Resumo sobre Crescimento e Metabolismo Microbiano (Recuperação Automática)

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Aluna: Maria Izadora Vanelli 2°Fase Farmácia
Resumo sobre Crescimento e Metabolismo Microbiano
NUTRIENTES NECESSÁRIOS PARA A SOBREVIVÊNCIA DOS mICRORGANISMO
· Água
Os microrganismos necessitam da água para seu crescimento e metabolismo na forma livre.
A atividade da água é um parâmetro importante para o desenvolvimento microbiano. 
É calculado para ver o quanto de água livre tem nos alimentos, feito através de um cálculo pela fórmula Aa=(P1)/(Po). P1 pressão de vapor d´água da solução(alimento), Po pressão de vapor do solvente puro (água).
O valor da atividade da água corresponde a probabilidade ou não de desenvolver microrganismo. Quanto mais água maior a chance de proliferação bacteriana. Quando o valor Aa for menor ou igual a 0,60 não a atividade microbiana.
· Fontes de carbono
Número pequeno dos microrganismos utiliza carboidratos complexos polissacarídeos. Os filamentosos possui enzimas celulotícas e amilolíticas que degradam celulose e amído.
Gorduras e óleos são degradados por microrganismo lipolíticos.
Muitos microrganismos não tem capacidade de quebrar moléculas muito complexas como polissacarídeos e gorduras.
O carbono é utilizado na base dos compostos orgânico, sendo o elemento mais importante. Cerca de 50% de carbono está presente no corpo de uma bactéria.
· Fonte de nitrogênio 
O nitrogênio é o gás mais abundante da atmosfera importante na produção de proteína formando o grupo amina dos aminoácidos. Sendo a forma de absorção é o ciclo do nitrogênio.
· Fonte de vitaminas 
As bactérias gram-positivas necessitam de vitaminas do complexo B. As gram-negativas e fungos consegue produzir suas próprias vitaminas.
· Sais minerais 
Não são limitantes do desenvolvimento microbiano.
Enxofre: Biossíntese dos aminoácidos: cistina, cisteína e metionina 
Fósforo: Síntese de ácidos nucléicos e ATP
Íon sódio: Transporta o açúcar melibiose pela permease. 
Ferro: necessário para o funcionamento das enzimas citocromo, catalase, succinil desidrogenase.
 Cloreto de Sódio (NaCl) : bactérias halofílicas – “gostam de sal “.
 Elementos minerais: zinco, cobre, manganês, molibdênio e cobalto. São “elementos – traços”, geralmente utilizados em funções enzimáticas. 
CLASSIFICAÇÃO NUTRICIONAL
· Quimiotróficos 
Produz energia a partir de uma reação química, utilizando qualquer substância química como fonte de energia. Sendo a maioria dos microrganismos quimiotróficos. 
Podem ser:
· Quimiolitotróficos ou quimioautotróficos eles utilizam o gás carbônico como doador de carbono para produção de energia.
· Quimiorganotróficos ou quimioheterotróficos utilizam o carbono dos compostos orgânicos .
· Fototróficos
Utilizam a luz como fonte de energia necessária para ocorrer as reações química para produção do alimento. 
Podem ser:
· Fotoautotróficos utilizam a luz para a produção de seu próprio alimento, sendo usado o gás carbônico como doador de carbono.
· Foto-heterotróficos se utiliza a luz para uma reação química aonde vai gerar seu alimento.
Produção biotecnológica de vitaminas
· Cianocobalamina(vitamina B12): 
Os microrganismo principalmente da família Propionobacterium freundereichii, elas fazem fermentação que produzem vitamina B12.
· Riboflavina(vitamina B2):
Conhecida também como lactoflavina ou vitamina G, obtida a partir do microrganismo Ashbya gossypii transforma glicose em D-ribose e depois riboflavina.
· B-caroteno: 
Precursor da vitamina A que ajuda no sistema imunológico o utiliza a Blakeslea trispora na obtenção de betacaroteno pelo processo de fermentação.
· Ergosterol: 
Faz parte da parede celular dos fungos, precursor da vitamina D.
