Fisiologia bacteriana xvi

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Fisiologia bacteriana 
 Cláudio Marcos Lauer Júnior 
Fisiologia bacteriana 
- Necessidades energéticas e nutricionais; 
- Crescimento bacteriano; 
- Metabolismo bacteriano. 
http://www.brasilpost.com.br/2014/04/30/bacteria-antibiotico-oms_n_5243348.html 
• Os substratos do ambiente são usados para 
construir novos componentes celulares ou 
para obter energia. 
 
 
Carbono (autotroficas e heterotroficas) 
Oxigênio (transporte de e- aeróbia) 
Hidrogênio (todo material celular); 
Nitrogênio (vitaminas, proteínas e NA); -- Enxofre 
(aminoácidos, vitaminas); 
Fósforo (nucleotídeo e c/ fósforo inorg.). 
 Macronutrientes 
 
 
• O ferro, zinco, molibdênio sódio, cloro, cobre, alumínio e 
outros são encontrados sempre na forma inorgânica. 
 
 - componentes de proteínas; 
 - cofatores de enzimas; 
 - componentes de estruturas; 
 - osmorreguladores. 
 
 Micronutrientes 
 
 Requisitos para o bom crescimento dos microrganismos: 
 
 Condições de cultivo; 
Meios de Cultura 
• líquidos 
• sólidos : - seletivos. Ex. MacConkey cresce MO G - ; 
 - diferenciais. Acréscimo de sangue ou 
 indicadores de pH. 
Fatores de crescimento; 
Triple Sugar Iron Agar (TSI) 
• O Agar Tríplice Açúcar Ferro é usado para a diferenciação de 
bacilos entéricos patogênicos gram-negativos através de sua 
capacidade de fermentar dextrose, lactose e sacarose e pela 
produção de sulfureto de hidrogênio 
 Influência dos fatores ambientais: 
 
As variações quanto ao requerimento térmico permite classificar as bactérias 
segundo a temperatura ótima para o seu crescimento, em: 
 
 
Temperatura : - psicrófilas – 12 - 17 ºC; 
 - mesófilas – 28 - 37 ºC; 
 - termófilas – 57 - 87 ºC. 
 pH 
• Os valores de pH em torno da neutralidade são os 
mais adequados para absorção de alimentos para 
a grande maioria das bactérias. Existem, no 
entanto, grupos adaptados a viver em ambientes 
ácidos e alcalinos. 
• A bactéria que causa as cáries acompanha os humanos desde o berço 
africano, há milhares de anos. Pesquisadores da New York University 
encontraram evidências genéticas de que o Streptococcus Mutans já 
acompanha o homem há cerca de duzentos mil anos. 
 
 
 pH 
• Helicobacter pylori 
 
• Substâncias que neutralizam os ácidos (pH <4)consegue ultrapassar 
a barreira de muco que o estômago possui para se proteger da 
própria acidez, aderindo-se à mucosa, área abaixo do muco, onde a 
acidez é bem menos intensa. 
 
 
 
 
• A H.pylori produz uma série de 
enzimas, algumas delas diretamente 
irritantes para as células do estômago, 
outras ativas contra a camada de 
muco, tornando-a mais fraca, deixando 
a parede do estômago desprotegida 
contra o conteúdo ácido. 
 Influência dos fatores ambientais 
 
O oxigênio pode ser indispensável, letal ou inócuo para as bactérias, o que 
permite classificá-las em: 
 
 
 
 - estritas ex.: gên. Acinetobacter. 
 - microaerofilas ex .: C. jejuni 
 - aeróbias - facultativas ex.: Escherichia coli 
 - aerotolerante ex.: Lactobacillus. 
 
 
 
 
 - anaeróbias estritas . Ex.: Clostridium tetani 
 Clostridium botulinum. 
Influência dos fatores ambientais 
• Aeróbias estritas: exigem a presença de oxigênio, como 
as do gênero Acinetobacter. 
 
• Microaerófilas: necessitam de baixos teores de oxigênio, 
como o Campylobacter jejuni. 
 
• Facultativas: apresentam mecanismos que as capacitam a 
utilizar o oxigênio quando disponível, mas desenvolver-se 
também em sua ausência. Escherichia coli e vária bactérias 
entéricas tem esta característica. 
 
