Crescimento bacteriano

Prévia do material em texto

Microbiologia Geral
Profª. Elsa Fernandes da Silva
email: elsactga@yahoo.com.br
CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA - UNEC
INSTITUTO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE - INCISA
Capítulo 6 - Tortora
Crescimento Bacteriano
Crescimento Bacteriano
 É o resultado do aumento da densidade
populacional, isto é, número ou massa de
células.
Fatores 
químicos
Fatores físicos
Fatores 
necessários 
para o 
crescimento 
microbiano
 Fatores físicos - temperatura, pH, pressão osmótica;
 Fatores químicos - carbono, nitrogênio, enxofre, fosforo,
elementos traço, fatores de crescimento, oxigênio.
Composição química média de bactérias, leveduras e fungos (% peso seco)
Elementos Bacteria Levedura Fungo
Carbono 50-53 45-50 40-63
Hidrogênio 7 7
Nitrogênio 12-15 7.5-11 7-10
Fósforo 2-3 0.8-2.6 0.4-4.5
Enxofre 0.2-1 0.01-0.24 0.1-0.5
Potássio 1-4.5 1-4 0.2-2.5
Sódio 0.5-1 0.01-0.1 0.02-0.5
Cálcio 0.01-1.1 0.1-0.3 0.1-1.4
Magnésio 0.1-0.5 0.1-0.5 0.1-0.5
Cloreto 0.5 - -
Ferro 0.02-0.2 0.01-0.5 0.1-0.2
Fatores necessários para o crescimento microbiano
Temperatura:
Temperatura 
mínima de 
crescimento:
Temperatura na qual a 
espécie é capaz de crescer.
Temperatura 
ótima de 
crescimento:
Temperatura na qual a 
espécie apresenta melhor 
crescimento.
Temperatura 
máxima de 
crescimento:
Temperatura na qual ainda 
é possível verificar 
crescimento.
Fatores Físicos - Temperatura
Temperatura cardeais de 
um microrganismos 
Fatores Físicos - Temperatura
Fatores Físicos - Temperatura
 pH
Refere-se a acidez ou a alcalinidade de uma solução;
• Maioria dos microrganismos: crescem melhor próximo
a neutralidade;
• Bactérias - poucas são capazes de crescer em pH ácido;
• Fungos - tendem a ser mais acidófilos (pH < 5);
• Protozoários e algas - crescem melhor em pH neutro.
Fatores Físicos - pH
A maioria das bactérias
cresce melhor em uma
faixa estreita de pH perto
da neutralidade, entre pH
6,5 e 7,5.
Fatores Físicos - pH
Fatores Físicos - pH
Fatores Físicos - pH
Pressão osmótica
Os microrganismos necessitam de água para o seu
crescimento.
• A disponibilidade de água não depende do conteúdo aquoso
absoluto no ambiente, mas é também em função da
concentração de solutos;
• Pressão osmótica elevada têm o efeito de remover água da
célula.
Fatores Físicos - pressão osmótica 
Fatores Físicos - pressão osmótica 
Fatores Físicos - pressão osmótica 
Carbono:
• Faz parte da composição dos compostos orgânicos –
esqueleto estrutural da matéria viva;
• Os organismos quimioheterotróficos obtêm a maior parte
de seu carbono de sua fonte de energia – materiais orgânicos
como carboidratos, proteínas e lipídios;
• Os organismos quimioautotróficos e os fotoautotróficos
derivam seu carbono do dióxido de carbono.
Fatores Químicos
Nitrogênio e fósforo:
• Necessários para a síntese de DNA, RNA e ATP;
• Os organismos utilizam o nitrogênio para formar o grupo amino
dos aminoácidos das proteínas;
• O fósforo é essencial para a síntese de ácidos nucleicos e
fosfolipídios das membranas celulares. É também encontrado
nas ligações de energia do ATP.
Fatores Químicos
Enxofre:
• Utilizado para sintetizar os aminoácidos contendo enxofre e
vitaminas como tiamina e biotina.
