estudo de 
espécies isoladas 
(culturas puras).
MEIOS DE CULTURAMEIOS DE CULTURA
�Composição 
química de um 
�Composição 
química exata 
Quimicamente definidosQuimicamente definidos Quimicamente indefinidos Quimicamente indefinidos 
ou complexosou complexos
química de um 
meio definido é 
conhecida.
química exata 
não é 
conhecida.
Inóculo – quando os micro-organismos de interesse são colocados em
um meio de cultura para iniciar o crescimento.
Meios quimicamente definidos são utilizados 
para determinar as necessidades nutricionais
QUIMICAMENTE DEFINIDO Quimicamente indefinidos ou Quimicamente indefinidos ou complexoscomplexos
MEIOS DE CULTURAMEIOS DE CULTURA
� Normalmente imitam o habitat normal.
Ex. Se a bactéria prefere os nutrientes encontrados no
sangue, então o sangue é adicionado no meio de cultura.
As bactérias podem ser autotróficas ou heterotróficas.
Meios de culturaMeios de cultura
Meio definido para 
quimioautotróficas
Meio definido para heterotróficas Meio complexo para 
heterotróficas
Meios SeletivosMeios Seletivos
�Inibem seletivamente o crescimento de micro-organismos e
favorece o crescimento da bactéria de interesse;
�Agar Baird Parker: Utilizado para o isolamento e
enumeração de Staphylococcus aureus nas amostras
alimentares, ambientais e clínicas.alimentares, ambientais e clínicas.
Agar Baird Parker
Patógeno humano oportunista e 
frequentemente está associado 
a infecções adquiridas na 
comunidade e no ambiente 
hospitalar. As infecções mais 
comuns envolvem a pele e 
feridas em sítios diversos.
Episódios mais graves, como 
pneumonia, osteomielite, 
endocardite, miocardite, 
pericardite e meningite, também 
podem ocorrer.
Meio DiferencialMeio Diferencial
�Possui um indicador.
�Permite a diferenciação de reações
químicas específicasque ocorrem
durante o crescimento.
�Alguns micro-organismos realizam
reações particulares outros não;
�São úteis na distinção de espécies
bacterianas.
O Agar TSI serve para 
diferenciar os bastonetes 
gram negativos, 
utilizando para isso a 
fermentação de 
carboidratos e produção 
de sulfeto de hidrogênio. 
O Agar TSI possui em sua composição
glicose, lactose e sacarose, os quais
sofrendo fermentação são visualizados
através da viragem ( de vermelho para
amarelo ) do indicador de pH: o vermelho de
fenol
Meio EnriquecimentoMeio Enriquecimento
�Geralmente líquido, de composição química rica em
nutrientes, com a finalidade de permitir que as bactérias
contidas em uma amostra clínica aumentem em número. Ex.:
Caldo Brain Heart Infusion (BHI) e Caldo Tetrationato.
Um meio de cultura
enriquecido corresponde a
um caldo ou meio sólido
contendo um grande
suprimento de nutrientes que
promove o crescimento dos
micro-organismos fastidiosos
(exigentes).
Meio RedutorMeio Redutor
Para cultivar os anaeróbios obrigatórios, todo o oxigênio
molecular deve ser removido pela adição de agentes que se ligam
ao oxigênio (ex., Tioglicolato de sódio, o aminoácido cisteína ou o
sulfeto de sódio) ao meio de cultura, impede que o oxigênio cause
efeitos tóxicos aos anaeróbios.
Câmara de anaerobiose
Obtenção de culturas puras por semeadura por esgotamentoObtenção de culturas puras por semeadura por esgotamento
�Obtenção de amostras puras (contém apenas um tipo de micro-organismo).
�Verificar a pureza da amostra.
�Método de assepsia (impedir contaminações).
• Avaliar a pureza da amostra.
• A quantidade de diferentes 
micro-organismo.
