2020226_182354_Aula+3,+Nutrição,+metabolismo+e+crescimento+Bacteriano (1)

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BACTERIOLOGIA 
Nutrição, Metabolismo e 
Crescimento bacteriano 
Nutrição e Metabolismo 
Bacteriano 
•  Quais são os principais nutrientes (químicos) 
para o crescimento bacteriano? 
•  Quais são as principais fatores físicos 
envolvidos? 
•  Como cultivar bactérias em laboratório? 
Nutrientes Químicos Essenciais 
l  Principais - Macronutrientes 
l  ÁGUA 
l  Essencial para os microrganismos 
l  Solvente universal 
l  Indispensável para reações químicas acontecerem; 
 
l  Fontes de C, N, S e P: essencial para a síntese de todos os 
compostos orgânicos (aminoácidos, lipídeos, nucleotídeos, 
etc) 
l  Fonte de CARBONO 
l  organismos heterotróficos: obtém C a partir de proteínas, 
carboidratos e lipídeos retirados da matéria orgânica 
presente em outros organismos. 
l  organismos autotróficos: obtém C, a partir do CO2 
atmosférico. 
 
 
 
Nutrientes Químicos Essenciais 
l  Nitrogênio 
l  usado para sintetizar os grupos aminos presentes 
nos aminoácidos 
l  Enxofre 
l  utilizado na síntese de aminoácidos contendo S e de 
vitaminas. 
 
l  Fósforo 
l  essencial para a síntese dos ácidos nucléicos e para 
os fosfolipídeos componentes da membrana celular. 
 
Nutrientes Químicos Adicionais 
l  ELEMENTOS TRAÇO/ Micronutrientes/oligoelementos 
l  Utilizados como cofatores essenciais para atividade de 
algumas enzimas 
l  Sais minerais 
l  Potássio, Magnésio e Cálcio 
l  Ferro, Cobre, Molibdênio, Zinco 
Metabolismo Bacteriano 
Bactérias possuem grande diversidade 
metabólica e podem ser classificadas 
de acordo com: o a fonte de carbono e 
o tipo de energia que utilizam. 
 
l  Considerando a FONTE DE CARBONO: 
l  1. Autotróficos : utilizam Carbono a partir de CO2 
l  2. Heterotróficos: utilizam Carbono a partir de 
compostos orgânicos (Ex. glicose) 
 
l  Considerando a FONTE DE ENERGIA: 
l  1.Fototróficos:usam a energia luminosa. 
l  2. Quimiotróficos: dependem de reações de 
oxidação-redução de compostos orgânicos e 
inorgânicos 
 
Metabolismo Bacteriano 
Categorias nutricionais dos microrganismos. 
Grupo nutricional Fonte de 
carbono 
Fonte de 
energia 
Exemplos 
 
Quimioautotróficos CO2 Compostos 
inorgânicos 
Bactérias 
nitrificantes 
Quimioheterotróficos Compostos 
orgânicos 
Compostos 
orgânicos 
Bactérias, 
(fungos, 
protozoários) 
Fotoautotróficos 
 
CO2 Luz (Algas), 
Cianofíceas 
Fotoheterotróficos Compostos 
orgânicos 
Luz Bactérias 
sulfurosas 
púrpuras 
 
Metabolismo Bacteriano 
 
l  As bactérias quimioheterotróficas possuem 
enorme variedade de enzimas, produzidas para 
captação de nutrientes, presentes e associados 
aos tecidos de outros organismos que podem ser 
captados por elas através da: 
 
l  Produção de lipases, glicosidases, sulfatases, 
proteases e nucleases 
l  Produção de Toxinas: hemolisinas, coagulases, 
leucocidinas, sideróforos, etc. 
l  Conhecidos como Fatores de virulência 
bacterianos 
Crescimento Bacteriano 
•  Corresponde ao aumento do número 
de indivíduos e não do tamanho 
celular. 
 
•  Multiplicação Bacteriana 
As bactérias proliferam-se por divisão binária simples 
ou cissiparidade 
Modo assexuado de reprodução 
Como as bactérias se multiplicam? 
1 2 Tempo de Geração 
Tempo para divisão bacteriana 
*Variável de espécie p/ espécie 
Crescimento Bacteriano= aumento do número de indivíduos na população 
1 2 20min 4 20min 8 20min 
X= 2n Onde n= número de gerações 
Crescimento Bacteriano: 
escala exponencial 
G1 G2 G3 
Exemplo 
- Sabendo-se de o tempo de geração de E. coli é de 20 minutos, 
partindo-se de uma única célula, quantas células bacterianas 
serão obtidas após 1 hora de cultivo? 
Em 1 hora de cultivo (60 minutos) teremos 3 
gerações (n=3) 
 Então: X= 2n X= 23 X= 8 
1 hora 
2 horas 
Em 2 horas de cultivo (120 minutos) teremos 6 
gerações (n=6) 
 Então: X= 2n x = 26 x=64 
Crescimento bacteriano 
l  Em laboratório, bactérias podem crescer em 
sistema fechado 
l  dentro de um tubo de ensaio contendo meio de 
cultura (nutrientes) onde após a introdução delas, 
nenhum outro nutriente será adicionado ao sistema 
e nenhum produto de excreção (toxina) será 
removido. 
l  dessa maneira, podemos acompanhar o 
crescimento bacteriano nesse sistema e observar 
algumas etapas que são muito características. 
Crescimento bacteriano 
l  O que ocorre? 
l  Assim que são adicionadas ao sistema,após a adaptação às 
novas condições ambientais, as células se dividem, 
aumentando a população em escala exponencial até que os 
nutrientes sejam o fator limitante para a continuidade do 
crescimento. 
l  Deste momento em diante as bactérias começam a morrer. 
 
