aula- crescimento e nutrição bacteriana

Prévia do material em texto

NUTRIÇÃO E CRESCIMENTO MICROBIANO
•Nutrição microbiana
• Componentes necessários às células
• Meios de cultura
• Classificação dos MO quanto a fonte de energia e carbono
• Crescimento Microbiano
• Fissão Binária
• Tempo de geração
• Fatores físico-químicos que afetam o crescimento
• Medidas do crescimento
Introdução
De todos os organismos vivos, os microrganismos são os mais versáteis e 
diversificados em suas exigências nutricionais.
Todos os organismos vivos compartilham algumas necessidades
nutricionais em comum:
• Carbono
• Nitrogênio
• Água
NUTRIÇÃO MICROBIANA
Compostos % da massa úmida
Água 70
Proteínas 15
Lipídeos 2
Lipopolisacarrídeos 1
Peptideoglicano 0,7
Glicogênio 1
DNA 1
RNA 5
Metabólitos 3
Íons orgânicos 0,3
Composição química aproximada de uma célula bacteriana (Escherichia coli)
• Nutrientes Síntese de componente celulares ou para obter 
energia 
• Macronutrientes 
• Micronutrientes 
MACROnutrientes: necessários em grande quantidade. Tem papel importante 
na estrutura e metabolismo celular.
 Carbono, nitrogênio, hidrogênio, oxigênio,enxofre e fósforo
MICROnutrientes: quantidades mínimas. Funções enzimáticas e estruturais das 
biomoléculas
Manganês, cobalto, cloro, zinco, cobre, molibidênio, selênio
Elemento Forma encontrada na 
natureza
Forma encontrada no meio de 
cultura
Utilidade
Carbono (C) Compostos orgânicos 
e CO2
Glicose, acetato, piruvato, extrato de 
levedura, peptona e outros
Esqueleto de todas as 
macromoléculas celulares,
Fornecimento de energia
Nitrogênio 
(N)
NH3, NO3
-, N2, 
compostos 
nitrogenados 
orgânicos
Inorgânico: NH4Cl, (NH4)2SO4, KNO3, 
N2
Orgânico: aminoácidos, bases 
nitrogenadas e compostos orgânicos
Proteínas, ácidos 
nucléicos e vitaminas e 
outros compostos 
celulares
Hidrogênio 
(H)
H2O, compostos 
orgânicos
H2O, compostos orgânicos Componentes de várias 
moléculas
Manutenção do pH
Oxigênio (O) H2O, compostos 
orgânicos, O2
H2O, compostos orgânicos, O2 Respiração aeróbia, 
componente de várias 
moléculas
Fósforo (P) PO4
-3 (íon fosfato) KH2PO4, Na2HPO4 Ácidos nucléicos, ATP e 
fosfolipídios
Enxofre 
(S)
H2S, SO4
-2, compostos 
orgânicos de S, 
Sulfetos de metais 
(FeS, CuS, ZnS, NiS)
Na2SO4, Na2S2O3, Na2S, cisteína, 
compostos orgânicos sulfurados
Aminoácidos sulfurados 
(cisteína e metionina), 
vitaminas (tiamina, 
biotina) 
MACRONUTRIENTES
São nutrientes necessários para
a manutenção do organismo,
embora sejam requeridos em
pequenas quantidades
Ex: Manganês, cobalto, zinco,
cobre, molibidênio, selênio,
Tungstênio, vanádio e etc.
