Resumo - Crescimento Bacteriano

Prévia do material em texto

Aula 05 e 06 - Crescimento Bacteriano e 
Metabolismo 
➝ Nutrição e Crescimento Microbiano 
Nutrição Microbiana 
Para que haja nutrição microbiana é necessário componentes 
necessários às células, meio de cultura (se for uma nutrição 
in-vitro/artificial ou ambiente em que está infectando) e 
condições ambientais (temperatura, pressão, oxigênio, etc) 
para que ela ocorra. 
Crescimento Populacional 
Representa a velocidade de crescimento e tempo de 
geração. 
O tempo de geração é o tempo que um microorganismo leva 
para que uma célula se transforme em duas células. Esse 
tempo acontece no momento em que todas as condições estão 
favoráveis para as bactérias. 
A velocidade de crescimento pode ser influenciada pela 
ativação da célula, que é deixar ela se dividir em velocidade 
normal, ou diminuindo essa velocidade, que pode ser através 
da retirada de água por meio de desidratação ou retirando 
oxigênio se a bactéria for aeróbia, por exemplo. 
Fatores Necessários 
● Fatores físicos: temperatura, pH e pressão osmótica. 
● Fatores químicos: fontes de carbono, nitrogênio, enxofre, 
fósforo, oxigênio… 
➝ Condições Ambientais 
Temperatura 
As reações químicas são extremamente afetadas pela 
temperatura. 
Nossas células (corpo humano) funcionam geralmente em uma 
temperatura de 36,5ºC - 37,0ºC e suportam temperaturas um 
pouco mais elevadas. 
Suportar significa que elas ainda conseguem permanecerem 
vivas, mas ‘sentem’ essa diferença metabolicamente em suas 
reações. 
● Temperatura Ótima de Crescimento: é a temperatura em que 
o microrganismo cresce mais rapidamente. 
● Temperaturas Cardinais: são temperaturas mínimas, ótimas e 
máximas. 
Geralmente, bactérias quando são submetidas às suas 
temperaturas mínimas, elas não morrem porque utilizam sua 
forma de esporulação (se possuir). Agora, quando submetidas 
a temperaturas máximas, ou elas morres ou esporulam. 
Característica de Microrganismos em Relação a 
Temperatura 
● Psicrófilos: baixas temperaturas. 
● Mesófilos: temperaturas moderadas. 
● Termófilos: altas temperaturas. 
● Termófilos extremos ou hipertermófilos: 85ºC ou mais. Ex.: 
arqueobactérias e de áreas vulcânicas. 
Oxigênio 
A presença do oxigênio no meio ambiente/de cultura pode ser 
algo positivo ou negativo para a bactéria dependendo do seu 
tipo. 
Aeróbias 
São bactérias que sobrevivem com a presença do O₂. 
● Aeróbias estritas: exigem a presença de oxigênio. 
● Microaerófilas: necessitam de baixos teores de oxigênio. 
● Facultativas: desenvolvem-se na presença de oxigênio. 
● Aerotolerantes: suportam a presença de oxigênio apesar de 
não o utilizarem. 
Anaeróbias 
● Anaeróbias estritas: não toleram a presença de oxigênio. 
Gabriel Bagarolo Petronilho TXVIII- MEDICINA FAG
Obs.: A temperatura de conservação/refrigeração estão entre a 
temperatura mínima da psicrófila e a máxima da mesófila, como 
representado no gráfico seguinte. 
Obs.: Repare que a temperatura ótima das mesófilas gira em torno 
de 36/37ºC, que é a mesma temperatura do nosso organismo. Por 
tanto, a maioria das bactérias patogênicas para os humanos são 
mesófilas. Porém nem todas as mesófilas são patogênicas. 
⇨ A primeira fase do tubo 
(parte vermelha) representa a 
presença de oxigênio. 
A) Aeróbios 
B) Anaeróbios obrigatórios 
C) Aeróbios facultativos 
D) Microaerófilos 
E) Anaeróbios aerotolerantes
➝ Toxicidades 
O oxigênio quando recebe um elétron pode dar origem a um 
radical livre, chamado radical superóxido. 
 O₂ + e⁻ ➝ O₂⁻ 
Esse radical pode causar danos à célula ou originar H₂O₂ e 
radicais hidroxila, destruir os componentes vitais das células 
(inclusive o DNA). Além disso, as bactérias possuem 
mecanismos protetores contras esse radical livre, como as 
enzimas superóxido desmutase, catalase e peroxidase. 
pH 
A maioria dos microorganismos gostam de um pH neutro (6,5 - 
7,5). 
● Acidófilas: pH abaixo de 4. 
● Alcalófilas: pH acima de 9. 
● Neutrófilas: pH neutro; preferencialmente 7. 
Pressão Osmótica 
Precisa haver um equilíbrio do influxo e efluxo de água para 
que a célula, o citoplasma não murche ou fase lise bacteriana. 
➝ Fatores Químicos 
Carbono 
O carbono é de extrema importância para microrganismos, 
tanto bactérias como fungos. A principal função do carbono é a 
constituição do esqueleto estrutural. 
Nitrogênio 
Necessário para síntese de proteínas e ácidos nucleicos. 
Fósforo 
Participa da síntese de ácidos nucleicos e ATP. 
Enxofre 
Envolvido em síntese de proteínas. 
Ferros 
Participa da respiração e como componente de proteínas 
envolvidas no transporte de elétrons. 
Macronutrientes 
São necessários em grande quantidade, pois possuem papel 
importante na estrutura e metabolismo. 
Micronutrientes 
São necessário em quantidades mínimas. Suas funções são 
enzimáticas e estruturais das biomoléculas. 
➝ Metabolismo Bacteriano 
Esse metabolismo pode ser classificado de acordo com a forma 
que a bactéria obtêm sua energia: 
● Fototróficas: obtêm energia através da energia luminosa - 
fotossíntese. 
● Quimiotróficas: obtêm energia através da utilização de 
compostos químicos, envolvendo especialmente reações de 
oxidação e redução. 
Além disso, o metabolismo bacteriano pode ser classificado de 
com a fonte de carbono da bactéria: 
● Autotróficas/Autótrofas: quando utilizam fontes inorgânicas 
de carbono (CO₂). 
● Heterotróficas/Heterótrofas: quando as fontes de carbono 
são de natureza orgânica. 
➝ Energia da Célula 
As células precisam de energia para realizar tipos de trabalho 
como: 
● Biossíntese das partes estruturais da células 
● Síntese de enzimas, ácidos nucleicos, polissacarídeos, 
fosfolipídeos e outros componentes. 
● Reparo de danos e manutenção da células em boas 
condições. 
● Armazenamento de nutrientes e excreção de produtos. 
● Mobilidades. 
Essa energia pode ser obtida através da quebra de moléculas 
orgânicas e armazenada na forme de ATP. 
➝ Processos de Aproveitamento de Energia 
Fermentação 
O doador inicial e aceptor inicial de elétrons são moléculas 
orgânicas e ocorre em organismos necessariamente 
anaeróbios. 
Respiração Aeróbia 
O oxigênio atua como aceptor final de elétrons. 
Gabriel Bagarolo Petronilho TXVIII- MEDICINA FAG
Plasmólise 
Respiração Anaeróbia 
O aceptor final de elétrons é outro agente oxidante inorgânico, 
como sulfato, nitrato e carbonato). 
➝ Fermentação 
É um processo não dependente do ciclo de Krebs ou da cadeia 
de transporte de elétrons e ocorre oxidação parcial dos 
compostos orgânicos, como açúcares, proteínas, ácidos e 
outros. 
A fermentação é um tipo de respiração anaeróbia em que 
ocorre a quebra parcial da glicose quando o oxigênio é 
ausente. 
Ocorre em organismos unicelulares. Podem ser do tipo láctica, 
alcoólica (vinha, cerveja e aguardente) e acética (vinagre). 
➝ Respiração Anaeróbia 
Nesse tipo de respiração, sem oxigênio, há uma liberação de 
energia maior do que na fermentação e menor do que na 
respiração aeróbia, ou seja, está no meio termo. 
Na falta de oxigênio, como sabemos, parte do ciclo de Krebs 
não é funcional. Porque muitas moléculas transportadoras de 
elétrons possuem o oxigênio como aceptor final de elétrons. 
Bactérias desnitrificantes são o principal exemplo. 
➝ Respiração Aeróbia 
É divida em etapas: glicólise, ciclo de Krebs e cadeia 
respiratória. 
Glicólise 
Ocorre no citoplasma e consiste na quebra parcial da molécula 
de glicose, carregando energeticamente duas moléculas de 
ATP e liberando duas moléculas de ácido pirúvico que serão 
utilizadas na próxima etapa. 
A glicólise da respiração é idêntica à da fermentação. 
Gabriel Bagarolo Petronilho TXVIII- MEDICINA FAG
 