Elementos traços:
• Utilizados pelos microrganismos em pequenas quantidades.
São referidos como elementos traços: o ferro, cobre,
molibdênio e zinco. Esses minerais são essenciais para as
funções de certas enzimas, geralmente cofatores.
Fatores Químicos
 Fatores de crescimento:
• Compostos orgânicos essenciais ao crescimento de um
organismo, mas que este é incapaz de produzir.
• Ex.: Vitaminas, aminoácidos, purinas, pirimidinas, etc.
Oxigênio:
• Extremamente importante no crescimento microbiano, no
entanto, alguns organismos não toleram a presença de
oxigênio;
Fatores Químicos
(a) Aeróbios obrigatórios
(b) Anaeróbios estritos
(c) Anaeróbios facultativos
(d) Microaerófilos
(e) Anaeróbios aerotolerantes
Fatores físicos 
Oxigênio:
Oxigênio
Formas tóxicas de oxigênio
Formas tóxicas de oxigênio
Oxigênio
Enzimas que destroem espécies tóxicas 
de oxigênio
 Ação das enzimas superóxido dismutase, catalase e peroxidase. Estas
enzimas eliminam radicais tóxicos do oxigênio que são inevitavelmente
gerados em sistemas vivos na presença de O2.
 Bactérias aeróbias e facultativas
Fatores Químicos
Bactérias anaeróbias estritas
Fatores Químicos
De onde os microrganismos captam essas
substâncias nutritivas?
 Do seu habitat;
 Dos meios de cultura laboratoriais quando se
deseja estudar os microrganismos em ambiente
controlado.
Grupo nutricional
Fonte de 
Carbono
Fonte de 
energia
Exemplos
Quimioautotróficos
ou
Quimiolitotrófico
CO2
Compostos 
inorgânicos
Bactérias 
nitrificantes e 
sulfurosas
Quimioheterotróficos 
ou
Quimiorganotrófico
Compostos 
Orgânicos
Compostos 
Orgânicos
Maioria das 
bactérias, fungos, 
protozoários e 
animais
Fotoautroficos CO2 Luz
Algas, 
Cianobactérias e 
plantas
Fotoheterotróficos
Compostos 
orgânicos
Luz
Bactérias violetas 
não sulfurosas
Classificação nutricional dos microrganismos
Meios de cultura: material nutriente preparado para o
crescimento dos microrganismos;
Cultura: microrganismos que crescem e se multiplicam no meio
de cultura;
 Os meios de cultura utilizados para o cultivo de
microrganismos podem ser classificados quanto:
• Ao estado físico;
• À composição química;
• À função do meio de cultura.
Meio de Cultura
 Classificação quanto ao estado físico do meio de cultura:
Líquido
(Turvação)
Sólido (1,5% de ágar)
(Colônias)
Semi-sólido (0,5 a 0,75% de ágar) 
– (Motilidade)
Estado Físico
 Classificação quanto à composição química:
•Meio quimicamente definido ou sintético: todos os
componentes e as quantidades são conhecidas.
•Meio complexo: contém componentes cuja
composição química não é precisa.
Ex.: extrato de carne, extrato de levedura, peptona, sangue,
leite, etc.
Composição química
 Classificação quanto à função:
• Meio diferencial: permite a distinção de colônias;
• Meio seletivo: contém agente inibidor que impede o
desenvolvimento de determinado microrganismo;
• Meio de enriquecimento: aumenta o número de
determinado microrganismo em uma amostra;
• Meio redutor: apresenta menor tensão de O2.
Função
Meio seletivo e diferencial para enterobactérias: Ágar EMB
Lactose 
negativo
Lactose 
positivo
Brilho verde metálico e 
lactose positivo – colônia 
típica de E. coli
Função
Colônia não 
hemolítica
Colônia 
hemolítica
Colônia não 
hemolítica
Meio diferencial: Ágar sangue
Função
 Para se caracterizar um microrganismo ele deve
estar em cultura pura.