Exercem função estrutural em
várias enzimas
MICRONUTRIENTES
FONTES DE CARBONO E ENERGIA PARA O 
CRESCIMENTO MICROBIANO
CLASSIFICAÇÃO
Tipo nutritivo Fonte de Carbono Fonte de energia Substrato
oxidável
Autotrófico
fotolitotrófico
CO2 Luz Inorgânico
Autotrófico
quimiolitotrófico
CO2 Substâncias
químicas
Inorgânico
Heterotrófico
Foto-organotrófico
Orgânico Luz Orgânico
Heterotrófico
Quimio-organotrófico
Orgânico Substâncias
químicas
Orgânico
MEIOS DE CULTURA 
• MEIOS DE CULTURA
 Nutrientes 
 Agentes seletivos
 Agentes diferenciais
 Agentes tamponantes
 Ágar
• CLASSIFICAÇÃO DOS MEIOS DE CULTURA 
Composição química 
Estado físico ou consistência
Forma de preparação
Função
Fonte:http://www.ebah.com.br/content/ABAA
AfPOsAI/meios-cultura
• CLASSIFICAÇÃO DOS MEIOS DE CULTURA
 Composição química
 Meios quimicamentes definidos
EX: Meio para crescimento de Escherichia coli
Componentes Quantidades
Glicose (C6H1206 ) 5,0 g
Fosfato de amônia (NH4H2PO4) 1,0 g
Cloreto de sódio (NaCl ) 5,0 g
Sulfato de Magnésio (MgSO4) 0,2 g
Fosfato de potássio dibásico (K2HPO4) 1,0 g
Água 1,0 L
Fonte:http://www.ebah.com.br/content/ABAA
AfPOsAI/meios-cultura
• CLASSIFICAÇÃO DOS MEIOS DE CULTURA 
 Composição química
Meios complexos:
Ex: peptona, extrato de levedura, extrato de carne, extrato de malte 
Fonte:http://www.splabor.com.br
Composição: Extrato de carne, Extrato de levedura, 
peptona, cloreto de sódio, ágar
• CLASSIFICAÇÃO DOS MEIOS DE CULTURA
 Quanto ao estado físico ou consistência
Fonte: http://dc182.4shared.com/doc/tSKTg9cj/preview.html
Sólido: 1,5 a 2,0 % de ágar Semi-sólido: 0,8 % de ágar Líquido: ausência de ágar
• CLASSIFICAÇÃO DOS MEIOS DE CULTURA
Quanto a forma de preparação
Meios prontos para uso
Meios desidratados
Meios formulados
Fonte: http://www.diagnosticacatarinense.com.br
Ágar BHI
Filtro para seringa
• CLASSIFICAÇÃO DOS MEIOS DE CULTURA
Quanto a função
• Meios de estoque ou manutenção
Meios para preservação
• Meios de Enriquecimento
 Aumento do número de micro-organismos de interesse
Caldo Tetrationato e Selenito-Cistina
• CLASSIFICAÇÃO DOS MEIOS DE CULTURA
Quanto a função
• Meios Seletivo:
 Agentes seletivos: antibióticos, sais biliares, cloreto de sódio, corantes
(verde brilhante)
Fo
n
te
: h
tt
p
:/
/w
w
w
.e
p
im
ed
.c
o
m
.b
r
Ágar verde brilhante – Salmonella spp.