Ciclo de Krebs - 2ª etapa 
Em células procarióticas não há a existência de mitocôndrias, 
portanto, o ciclo de Krebs acontece na face interna da 
membrana plasmática, ou seja, no citoplasma. 
Cadeia Respiratória - 3ª etapa 
A cadeia respiratória é a etapaem que os elétrons produzidos 
nas etapas anteriores sejam transportados e entregues ao seu 
aceptor final que, no caso de microrganismos aeróbios, é o 
oxigênio. 
➝ Divisão Bacteriana - Fissão Binária 
É a divisão de uma única entidade biológica em duas ou mais 
partes e a regeneração dessas partes para reconstituir 
entidades semelhantes ao original. 
Primeiro a bactéria precisa absorver nutrientes para que ela 
consiga duplicar o seu material genético (cromossomo). 
Depois, ela precisa fazer todo e qualquer tipo de reparo 
necessário. Então, se ela estiver esporulada precisa 
desesporular, se tiver dano celular precisa reparar e assim por 
diante. Esse processo de preparo da multiplicação até a 
multiplicação em si, varia muito do estado da bactéria. 
Fases do Crescimento 
Gabriel Bagarolo Petronilho TXVIII- MEDICINA FAG
Obs.: Os organismos anaeróbios tendem a crescer mais 
lentamente que os aeróbios devido a menor produção de ATP/
energia. 
ATENÇÃO 
Bactérias não realizam mitose. Elas realizam divisão binária.
As fases de crescimento são chamadas de curva de 
crescimento bacteriano em função do tempo. É uma curva 
padrão. 
Nessa curva veremos a quantidade de microrganismos por 
unidade de tempo. 
Temos 4 fases: 
● Fase Lag: fase de adaptação. Essa fase pode ser maior, 
menor ou nem acontecer. Tudo isso depende do estado 
anterior da bactéria e se ela necessita de reparo ou não, 
como discutido anteriormente. 
● Fase Log: fase de multiplicação. 
● Fase Estacionária: fase de equilíbrio entre multiplicação e 
morte. 
● Fase de Morte Celular: essa fase inicia quando geralmente 
as condições do meio começam a se esgotar e deixar de 
serem favoráveis. Além disso, essa fase não tem sua curva 
totalmente decrescida, atingindo a estaca 0, porque algumas 
bactérias podem esporular para se defender e não morrer. A 
total descida da curva só acontecerá se houver utilização de 
um agente químico esterilizante ou antibióticos. 
Gabriel Bagarolo Petronilho TXVIII- MEDICINA FAG