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Nutrição e crescimento bacteriano Professor: Gustavo Holanda Disciplina: Microbiologia e Imunologia Fontes de Energia Bactérias fotossintéticas – Autotróficas Cianobactérias (produção de oxigênio) Clorofila Bacterioclorofila Litotróficas – Heterotróficas Utilizam compostos inorgânicos Ex. transforma enxofre em ácido sulfúrico (cobre ou uranio) Ex. Thiobacillus Organotróficas – Heterotróficas Exigem doadores orgânicos de elétrons Utilizam compostos orgânicos Quimiotrófica – Heterotróficas Energia a partir de reações químicas Fontes de Material Plástico Fontes de Carbono Autotróficas Fonte de carbono é o CO2 ou íon bicarbonato Heterotróficas Fontes orgânicas Carboidratos, aminoácidos, lipídeos, álcoois, amido, celulose e etc. Algumas bactérias conseguem fixar CO2 igual as autotróficas. Fontes de Nitrogênio Algumas bactérias retiram o N2 direto da atmosfera e converte em nitrogênio orgânico (Azotobacter e Rhizobium). Compostos inorgânicos de nitrogênio (sais de amônio e nitrato). Compostos orgânicos (aminoácidos). Fontes de Material Plástico Íons inorgânicos essenciais Macronutrientes Fósforo – Fosfato, metabolismo, síntese de DNA e RNA. Enxofre – Parte de aminoácidos e proteínas. Potássio – Ativador de enzimas e regulador da pressão osmótica Magnésio – Ativador de enzimas extracelulares, síntese de proteínas, união ribossômicas. Ferro – Síntese de citocromos e pigmentos. Micronutrientes Não se sabe exatamente qual o seu papel na nutrição de bactérias. Cobre, cobalto, zinco, manganês, molibdênio, sódio e etc. Fontes de Material Plástico Fatores de crescimento Indispensáveis a um organismo, mas que não consegue sintetizar. Necessários no meio Vitaminas (complexo B), aminoácidos, nucleotídeos, ácidos graxos. Crescimento é limitados por um determinado fator presente no meio. Dosagem microbiana Água Nutrição pela passagem de nutriente com água Regulação da pressão osmótica Regulação térmica. Oxigênio Atmosférico Não é um nutriente diretamente Receptor de nitrogênio Entrada por difusão Aeróbias Exigem a presença de oxigênio livre (O2) Microaerófilas Não toleram a pressão do O2 atmosférico normal. Anaeróbicas estritas Não toleram a presença de oxigênio livre Anaeróbicas não-estritas Não utilizam oxigênio atmosférico, porém não é tóxico. Facultativas Podem crescer na presença ou ausência de oxigênio. Mycobacterium tuberculosis Lactobacillus casei Clostridium tetani Staphylococcus aureus Meios de cultura Meios Sintéticos Composição química é conhecida qualitativamente e quantitativamente. Geralmente para o crescimento de um tipo específico de microrganismo. Meios Complexos Adicionar uma boa quantidade de aminoácidos e vitaminas (Ex. extrato de carne). Crescimento de vários tipos de bactérias Meio de cultura mais utilizado é o Agar Agar sangue Agar chocolate Agar nutriente Agar sabouraud Meios de cultura Meios de cultura - Colônias Meios Seletivos Impedem o crescimento de certos organismos Ex. corantes básicos inibem Gram-positivas e azida sódica inibe Gram-negativa. Meios de cultura Agar MacConkey Agar Salmonella-Shigella Meios Diferenciais Conferem características especiais às colônias, que em condições normais seriam idênticas. Ex. Agar Sangue para cocos gram-positivos e Agar BEM para E. coli. Meios de cultura Agar Sangue Agar EMB Meios de cultura Temperatura Bactérias Psicrófilas – Crescem em temperatura de 0oC a 18oC. Bactérias mesófilas – Crescem em temperatura de 25oC a 40oC. Bactérias termófilas – Crescem em temperatura de 50oC a 80oC. pH Geralmente o ideal é pH 7, porém há exceções. Enzimas Presentes no organismo ou no meio. Quebra de macromoléculas em micromoléculas Patogenicidade Meios de cultura – Outros fatores Trocar sempre o meio quando o mesmo permanece por muito tempo com o organismo. Diminuir o metabolismo bacteriano Temperatura de geladeira - 4oC Plástico filme Liofilização Suspensões em leite, soro ou albumina e congelados a -30oC Em seguida é feita a secagem Nitrogênio liquido -179oC Meios de cultura - Conservação Medidas – Métodos diretos Protoplasma – porção fluida do citoplasma Centrifugação Peso seco Por unidade de volume de cultura Ignora o conteúdo aquoso Contagem de partículas – Métodos diretos Contadores de partículas Câmaras de contagem Esfregaços corados Estimativas em uma objetiva do microscópio Contagem de partículas – Métodos indiretos Baseados na capacidade de multiplicação do organismo Diluição seriada ou do número mais provável Feito com diluições, até que não haja mais multiplicação Matemático Plaqueamento em meio sólido Formação de unidades formadoras de colônias. Diluição Crescimento Bacteriano É o somatório dos processos metabólicos progressivos, que normalmente conduz à divisão (reprodução) com concomitante produção de duas células-filha a partir de uma. Crescimento de 3 dimensões: comprimento, largura e altura. Idade da bactéria Espaço de tempo entre uma fissão que originou uma bactéria até a divisão que a duplicará. O tamanho de uma bactéria é influenciado por fatores hereditários e ambientais. Curva de crescimento Meio com nutrientes e temperatura adequada. Fase lag – Aumento de massa, não há divisão celular Fase logarítmica – Divisão regular com velocidade máxima e constante. Fase estacionária – Velocidade de multiplicação cai até que se anule. Fase de declínio – Diminuição de organismos até que a colônia morra. Curva de crescimento – Fase de lag Período de adaptação Preparação para a divisão e replicação do DNA Intensa atividade metabólica Produção de enzimas necessárias para obtenção de nutrientes e preparação para a divisão celular. Quando trocado de meio a bactéria demora um pouco mais para se adaptar e entrar na fase logarítmica. Curva de crescimento – Fase de logarítmica Período de multiplicação máxima e constante. Reprodução assexuada Cada duplicação representa uma nova geração 1; 2; 4; 8; 16; 32; 64; Temperatura de incubação Temperatura ideal = reprodução maior Natureza do meio Meios completos (todos os nutrientes) = reprodução maior Aeração do meio Presença de O2 Concentração de ions pH adequado. Curva de crescimento – Fase de logarítmica Natureza do organismo Bactérias mais rápidas e outras mais lentas 10 minutos – bactéria marinha Semanas – Mycobacterium Final da fase Limitação de nutrientes Acumulo de matabólitos tóxicos Ausência de O2 Curva de crescimento – Fase estacionária Limitação de nutrientes Acumulo de matabólitos tóxicos Ausência de O2 Controle de pH Espaço físico – “espaço biológico” Curva de crescimento – Fase de declínio Morte das células Declínio da população Falta de nutrientes Estoque celular Destruição de compostos celulares utilizados como energia. Metabólitos tóxicos Crescimento contínuo Nutrientes são adicionados continuamente Quimiostato Fase estacionária, massa e concentração de metabolitos constante.
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