• Cultura pura: quando uma colônia ou cultura é
originada de uma única célula.
• Cultura mista: se a colônia ou cultura é originada de
mais de uma célula.
Isolamento dos Microrganismos
Meios para anaeróbios: adição de agentes redutores
(tioglicolato de sódio, resazurina).
Jarras de anaerobiose
Cultivo de microrganismos anaeróbios
Vela acesa 
(microaerofilia)
Tubos com rolha 
de borracha
Cultivo de microrganismos anaeróbios
 Câmara de anaerobiose:
Cultivo de microrganismos anaeróbios
Cultivo de microrganismos aeróbios
• A maioria das bactérias se multiplicam por fissão binária, um
processo que ocorre devido à formação de septos, que se
dirigem da superfície para o interior da célula, dividindo a
bactéria em duas células filhas.
• O períododa divisão celular depende do tempo de geração de
cada bactéria.
• Ex:. E. coli (20 minutos)
Tempo de geração: tempo necessário para uma célula se dividir em duas
Divisão bacteriana 
- Fissão Binária (mais comum)
Reprodução assexuada
Como calcular a concentração total de 
células?
N = N0 x 2n onde;
N0 = número inicial de células;
n = número de gerações
Como representar graficamente populações tão grandes 
utilizando números aritméticos?
Progressão geométrica de quociente 2 do crescimento populacional
bacteriano
Cinética do crescimento
Utilização de escalas logarítmicas para representação
gráfica do crescimento bacteriano.
Cinética do crescimento
Curva de crescimento bacteriano
• Métodos diretos:
a) Contagem em placas;
b) Filtração;
c) Método do número mais
provável (NMP);
d) Contagem direta ao
microscópio
• Métodos indiretos:
a) Turbidimetria;
b) Atividade metabólica;
c) Peso seco.
Medidas do crescimento microbiano
a) Contagem em placas
Vantagem: mede o número de células viáveis;
Desvantagem: são necessários cerca de 24 horas para que
colônias visíveis sejam formadas.
Métodos diretos
Estria simples Estria composta
Técnica de esgotamento por estrias
Técnica de esgotamento por estrias
Contagem de colônias em placas diluição 
seriada de fungos filamentosos
UFC/mL= nº colônias x fator 
diluição/aliquota plaqueada
Diluição seriada
Técnicas de plaqueamento:
Métodos diretos
b) Filtração
- Utilizado para concentrar os microrganismos em uma
membrana de filtro (porosa). Poros pequenos impedem
a passagem dos microrganismos.
- Amostras de água em riachos, lagos, pois possuem
pouca quantidade de células (poluição fecal – coliformes
fecais);
- Procedimento: Filtrar 100 mL de água  em seguida
colocar a membrana em meio de cultura e incubar 
contagem de UFC
Métodos diretos
c) Método do Número Mais provável (NMP)
Técnica estatística: quanto maior o número de
bactérias, maior será o número de diluições
necessárias para eliminar totalmente o crescimento
em tubos contendo meio de cultura.
- Técnica utilizada quando as bactérias não crescem
em meio sólido.
- Fornece apenas uma estimativa.
Métodos diretos
d) Contagem direta ao microscópio
Um volume conhecido de suspensão bacteriana é
colocado em uma área definida da lâmina de
microscópio.
Desvantagem:
- Não separa células mortas e vivas;
- Pode haver erros na contagem.
Métodos diretos
a) Turbidimetria
Quando uma bactéria de multiplica em meio líquido,
esse meio fica turvo ou com alta densidade de células;
utilização do espectrofotômetro
Métodos indiretos
b) Atividade Metabólica
- Assume que a quantidade de um determinado produto
metabólico produzido (ácido ou CO2) é diretamente
proporcional ao número de bactérias presentes.
c) Peso seco
Usado pra medir a quantidade de microrganismo
- O microrganismo é removido do meio de crescimento,
filtrado (ou centrifugado) e seco em dissecador, sendo então
pesado.
- Bom método para fungos filamentosos
Métodos indiretos