Classificação dos microrganismos
· Fermentativos 
· Oxidativos 
· Pectinolíticos: microrganismo que conseguem degradar pectina.
· Amilolíticos: degradam amido.
· Celulolíticos: degradam celulose 
· Lipolíticos: degradam lipídeos 
· Proteolíticos: degradam proteína
· Osmofílicos: suportam grandes pressões osmóticas 
· Osmodúricos: suportam grandes quantidades de açúcar 
· Halofílicos: suportam grandes concentrações de salinidade 
· Halodúricos
Obtenção de energia dos microrganismo
· Quimiotróficos 
· Respiração anaeróbia
Não utiliza oxigênio 
· Fermentação:
Variedade de possibilidades biológicas 
· Respiração aeróbia
Processos de incorporação de energia-produção de glicose
· Fotossíntese 
A fotossíntese começa quando a clorofila absorve energia da luz solar. As plantas usam a energia da luz para transformar água e dióxido de carbono em oxigênio e nutrientes, glicose. As plantas utilizam parte dos açúcares e armazenam o restante. O oxigênio é liberado no ar.
· Fotossíntese bacteriana 
Durante a fotossíntese, estas bactérias não utilizam água, mas sim o gás sulfídrico, presente no ambiente no qual essas bactérias se encontram. Sendo assim, quando esse gás é quebrado para a obtenção de íons e elétrons, não há a liberação de oxigênio, mas sim de enxofre. Esse processo ocorre durante a fase clara da fotossíntese bacteriana. Ocorre a fotólise do gás sulfídrico. As bactérias que realizam este tipo de fotossíntese possuem um tipo especial de clorofila chamada de bacterioclorofila. 
· Quimiossíntese
Processo que ocorre produção de matéria orgânica a partir de gás carbônico, água e outras substâncias inorgânicas (como amônia, ferro, nitrito e enxofre), sem a utilização de energia luminosa. Por não necessitar de energia luminosa, esse tipo de bactéria pode realizar a quimiossíntese em ambientes desprovidos de luz e matéria orgânica, já que a energia utilizada em seu desenvolvimento é obtida através de oxidações inorgânicas.
FATORES QUE INTERFEREM NO CRESCIMENTO MICROBIANO
Para o microrganismo crescer precisa de alimentação que vem dos nutrientes, sendo compostos e elementos químicos, orgânicos e inorgânicos, utilizado no metabolismo 
Para proliferação do crescimento microbiano além da alimentação é necessário fatores intrínsecos.
· Temperatura
É um fator limitante de crescimento microbiano, cada espécie possui uma temperatura ideal. Acima desta temperatura a bactéria sofre desnaturação e abaixo reduz seu metabolismo.
Classificação: Psicrófilas: entre 12 e 17o C Mesófilas: entre 28 e 37o C Termófilas: entre 57 e 87o C.
Os microrganismos psicrófilos e psicotrófico multiplicam-se bem em alimentos refrigerados, sendo os principais agentes de deteriorização de carne, dos pescados, dos ovos, dos frangos e outros.
A maioria das bactérias termófilas importantes pertencem ao gênero Bacillus e Clostridium, incluído tanto espécies, quanto espécies patogênicas. Suportam grandes temperaturas as toxinas que produzem são seu maior perigo.
· pH
O pH ótimo aquele que a maioria dos microrganismos desenvolvem é pH 4-9, poucos em pH maior que 3 e menor que 9
· Acidófilos
Desenvolve bem em regiões com pH em torno de 5 ou menos, caso da maioria de fungos, sendo muitos fungos sensíveis a substancia ácidas. 
Bactérias obrigatória não nascem em pH neutro.
· Osmose 
Migração da água do meio menos concentrado(hipotônico) para o mais concentrado(hipertônico) até chegar ao equilíbrio(isotônico).
· Halófilos discretos (1-6% NaCl) – Mar tem 3% sal
· Halófilos moderados (7-15% NaCl) 
· Halófilos extremos – são um problema na industria alimentícia – que usa alta concentração de sais e de açúcares (osmófilos) como conservantes. 
· Não halófilos crescem em ambientes com pouco sal. 