• Anaeróbias estritas: não toleram o oxigênio, ex.: 
Clostridium tetani,bactéria produtora de potente toxina que 
só se desenvolve em tecidos necrosados carentes de 
oxigênio. 
 
 metanogênicos = 
eliminam metano a causa 
da sua respiração. 
 
Methanococcus janaschii 
Halofílicos extremos=vivem em 
ambientes muito salinos (Great 
salt lake, Utah; Mar morto) 
 
 Influência dos fatores ambientais: 
 
 
Metabolismo Bacteriano 
 
Tipos Nutritivos 
 
Tipo de Energia 
Fototróficas -- utilizam luz luminosa; 
Quimiotróficas – utilizam sustâncias químicas. 
 
Fotoautotróficos: são organismos que usam a luz como 
fonte de energia e o carbono inorgânico (CO2) como fonte de 
carbono. (cianobactérias, algas e plantas verdes. Existem 
cerca de 60 espécies de bactérias fotoautotróficas. 
 
Fotoheterotróficos: usam luz como fonte de energia e 
compostos orgânicos (álcool, carboidratos, ácidos orgânicos, 
etc.) como fonte de carbono. São as bactérias verdes não 
sulfurosas (exemplo: Chloroflexus) 
Fisiologia bacteriana 
As necessidades energéticas microbianas podem ser 
classificadas em três categorias principais: 
 
 1) Quimiotrofia – derivação de energia biológica de reações 
 que ocorrem sem luz (reações de oxido-redução). 
 Quimioorganotrofia – reações de oxido-redução de 
compostos orgânicos exógenos; 
 Quimiolitotrofia – reações de oxido-redução de 
compostos inorgânicos exógenos produzindo energia e 
libertando enxofre ou gás sulfídrico. 
 
 
 
Fisiologia bacteriana 
Metabolismo Bacteriano 
Obtenção de energia; 
 - Oxidação aeróbia 
 Carboidratos; 
Proteínas; 
Açúcar, frutose, lactose, glicose... 
 Metabolismo Bacteriano 
- Oxidação anaeróbia 
  fermentação carboidratos. 
 Ex.: E. coli, Salmonela, Shigela 
 
  fermentação de aminoácidos. 
 Ex.: Clostridium perfringens; 
 Clostridium botulinum. 
 
Metabolismo Bacteriano 
 
1- Conceito: O crescimento é um somatório dos processos 
metabólicos progressivos, que normalmente conduz a divisão 
(reprodução – divisão binária ou brotamento) com 
concomitante produção de duas células-filha a partir de uma 
bactéria. 
 
Crescimento Bacteriano 
Crescimento Bacteriano 
 
Curva de Crescimento 
 
 Embora as bactérias desenvolvam-se bem em meios de 
cultura sólidos, os estudos de crescimento são feitos 
essencialmente em meios líquidos. 
 
Fases da Curva de Crescimento: 
 1- Fase de Lag (latência); 
 2- Fase logarítimica (crescimento exponencial); 
 3- Fase estacionária; 
 4- Fase de declínio. 
Crescimento Bacteriano 
 
Curva de Crescimento 
 
Crescimento bacteriano 
• Fase lag (A): esta fase de crescimento ocorre quando 
as células são transferidas de um meio para outro ou de 
um ambiente para outro. Tais células estão sintetizando 
DNA, novas proteínas e enzimas, que são um pré-
requisito para divisão. 
 
• Fase exponencial ou log (B): as células estão se 
dividindo a uma taxa geométrica constante até atingir 
um máximo de crescimento. Como as células na fase 
exponencial estão se dividindo a uma taxa máxima, elas 
são muito menores em diâmetro que as células na fase 
Lag. A fase de crescimento exponencial normalmente 
chega ao final devido à depleção de nutrientes 
essenciais, diminuição de oxigênio em cultura aeróbia 
ou acúmulo de produtos tóxicos. 
• Fase estacionária (C): há rápido decréscimo na taxa de 
divisão celular. A energia necessária para manter as 
células na fase estacionária é denominada energia de 
manutençãoe é obtida a partir da degradação de 
produtos de armazenamento celular, ou seja, glicogênio, 
amido e lipídeos. 
 
• Fase de morte ou declínio (D): quando as condições 
se tornam fortemente impróprias para o crescimento, as 
células mortas aumentam em números elevados. Nesta 
fase o meio se encontra deficiente em nutrientes e rico 
em toxinas produzidas pelos próprios microrganismos. 
 
 
Crescimento bacteriano