Ágar Thayer Martin- Neisseria gonorrhoeae e 
Neisseria meningitidis
• CLASSIFICAÇÃO DOS MEIOS DE CULTURA
Quanto a função
• Meio Diferencial
Fo
n
te
: h
tt
p
:/
/w
w
w
.e
p
im
ed
.c
o
m
.b
r
ÁGAR SANGUE
• CLASSIFICAÇÃO DOS MEIOS DE CULTURA
Quanto a função
• Meio Seletivo e Diferencial:
Fo
n
te
: h
tt
p
:/
/w
w
w
.e
p
im
ed
.c
o
m
.b
r
Ágar MacConkey
CRESCIMENTO MICROBIANO
• Aumento no número de células 
• Na maioria dos procariotos ocorre a fissão binária ou bipartição
CRESCIMENTO MICROBIANO
Fissão Binária
TEMPO DE GERAÇÃO
 A espécie bacteriana
 Condições ambientais
Bactérias: 1-3 horas
Ex: Escherichia coli : 20 minutos 
TEMPO DE GERAÇÃO
Exemplo:
CRESCIMENTO EXPONENCIAL
CRESCIMENTO MICROBIANO
CRESCIMENTO MICROBIANO
CURVA DE CRESCIMENTO MICROBIANO
FATORES NECESSÁRIOS PARA O CRESCIMENTO 
MICROBIANO
TEMPERATURA
• Psicrófilos: possuem sua temperatura ótima de crescimento entre 12 e 
15°C;
• Psicotrófilos: aqueles que crescem bem a 7°C ou abaixo e possuem sua 
temperatura ótima de crescimento entre 25 e 30°C;
• Mesófilos: possuem sua temperatura ótima de crescimento entre 30 e 
40°C;
• Termófilos: possuem sua temperatura ótima de crescimento entre 55 e 
65°C;
• Hipertermófilos: Faixa de temperatura ótima acima de 80 °C
CLASSIFICAÇÃO DOS MICRO-ORGANISMOS QUANTO A 
TEMPERATURA DE CRESCIMENTO 
pH E CRESCIMENTO MICROBIANO
PH E CRESCIMENTO MICROBIANO
PRESSÃO OSMÓTICA
PRESSÃO OSMÓTICA
• Não halofílicos: Não necessitam de sal e não toleram a
presença deste elemento no meio
• Halotolerantes: Não necessitam de sal, mas toleram a
presença no meio
• Halofílicos obrigatórios: Necessitam de sal em uma
concentração moderada
• Halofílicos extremos: Necessitam de sal em altas
concentrações
PRESSÃO OSMÓTICA
Aeróbio Anaeróbio Facultativo Microaerófilo Anaeróbio 
aerotolerante
OXIGÊNIO E CRESCIMENTO MICROBIANO
a)Aeróbios obrigatório: exigem a
presença do oxigênio para seu
crescimento
b)Anaeróbios obrigatórios: não
toleram a presença de oxigênio
c) Anaeróbios facultativos: crescem
na presença ou ausência do
oxigêniod)Microaerófilos: Crescem em
pequenas concentrações de
oxigênio – 5% de oxigênio
e)Anaeróbio aerotolerante: toleram a
presença do oxigênio, mas não usa
para seu crescimento
MÉTODOS PARA QUANTIFICAR O CRESCIMENTO 
MICROBIANO
Métodos diretos
 Contagem em placa
Filtração
NMP
Contagem direta em microscópio
Métodos indiretos
 Turbidimetria
Peso seco
 Atividade metabólica
MÉTODO DE CONTAGEM EM PLACAS
MÉTODO DE CONTAGEM EM PLACAS
MÉTODO DE CONTAGEM EM PLACAS
 Vantagem: contagem de células viáveis
Desvantagem: 24 horas ou mais para visualização de colônias
Resultado: UFC (Unidades Formadoras de Colônia)/mL
Placas: 30-300 colônias 
FILTRAÇÃO
NÚMERO MAIS PROVÁVEL
CONTAGEM MICROSCÓPICA DIRETA 
Câmara de contagem
Petroff-Hausser.
TURBIDIMETRIA
As células dispersam a luz 
Quanto mais células mais turvo é o meio
Pode ser medida com um espectrofotômetro
TURBIDIMETRIA
QUESTÕES
1 - O que é tempo de geração?
2- O que é fissão binária e como ela ocorre?
3- Quais as fases da curva de crescimento microbiano? Explique cada uma
delas?
4- Existem vários métodos para medir o crescimento microbiano.
Explique um destes métodos.
5- Defina macronutrientes e micronutrientes?
6- O que é meio de cultura? Quais os tipos de meios de cultura?
7- Classifique os micro-organismos em cinco grupos com base na faixa de
temperatura?
8- Explique como os micro-organismos são classificados com base em
suas necessidades de oxigênio?
9- Classifique os micro-organismos com base em suas exigências
nutricionais?
10- Descreva uma utilização de cada um dos três nutrientes
(carbono,nitrogênio e fósforo) para a célula microbiana?