· Xerófilos – crescem em ambientes com pouca quantidade de água. As células acumulam ou sintetizam solutos compatíveis para manter o equilíbrio aquaso +
· Oxigênio 
Fator importante no desenvolvimento externo e o crescimento dos microrganismos.
· Aeróbicas 
Aquelas que se utiliza oxigênio no metabolismo. Podendo ser restrita, ou seja, sem oxigênio não sobrevivem. Microaeróbilas necessitam de pouco quantidade de oxigênio, as facultativa podem ou não usar e as aerotolerante não utiliza e não morrem na presença de oxigênio 
· Anaeróbicas 
Não se utiliza oxigênio no metabolismo, as anaeróbicas restrita não toleram e não sobrevivem.
Meios de cultura
O estudo de bactérias exige o prévio isolamento e identificação,
para tanto, são utilizados diversos meios de cultura diferentes. 
· Meio de cultura é uma mistura de nutrientes que possibilitam o crescimento in vitro de micro-organismos. 
· Inoculação é a contaminação proposital de um meio de cultura, ou seja, é a transferência de um determinado número de micro-organismos para um meio de cultura a fim de que estes se desenvolvam e permitam a sua identificação.
· Composição
· Naturais 
Origem vegetal ou animal encontrada na natureza. Ex: casca de ovo.
· Artificiais
Produzidos em laboratório, podem ser definidos que possui uma composição definida ou indefinida ocorre uma estimativa qualitativa.
· Classificação quanto ao estado físico 
· Líquido 
Desprovidos de Agar(caldo)
· Semi-sólido
1% de Agar
· Sólido
1,5% e 2,5% de Agar
· Finalidades e características 
· Simples 
Possui nutrientes básicos que todas bactérias possui.
· Enriquecido 
Além dos compostos básicos possui fatores de promotores(sangue).
· De enriquecimento
Possui também agentes inibidores.
· Seletivo
Utilizado para pesquisa.
· Diferencial
Permite ou não a diferenciação de bactérias fermentadoras e não fermentadoras.
· Indicadores 
Possuir agentes que indicam determinadas reações no meio. Geralmente indicador de pH.
· De estoque 
Estocadas culturas puras para ser utilizadas depois.
Exemplos de meio de cultura
· Ágar nutriente (AN)
Simples e de baixo custo.
Análises de alimentos e água , exame bactacteriológico e isolamento de organismos para culturas puras, conservação e manutenção de culturas em temperatura ambiente.
· Agar sangue (AS)
Diferencial para hemólise, crescem Gram negativa e positivas, fungos filamentosos e leveduras.
· Agar chocolate (AC)
Permite o crescimento de bactérias aeróbicas e facultativas. Suporte juntamente com CO2 no crescimento dos microaerófilos.
· Agar MacConkey (MC)
Meio seletivo para Gram negativo. Lactose positiva coloração avermelhada. Lactose negativa coloração inalterada.
Tipos de semeaduras
As técnicas de semeadura são o método pelo qual se transfere inóculos bacterianos de um meio de cultura ou material a ser analisado (secreções, alimentos) para um outro meio de cultura.
· Semeaduras em meios sólidos 
Se utiliza uma aste como meio de inoculação, nas bactérias anaeróbicas é vedado em um tubo de ensaio para não passar oxigênio. As semeaduras podem ser feitas inclinados ou retos.
Em uma placa de Petri é colocado o Agar, é posto o material em forma de infinito fazendo uma contagem microbiana.
Estria simples técnica muito utilizado para visualização de determinadas atividades metabólicas. Tendo métodos como Esgotamento em estria ou estria múltiplas e também Spread-plane ou distensão na obtenção de crescimento confluente.
· Semeaduras em meios semi-sólidos 
Picada em profundidade a alça é posta na extremidade para auxilias na proliferação dos microrganismos.
· Semeaduras em meios líquidos 
Por meio de difusão, introduz o material em vai se desenvolver inclinando o tubo em 30°.
Curva de crescimento bacteriano
Contagem e crescimento microbiano
· Câmera de contagem Petroff-Hausser
Usando células secas coradas nas lâminas. Em meio liquido utilizando a câmera de contagem Petroff-Hausser e microscópio.
