Princípios de nutrição bacteriana Microbiologia 2

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MICROBIOLOGIA GERAL 
 
PRINCÍPIOS DE NUTRIÇÃO BACTERIANA 
Para o desenvolvimento bacteriano são 
necessários todos os elementos que compõem 
sua matéria orgânica e todo o complemento de 
íons indispensáveis às reações e processos 
energéticos; além de uma fonte de energia para 
estabelecer a força motriz de prótons e permitir 
a síntese de macromoléculas; 
Há uma grande variação quanto às demandas 
nutricionais e fontes de energia; 
FONTES DE ENERGIA METABOLICA: 
Fermentação – respiração – fotossíntese 
Principais mecanismos de obtenção de energia, 
ou seja, pelo menos um deles o organismo deve 
utilizar para se desenvolver; 
FERMENTAÇÃO: fosforilação do substrato: 
processo enzimático em que uma ligação de 
pirofosfato é diretamente doada para o ADP por 
um intermediário metabólico fosforilado; 
Intermediários fosforilados: formados por 
rearranjos metabólicos de um substrato passível 
de fermentação: glicose, lactose e arginina 
Formação de ATP não está ligada à transferência 
de elétrons 
RESPIRAÇÃO: redução química de um oxidante 
(aceptor de elétrons) através de uma série 
específica de transportadores de elétrons na 
membrana, estabelece a força motriz de prótons 
através da membrana bacteriana 
Redutor (doador de órgãos): orgânico ou 
inorgânico – exemplo ácido lático, gás H. 
Oxidante: quase sempre o O2, mas alguns 
microrganismos utilizam o CO2, SO4-- e NO3-. 
FOTOSSÍNTESE: semelhante a respiração: 
redução de um oxidante através de uma série 
específica de transportadores de elétrons, 
estabelece a força motriz de prótons; Oxidante e 
redutor são criados fotoquimicamente pela 
energia luminosa absorvida por pigmentos na 
membrana; Plantas e algumas bactérias são 
capazes e transformar energia luminosa em CO2, 
utilizando a água como redutor. 
NUTRIÇÃO: 
Elementos necessários para síntese biológica de 
novos organismos: 
Fonte de C, N, S, P, minerais, fatores orgânicos de 
crescimento, água 
Substratos (meios) devem conter níveis 
adequados de nutrientes para cada 
microrganismo: níveis necessários para um 
poder inibir outro. 
 
CARBONO: 
Autotróficos: não dependem de nutrientes 
orgânicos para o seu desenvolvimento, ou seja, 
utilizam o CO2 como sua principal ou única fonte 
de C (fotossíntese). 
Heterotróficos: necessitam de carbono orgânico 
em uma forma passível de ser assimilada. 
Elemento químico mais importante. Forma o 
esqueleto das 3 maiores classes de nutrientes: 
carboidratos, lipídeos e proteínas. Serve como 
unidade básica do material celular. Fornece 
energia para o desenvolvimento. 
 
NITROGÊNIO: 
Componente importante das proteínas e dos 
ácidos nucléicos (representam cerca de 10% do 
peso seco da célula bacteriana). Nitrogênio pode 
ser oferecido de diversas formas, assim como 
também é variável a capacidade de assimilação 
dos microrganismos. 
Fonte de nitrogênio: Amônio (NH4+): utilizado 
pela maioria de microorganismos como única 
fonte de N. 
Muitos são capazes de produzir NH4+ a partir de 
aminas (R-NH2). 
Nitrato (NO3-) e nitrito (NO2-): microrganismos 
convertem esses íons em amônia (NH3). 
N2 (atmosférico): a capacidade de assimilar N2 
por redução através de NH3, é denominada 
FIXAÇÃO DE NITROGÊNIO (exclusiva de 
procariotos, poucas bactérias). 
 
ENXOFRE: 
Faz parte da estrutura de várias co-enzimas e 
alguns aminoácidos. Maioria dos microrganismos 
tem a capacidade de utilizar o sulfato (SO4-), 
reduzindo a sulfeto de H (H2S). Alguns 
microrganismos podem assimilar o H2S, mas é 
tóxico para muitos outros. 
 
FÓSFORO: 
Fosfato (PO4) é necessário como componente do 
ATP, dos ácidos nucléicos e de co-enzimas, como 
NADP e flavinas. Muitos metabólitos e algumas 
proteínas são fosforilados. 
Sempre assimilado na forma de fosfato 
inorgânico livre 
NAD= nicotinamida adenina dinucleotídeos 
NADP = nicotinamida adenina dinucleotídeos 
fosfato 
 
MINERAIS: 
Necessários para as funções das enzimas e alguns 
deles são componentes de outras substâncias. 
Mg2+ e K+ para a função e integridade dos 
ribossomos. Ca2+ como componente da parede 
celular de G+, mas dispensável para G-. Na+ 
importante para muitos microrganismos 
marinhos. 
Meios de cultura devem apresentar K, Mg, Ca e 
Fe. 
Captação de Fe é facilitada pela formação de 
sideróforos – compostos que são quelantes do 
ferro e promovem seu transporte na forma de 
complexo solúvel. 
Outros (Mn, Mo, Co, Cu e Zn) são necessários, 
mas com freqüência são fornecidos pela água ou 
como contaminante de outros ingredientes do 
meio – micronutrientes. 
 
