Aula 3 Crescimento bacteriano (1)

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MICROBIOLOGIA 
IMUNOLOGIA 
Aracaju 
2019 
CRESCIMENTO 
BACTERIANO 
Profª. Msc. Elizabete Silva Filha 
Aracaju 
2019 
Crescimento bacteriano 
• O crescimento e divisão celulares necessitam de um ambiente propício, isso é com 
todos os constituintes químicos e físicos necessários para o seu metabolismo. 
 
• Essas necessidades específicas são dependem de informações genéticas para cada 
espécie bacteriana. 
 
• Algumas células são capazes de sintetizar muitos de seus metabólitos através de 
forma simples, enquanto outras espécies são mais exigentes, necessitando de 
nutrientes complexos para crescimento e reprodução. 
 
 
 
Crescimento bacteriano 
 
• A análise das estruturas bacterianas revela que sua arquitetura é 
formada por diferentes macromoléculas, em particular, proteínas e 
ácidos nucleicos. 
• Os precursores das macromoléculas podem ser retirados do meio 
ambiente ou ser sintetizados pelas bactérias a partir de compostos 
mais simples. 
• A alternativa escolhida vai depender da disponibilidade do composto 
no meio e da capacidade de síntese do microrganismo. 
Nutrição Microbiana 
• As células são constituídas de macromoléculas e água. 
• As macromoléculas são compostas por unidades menores, 
denominadas monômeros. 
• A nutrição microbiana pode ser definida como um mecanismo 
que fornece às células as ferramentas químicas necessárias à 
síntese dos diversos monômeros. 
• Essas ferramentas químicas correspondem aos nutrientes. 
 
 
 
Nutrição Microbiana 
• Organismos distintos requerem diferentes conjuntos de nutrientes, sendo 
geralmente necessários uma ou outra forma específica. 
• Os nutrientes podem ser divididos em duas classes: macronutrientes e 
micronutrientes. 
• Ambos são imprescindíveis, mas os primeiros são requeridos em grandes quantidades 
por serem os principais constituintes dos compostos orgânicos celulares e/ou serem 
utilizados como combustível. 
 
 
 
Fatores necessários para o crescimento 
microbiano 
•Temperatura 
•pH 
•Pressão osmótica 
•Carbono 
•Nitrogênio 
•Vitaminas e Minerais 
•Oxigênio 
•Fatores orgânicos 
FÍSICOS QUÍMICOS 
Temperatura 
•temperatura mínima de crescimento 
•temperatura ótima de crescimento 
•temperatura máxima de crescimento 
Temperatura 
As variações quanto ao requerimento térmico 
permite classificação das bactérias segundo a 
temperatura ótima para o seu crescimento: 
 
 
Temperatura 
Mesmo havendo grupos que necessitam de 
altas temperaturas para o seu crescimento, a 
maioria concentra-se no grupo de mesófilas, 
principalmente as de interesse médico, 
veterinário e agronômico. 
 
Preservação de 
alimentos 
 
Considerando uma panela rasa e um pote 
fundo com o mesmo volume, qual vai resfriar 
mais rápido? Esse fator pode ter alguma 
implicação no crescimento bacteriano? 
pH 
•Os valores de pH em torno da normalidade são os mais 
adequados para a absorção de alimentos para a grande 
maioria das bactérias. 
 
•Existem, no entanto, grupos adaptados a viver em 
ambientes ácidos e alcalinos. 
pH 
•Um tipo de bactéria quimioautotrófica, encontrada na 
água de drenagem das minas de carvão e que oxida 
enxofre para formar ácido sulfúrico, pode sobreviver em 
pH 1. 
•Acidófilas 
Pressão osmótica 
Pressão osmótica 
halófilos extremos 
(até 30% de sal) 
halófilos facultativos 
(até 15% de sal) 
Fatores químicos 
Carbono, enxofre, nitrogênio e fósforo 
 
Fatores químicos 
Carbono e nitrogênio 
 
• Carbono – tem como fonte os carboidratos, usados para síntese da maioria dos 
compostos celulares. 
• Nitrogênio – Proteínas, aminoácidos e ureia, usadas como matéria prima na 
síntese de ácidos nucleicos (DNA e RNA). 
• Minerais e Vitaminas- B12 , Ácido fólico, zinco, cobre e ferro. 
O oxigênio é sempre essencial a vida!!! 
O oxigênio é sempre essencial a vida!!! 
 
EXOENZIMAS 
• A seletividade da membrana impede que macromoléculas como 
proteínas, amido, celulose e lipídeos sejam transportadas para o 
interior da célula. 
• Para essas moléculas serem utilizadas pelos microrganismos, é 
necessário dividi-las, dando origem a compostos menores, aos 
quais as membranas são permeáveis. 
• A quebra das moléculas é promovida por enzimas hidrolíticas. 
 