· Contagem de células viáveis/ ou contagem de células em placa 
Se faz pela semeadura de espalhamento ou em profundidade e depois é contagem dessas colônias.
· Diluição antes do plaqueamento 
Para ficar mais confiável a contagem desse microrganismo é feito diluições, posto em uma centrifuga e depois a contagem da unidade formadora de colônia.
· Medida de turbidez DO
Avaliar o quanto de substância foi produzida e o quanto de luz vai passar.
Como controlar o crescimento microbiano
· Desinfecção 
Reduzir os números de microrganismo.
· Esterilização 
Destruição total dos microrganismos
· Anti-sepsia
Reduz os números de microrganismo na matéria viva 
· Assepsia
Técnicas que visam a não contaminação. 
· Degermação 
Uso de água e sabão na descontaminação.
· Fumigação 
Uso das propriedades aerossol na diminuição dos microrganismos 
Fatores que interferem na efetividade dos tratamentos microbianos
· Números de microrganismo 
Quanto mais microrganismo mais tempo para eliminar
· Características microbianas
Endosporos difíceis de matar 
· Influência ambiental 
Questão de calor, pH,temperatura 
· Tempo de exposição 
O tempo levado para irradiação.
· Controle 
· Inibição: Bloqueio da ação do microrganismo 
· Morte: perda irreversível da capacidade de reprodução 
· Agentes Físico 
· Calor seco 
Flambagem, forno ou estufa, incineração 
· Calor úmido 
Pasteurização, fervura, autoclavação e esterilização 
· Não ionizante 
Luz ultravioleta
· Ionizante
Radiação gama 
· Agentes Químicos 
· Álcool etílico 
70% maior poder desinfetante. Ação detergente, desidratante e desnaturante.
· Fenóis e derivados 
· Halogênios 
Cloro
· Sais e metais pesados 
· Álcalis 
· Oxidantes 
Metabólicos primaria e secundária
Metabólicos secundário são muito importante na área farmacêutica, seu produto é como um resíduo do processo de metabolismo do microrganismo.
Importância da microbiota
É a soma de todos microrganismos que residem nos tecidos e fluidos humanos, composto principalmente de bactérias. 
· Disbiose 
Desequilíbrio na microbiota associadas a doenças.
· Função
Estima-se que o corpo humano que contém cerca de 10 trilhões de células, seja rotineiramente portador de aproximadamente 100 trilhões de bactérias. 
· Impedir a colonização por patógenos do meio externo e o possível desenvolvimento de doença por meio de interferência bacteriana;
· Estimulação do sistema imune; 
· Papel no metabolismo e na nutrição humana; 
· Ajudar na absorção de nutrientes; 
· Fonte de infecção oportunista e Carcinógenos
· Tipos de microbiana 
· Microbiota Transitória 
Podem habitar a pele e/ou membranas mucosas por horas, dias ou semanas mas que não se restabelecerão autonomamente 
· Oportunistas
 Patógenos normalmente inócuos podem ganhar uma vantagem competitiva quando a população de competidores é diminuída. Exemplo: Clostridium difficile Deslocamento do sítio normal no corpo humano (e.g. Staphylococcus epidermidis em cateter); Imunocomprometidos – microbiota pode multiplicar em excesso e causar infecções.
Classificação e características da microbiota
· Microbiota resistente
Colonização permanente.
Composto por microrganismo saprófitos, não removida e eliminada totalmente, influenciada por hábitos e condições do hospedeiro.
Efeitos desfavoráveis são halitose, cárie e bromidrose. 
· Microbiota transitória 
Colonização transitória, pode ser por um patógeno específico; convalescente, intermitente e persistente.
Presente temporariamente, facilmente removida e eliminada.
Efeitos desfavoráveis candidíase cutânea, oral e esofágica 
ALIMENTOS fUNCIONAIS
· Probióticos 
Alimentos que contêm a bactéria viva como suplemento alimentar, melhora o equilíbrio intestinal.
· Prebiótico
São alimentos que as bactérias gostam de consumir.
· Simbiótico 
Geralmente remédio manipulado combinação de probiótico e prebiótico.