Fatores ORGÂNICOS de crescimento> 
Composto orgânico que algumas bactérias são 
incapazes de sintetizar e exigem para seus 
desenvolvimentos. Três grupos principais: 
Aminoácidos, Purinas (A;G) e pirimidinas (C;T), 
vitaminas. 
 
Nutrientes: fatores químicos 
Ph, temperatura, aeração: fatores físicos. 
Juntos formam os fatores ambientais que 
auxiliam no desenvolvimento microbiano. 
CULTURA: propagação (desenvolvimento) de 
microrganismos em condições adequadas, ou 
seja, exigências químicas + exigências físicas 
(ambientais). O controle do meio onde o 
microrganismo se desenvolve pode ser utilizado 
para identificação e medida do seu 
desenvolvimento. 
MEIOS DE CULTURA: são preparações de 
nutrientes em laboratório para o 
desenvolvimento microbiano. 
Alguns microrganismos têm exigências especiais 
e indefinidas que muitas vezes não podem ser 
reproduzidas em meios artificiais, sendo 
necessário seu cultivo in vivo. 
Desenvolvimento de uma determinada espécie: 
conhecimento de suas exigências quanto às 
condições físicas e nutricionais. 
Determinação do número e tipo de 
microrganismos em uma amostra: condições 
amplas (diversos meios e diferentes condições 
físicas) – isolamento de todos os 
microrganismos. 
CLASSIFICAÇÃO: 
Meio para transporte e conservação: 
normalmente são bastante simples (impede a 
multiplicação excessiva – transporte) ou com 
acréscimo de substâncias específicas 
dependendo da forma de conservação (ex: 
crioprotetores). 
 
Meio para cultivo e isolamento: 
Meio de enriquecimento; favorece os 
microrganismos ou grupo de microrganismos 
que se deseja (aumento da população), sem 
inibidores. Geralmente são líquidos. Caldo 
cérebro coração 
 
Meio diferencial; microrganismo desejado irá se 
apresentar de forma distinta dos demais 
“contaminantes”. Apresenta substâncias que 
permitem estabelecer diferenças entre 
microrganismos parecidos. Ágar sangue: 
bactérias hemolíticas e não hemolíticas. 
 
Meio seletivo; condições (substâncias) para o 
desenvolvimento de um tipo particular de 
microrganismo e/ou eliminam o 
desenvolvimento de outros tipos. Ex.: 
antibiótico. Ágar verde brilhante: inibe G+ 
(utilizado para Salmonella). Ágar Sabouraud para 
fungos. 
 
Meio seletivo e diferencial; Ágar MacConkey: 
contem sais biliares e cristal violeta que inibe 
bactérias G+ e identifica bactérias que 
fermentam a lactose (colônias rosas positiva e 
incolor negativa) 
 
 
CLASSIFICAÇÃO 
MEIO PARA IDENTIFICAÇÃO: apresentam 
condições para identificar o metabolismo 
bioquímico e reações enzimáticas específicas. 
Pode ser necessário que o meio de cultura seja 
totalmente sintético, onde as características 
exatas e as concentrações de cada ingrediente 
sejam conhecidas. Ágar citrato Simmons. 
MEIO DE CULTURA COM PRODUTOS NATURAIS – 
MEIOS COMPLEXOS: Constituídos por 
substâncias químicas complexas (açúcares, 
aminoácidos, vitaminas, sais) com composição 
exata desconhecida, permitindo o 
desenvolvimento de um grande número de 
microrganismos. Economicamente interessante 
e mais simples. 
Extrato de carne: aquoso e concentrado; 
Peptonas: hidrolisado de caseínas, de proteína 
de soja; Extrato de levedura: obtido de 
Saccharomyces– rico em vitaminas, 
especialmente do complexo B; Sangue; Soro / 
Leite. 
Meios sólidos: adição de 1,5 a 2% de ágar 
(extratopolissacarídeo extraído de uma alga 
marinha), é resistente a ação microbiana e 
funde-se a 100°C, mas não solidifica até ser 
resfriado abaixo de 45°C. 
Ágar: não apresenta nenhuma função 
nutricional; Meios líquidos; Meios semi-solidos 
(0,5% de Agar). MOTILIDADE/MOBILIDADE