 
EXOENZIMAS 
 
• Apresentam especificidade pelo substrato, atuando sobre proteínas ou amidos, ou 
determinados lipídeos, e constituem um fator de virulência. 
• Podem hidrolisar componentes estruturais dos tecidos, conferindo aos 
microrganismos a capacidade invasora e de permanência em outros organismos 
vivos. 
• Também podem contribuir para a sobrevivência dos microrganismos, uma vez que 
catalisam a hidrólise de substâncias que lhes são tóxicas ou mesmo letais. 
 
Fatores orgânicos de crescimento 
Algumas bactérias tem enzimas para própria 
produção de vitaminas 
Biofilmes 
Os microrganismos em um biofilme 
provavelmente sejam 1.000 vezes mais 
resistentes aos microbicidas. 
 
Especialistas do Centro para Controle e 
Prevenção de Doenças (CDC) estimam que 
70% das infecções bacterianas humanas 
envolvam biofilmes. 
 
A maioria das infecções hospitalares estão 
relacionadas a presença de biofilmes nos 
cateteres médicos. 
MEIOS DE CULTURA 
 
MEIOS BÁSICOS 
MEIOS 
COMPLEXOS 
• Os meios básicos permitem o crescimento, porém não atendem 
a nenhuma condição nutricional específica de um determinado 
microrganismo. São exemplos de meio de cultura simples o 
caldo e o ágar simples. 
Meios básicos 
 
• Meios especiais ou complexos possuem condições específicas 
que atendem às exigências de determinado microrganismo, pois 
contêm substâncias que propiciam a produção de enzimas e 
secreções específicas de determinados microrganismos, e que 
impedem o crescimento de outros que não são de interesse de 
análise. 
Meios complexos 
 
Meios complexos 
 
 
Meios básicos 
 
Feitos de nutrientes como extratos 
de leveduras, de carnes ou de 
plantas, ou produtos de digestão 
destas ou de outras fontes. 
Se um meio apresenta forma liquida, 
ele é chamado de caldo nutriente. 
Quando ágar é adicionado, ele é 
chamado de ágar nutriente. 
Composição do ágar nutriente para crescimento de 
bactérias heterotróficas 
Ágar 
Extraído de algumas algas. 
 
Poucos microrganismos podem degradar 
o ágar, o que permite que ele permaneça 
sólido. Além disso, o ágar se liquefaz a 
cerca de 100°C (o ponto de ebulição da 
agua) e ao nível do mar ele permanece 
liquido ate a temperatura diminuir até 
cerca de 40°C. Para utilização no 
laboratório, o ágar e mantido em banho-
maria a 50°C. 
O ágar por si não é um nutriente!!! 
Meios e métodos para o crescimento 
anaeróbico 
• Meios redutores : utilizados para diminuir a concentração de oxigênio. 
 
Meios e métodos para o crescimento 
anaeróbico 
• Meios redutores : utilizados para diminuir a concentração de oxigênio. 
 
Técnicas especiais de cultura 
• Foto do micobacterium leprae • Foto do tatu 
Mycobacterium leprae 
Meios seletivos 
• são elaborados para impedir o crescimento de bactérias indesejadas e 
favorecer o crescimento dos micro-organismos de interesse. 
Ágar sulfito é um meio utilizado para isolar a bactéria 
gram-negativa Salmonella typhi, a partir das fezes. 
Bactérias gram-positivas não se desenvolvem nesse 
meio. 
Meios diferenciais 
• facilitam a diferenciação das colônias 
de um micro-organismo desejado em 
relação a outras colônias crescendo na 
mesma placa.Meios de enriquecimento 
•Como as bactérias em pequeno número podem 
ser perdidas, em particular se outras bactérias 
estiverem presentes em maior numero, algumas 
vezes e necessário utilizar uma cultura de 
enriquecimento. 
 
•Ex.: Crescimento em solução com fenol. 
Preservação de culturas bacterianas 
• Congelamento em baixas 
temperaturas. 
 
• Liofilização (desidratação 
de substância). 
Crescimento bacteriano (fissão binária) 
As bactérias se reproduzem por fissão binária, processo no qual 
uma célula parental se divide para formar duas células-filhas 
(crescimento exponencial ou crescimento logarítmico). 
 
Crescimento bacteriano (fissão binária) 
 
Crescimento Exponencial 
•O crescimento exponencial e o curto tempo necessário 
para a duplicação de certos organismos resultam na 
rápida produção de grandes números de bactérias. 
 