• Obtém colônias Isoladas
Várias células 
proveniente de uma 
única célula (bilhões 
de células).
TÉCNICAS ASSÉPTICASTÉCNICAS ASSÉPTICAS
�A esterilização do meio de cultura é
realizada com auxílio da autoclave
(121º por 20 minutos).(121º por 20 minutos).
�Transferência asséptica de uma cultura
de um tubo para outro realizado com
alça ou agulha inoculadora
esterilizadas em chama.
TÉCNICAS ASSÉPTICASTÉCNICAS ASSÉPTICAS
AUTOCLAVEAUTOCLAVE
Testes utilizados para identificar bactériasTestes utilizados para identificar bactérias
�tintoriais, 
�morfológicos, 
�bioquímicos,
� sorológicos, 
�moleculares.
Testes de IdentificaçãoTestes de Identificação
Teste Molecular 
Teste Sorológico Teste Bioquímico
Teste Tintorial e Morfológico
�Temperatura
�Oxigênio 
�pH
Fatores limitantes do crescimento bacterianoFatores limitantes do crescimento bacteriano
�pH
�Pressão osmótica
TemperaturaTemperatura
1. Psicrófilos – temperatura ótima
abaixo de 15oC, suscetíveis de
crescer a 0oC.
2. Psicrotolerantes: temperatura
ótima entre 20ºC e 40ºC eótima entre 20ºC e 40ºC e
capazes de crescer a 0ºC.
3. Mesófilos – temperatura ótima
20oC - 40oC, maioria dos
patógenos humanos.
4. Termófilos – temperatura ótima
acima de 45oC.
5. Hipertermófilos: temperatura
ótima acima de 80ºC.
GrupoGrupo Requerimento Requerimento dede O2O2
Tipo deTipo de
metabolismometabolismo ExemploExemplo HabitatHabitat
Aeróbias
Obrigató-
rias Requer
Respiração 
aeróbia
Micrococcus
Luteus Pele, pó
Classificação de bactérias segundo sua relação com OClassificação de bactérias segundo sua relação com O22
Facultati-
vas
Não requer, mas
cresce melhor 
na
presença de O2
Aeróbio,
respiração
anaeróbia,
fermentação
Escherichia
coli
Intestino de
mamíferos
Micro-
aerófilas
Requer baixa
concentração de
O2
Respiração 
aeróbia Spirilum
volutans
Águas de 
lago
Classificação de bactérias segundo sua relação com OClassificação de bactérias segundo sua relação com O22
Grupo Requerimento
de O2
Tipo de
Metabolismo Exemplo Habitat
AnaeróbiasAnaeróbias
Aero-
tolerantes
Não requer, 
mas, a
presença de Fermentação
Streptococcus
pyogenes
Trato 
respiratóriotolerantes presença de 
O2 não
atrapalha
Fermentação pyogenes respiratório
superior
Obrigatórias O2 é danoso 
e letal
Fermentação 
ou
Respiração
Anaeróbia
Methanobacterium
formicicum
Esgotos,
sedimentos
anóxicos de
Lagos
Efeito do oxigênio no crescimento microbianoEfeito do oxigênio no crescimento microbiano
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
a-Aeróbio b-Anaeróbio c-Facultativo d-Microaerófilo e-Anaeróbio aerotolerante 
reduzidoEx: H2O2
Os micro-organismos
aeróbios e facultativos
utilizam enzimas como a
catalase para destruir as
formas tóxicas
�Os micro-organismos são encontrados em
todos os ambientes e portanto em todas as
condições de pH.
�A maioria das bactérias cresce melhor dentro
pHpH
�A maioria das bactérias cresce melhor dentro
de variações pequenas de pH, sempre perto
da neutralidade, entre pH 6,5 e 7,5.
�Quando cultivados in vitro, o meio sofrerá
alterações à medida que os metabólitos
ácidos ou alcalinos são produzidos.
Necessário a adição de um tampão ao meio.