•O tempo de duplicação varia não apenas entre as 
espécies, mas também com a quantidade de nutrientes, 
a temperatura, o pH e outros fatores ambientais. 
 
Crescimento Exponencial 
Crescimento bacteriano (brotamento) 
 
Tempo de geração 
• É o tempo necessário para uma célula 
se dividir (e sua população duplicar). 
• A maioria das bactérias tem um 
tempo de geração de 1 a 3 horas. 
 
 
Fase lag (fase de retardo): 
 
Ocorre atividade metabólica, mas as células não se 
dividem. Pode durar de poucos minutos a muitas 
horas. 
 
Fases do crescimento 
 
 
Fase log (logarítmica): 
 
Ocorre uma rápida divisão celular. 
 
Fases do crescimento 
 
 
Fase estacionária: 
 
Ocorre quando há carência de nutrientes ou a presença de produtos 
tóxicos provoca a redução do crescimento até que o número de 
células novas produzidas seja equivalente ao número de células que 
morrem, resultando numa situação de equilíbrio na população. 
 
Fases do crescimento 
 
 
Fase final, de morte ou de declínio: 
 
Marcada por um declínio no número de células viáveis. 
 
Fases do crescimento 
Fases do crescimento 
 
Metabolismo Bacteriano 
• Uma vez garantidos pelo ambiente os nutrientes e as condições 
adequadas, as bactérias vão absorver e transformar para que cumpram 
suas funções básicas (ex. o suprimento de energia e de matéria prima). 
• Como matéria prima, os nutrientes vão ser transformados em estruturas 
celulares ou em moléculas acessórias à sua síntese e funcionamento. 
 
 
Fermentação 
•A fermentação é um processo de obtenção de energia utilizado 
por algumas bactérias e outros organismos. 
 
•Ele ocorre com a quebra da glicose (ou outros substratos como o 
amido) em piruvato, que depois é transformado em algum outro 
produto, como o álcool etílico e lactato, definindo fermentação 
alcoólica e láctica. 
 
 
Fermentação 
•Este tipo de obtenção de energia não necessita do oxigênio 
como aceptor final de elétrons, por isso é chamado de 
respiração anaeróbica. 
 
•A fermentação é utilizada na produção de massas, iogurtes, 
coalhadas, queijos e outros produtos. 
 
 
 
PUTREFAÇÃO 
•Decomposição de compostos nitrogenados (proteínas). 
 
•É um tipo de fermentação que produz produtos finais de 
odor desagradável. 
 
Respiração 
•É o processo pelo qual os seres vivos conseguem energia 
para realizar suas atividades, oxidando compostos 
orgânicos – principalmente a glicose. 
 
•A maioria dos seres vivos utiliza o gás oxigênio para extrair 
energia da glicose. 
 
•O processo é chamado respiração aeróbia. 
 
Respiração 
•Respiração anaeróbica: o oxigênio é substituído por outro receptor 
inorgânico de elétrons. 
 
•As bactérias aeróbias dependem de oxigênio para conseguir 
energia e não sobrevivem sem esse gás. 
 
•As anaeróbias facultativas podem viver com ou sem oxigênio. se 
houver oxigênio no ambiente, podem realizar respiração aeróbia; 
caso contrário, sobrevivem à custa de processos anaeróbios. 
 
Respiração 
• A quantidade de energia obtida pela bactéria na respiração anaeróbia 
(fermentação) é menor que a da respiração aeróbia. 
 
• As bactérias anaeróbias obrigatórias ou estritas não possuem enzimas 
necessárias ao aproveitamento do oxigênio e, por isso, morrem a partir 
de determinada concentração de oxigênio no ambiente. 
 
• Isto acontece porque, se o oxigênio não for utilizado, ficando livre na 
célula, ele poderá danificar moléculas importantes, como o DNA e as 
enzimas (radicais livres). 
 
Nutrição 
• A maioria das bactérias é heterotrófica (conseguem o seu alimento a 
partir de seres vivos) por absorção, retirando moléculas orgânicas já 
digeridas do ambiente ou de seres vivos que parasitam. 
 
• As outras são autotróficas por fotossíntese (usam a energia da luz para 
sintetizar compostos orgânicos) ou por quimiossíntese (usam energia 
química para produzir compostos orgânicos). 
 
Revisão 
1. Descreva a fissão binária. 
 
2. Por congelamento em baixa temperatura, as bactérias podem ser 
armazenadas sem danos durante longo períodos. Por que a 
refrigeração e o congelamento preservam as alimentos? 
 
3. Descreva através de um gráfico o ciclo de crescimento bacteriano. 
OBRIGADO 
Silva.elizaf@gmail.com