Pressão osmóticaPressão osmótica
�Não devem existir 
grandes diferenças na 
concentração de 
solutos dentro e fora da Meio isotônicosolutos dentro e fora da 
célula, pois podem 
desidratar-se ou 
romper-se.
Ex: micro-organismos 
marinhos necessitam 
de teores de sais mais 
elevados.
Meio hipertônico
Meio hipotônico
TUBERCULOSETUBERCULOSE
Causador Causador -- Mycobacterium tuberculosisMycobacterium tuberculosis
VACINA BCG VACINA BCG –– CONTATO DIRETOCONTATO DIRETO
PNEUMONIAPNEUMONIA
Causador Causador –– Streptococcus pneumoniaeStreptococcus pneumoniae
HANSENIASEHANSENIASE
Causador Causador –– Mycobacterium lepraeMycobacterium leprae
EDUCAÇÃO SANITÁRIAEDUCAÇÃO SANITÁRIA
MENINGITEMENINGITE
Causadores: Neisseria meningitidis, hemophilus influenzae, 
Streptococcus pneumoniae
PUS
VACINA VACINA -- CONTATO DIRETOCONTATO DIRETO
TÉTANOTÉTANO
Causador Causador –– esporos do esporos do ClostridiumClostridium tetanitetani
HÁ SORO E VACINAHÁ SORO E VACINA
DIFTERIADIFTERIA
Causador Causador -- Corynebacterium diphthriaeCorynebacterium diphthriae
Faringe Faringe 
HÁ SORO E VACINA HÁ SORO E VACINA –– CONTATO COM SECREÇÕES CONTATO COM SECREÇÕES 
FEBREFEBRE TIFÓIDETIFÓIDE
Causador - Salmonella enterica sorotipo Typhi.
Doença infecciosa potencialmente grave, causada por uma bactéria, a Salmonella typhi. A
principal forma de transmissão é a ingestão de água ou de alimentos contaminados com fezes
humanas ou, menos frequentemente, com urina contendo a S. typhi.
SALMONELOSESALMONELOSE
Causador - Salmonella enterica.
ALIMENTOS E ÁGUA CONTAMINADOS
BOTULISMOBOTULISMO
Causador – neurotoxina do Clostridium botulinum
Toxina botulínicaToxina botulínica
Aplicada diretamente nos músculos a toxina 
provoca um relaxamento.
HÁ SORO 
ANTIBOTULÍNICO
CÓLERACÓLERA
Causador Causador –– Vibrio choleraeVibrio cholerae
PREVENÇÃO: SANEAMENTO BÁSICOPREVENÇÃO: SANEAMENTO BÁSICO
GONORRÉIAGONORRÉIA
Causador Causador –– Neisseria gonorrhoeaeNeisseria gonorrhoeae
USO DO PRESERVATIVO E NITRATATO DE PRATA NOS OLHOS APÓS NASCIMENTOUSO DO PRESERVATIVO E NITRATATO DE PRATA NOS OLHOS APÓS NASCIMENTO
SÍFILISSÍFILIS
Causada pela bactéria Treponema pallidum
SIFILIS PRIMÁRIASIFILIS PRIMÁRIA
SIFILIS SIFILIS SECUNDÁRIASECUNDÁRIA SIFILIS TERCIÁRIASIFILIS TERCIÁRIA
SÍFILISSÍFILIS
FEBRE MACULOSAFEBRE MACULOSA
Causador Causador –– Rickettsia rickettsiiRickettsia rickettsii
carrapatocarrapato--estrelaestrela
LEPTOSPIROSELEPTOSPIROSE
Causador Causador –– LeptospiraLeptospira interrogansinterrogans
A transmissão ocorre, principalmente, através do contatocom a água ou
lama de enchentes contaminadas com urina de animais portadores,
sobretudo os ratos. A penetração da Leptospira no corpo, através da pele, é
facilitada pela presença de algum ferimento ou arranhão.