l  Assim, em sistema fechado podemos notar várias fases do 
crescimento bacteriano e podemos elaborar uma curva 
característica que é subdividida em 4 fases: 
l  Fase LAG ou de adaptação 
l  Fase LOG ou de crescimento exponencial 
l  Fase estacionária ou platô 
l  Fase de declínio ou de morte 
A 
D 
B 
C 
Fases da Curva de Crescimento de bactérias: 
 Fase Lag Fase Estacionária 
 Fase Exponencial ou Log Fase de Declínio 
 
A C 
B D 
X= 2n 
Curva de Crescimento Bacteriano 
em Sistema Fechado 
 
 
Curva de Crescimento Bacteriano 
O que ocorre com o crescimento das bactérias em 
cada uma dessas fases? 
Condições Físicas para o 
crescimento bacteriano 
O sucesso do crescimento bacteriano “in vitro” 
só ocorrerá se, além do fornecimento de 
nutr ientes, houver também condições 
favoráveis de temperatura, pH e atmosfera 
gasosa. 
Temperatura 
Temperatura 
l  Microrganismos são classificados em 3 
grupos principais: 
 
l  Psicrófilos: crescem em baixas temperaturas 
l  -10 a 15 °C 
l  Mesófilos: crescem em temperaturas moderadas 
l  10 a 45 °C 
l  Termófilos: crescem em altas temperaturas 
l  40 a 70 °C 
 
l  Termófilos extremos (68 a 110 °C) 
 
Curva de crescimento característica de 
diferentes microrganismos 
Termófilos extremos 
pH 
 
l  Refere-se a acidez ou a alcalinidade de uma solução 
l  maioria dos microrganismos cresce melhor perto da 
neutralidade (pH 6,5 – 7,5) 
l  poucas bactérias são capazes de crescer em pH ácido 
(como pH 4,0) 
l  Bactérias: faixa entre pH 7,0 
 Exceções: 
l  Bactérias acidófilas: alto grau de tolerância à acidez 
(Thiobacillus de 0,5 a 6,0 com ótimo entre 2 e 3,5) 
l  Bactérias alcalífilas: Bacillus e Archaea (pH 10 – 11). 
 
l  Fungos - tendem a ser mais acidófilos que as 
bactérias (pH <5). 
pH 
pH 
Pressão osmótica 
Atmosfera Gasosa 
l  Oxigênio: Extremamente importante no 
desenvolvimento microbiano 
l  Dois grandes grupos: 
l  1) AERÓBIOS 
l  Estritos (obrigatórios): necessitam de O2 
l  Facultativos: não necessitam de O2 mas crescem melhor 
com O2 
l  Microaerófilo: necessitam de O2 mas em níveis menores 
 
l  2) ANAERÓBIOS 
l  Aerotolerantes: não necessitam de O2 mas crescem melhor 
sem O2 
l  Estritos (obrigatórios): não toleram O2 (letal) 
 
l  FACULTATIVOS 
 
 
AERÓBIO 
ESTRITO 
alta [O2] 
catalase 
SOD 
ANAERÓBIO 
ESTRITO 
sem O2 
ausência: 
catalase 
SOD 
MICRO 
AERÓFILO 
baixa [O2] 
AERÓBIO 
FACULTATIVO 
alta ou 
baixa [O2] 
catalase 
SOD 
alta e baixa 
[O2] 
SOD 
ANAERÓBIO 
AEROTOLERANTE 
Efeito do oxigênio sobre o crescimento 
bacteriano. 
C a t a l a s e e a 
s u p e r ó x i d o 
dismutase : 
r eduzem pa ra 
H 2 O o s 
c o m p o s t o s 
tóxicos derivados 
do metabolismo 
oxidativo 
Cultivo Bacteriano em Laboratório 
(In Vitro) 
Intenção: possibilitar condições ótimas 
para o c resc imento bacter iano, 
oferecendo nutrientes, temperatura* e 
oxigênio*adequados. 
MEIO DE CULTURA 
São meios artificiais para crescimento e 
manutenção bacteriana 
 
CULTURA: microrganismos que 
crescem dentro ou sobre o meio 
de cultura. 
 Cultivo Bacteriano em laboratório 
l  Os microrganismos são os seres vivos mais versáteis 
e diversificadosem suas exigências nutricionais. 
 
l  Para cultivo de microrganismos são confeccionados 
Meios de Cultura contendo os nutrientes químicos 
necessários para o crescimento dos microrganismos. 
 
l  Sabe-se que nem todos os microrganismos podem ser 
cultivados em laboratório nos meios de cultura 
artificiais. 
l  Alguns microrganismos só crescem em hospedeiros vivos. 
l  Não foram desenvolvidos (ainda) meios que pudessem conter 
os nutrientes necessários para o seu desenvolvimento 
Tipos de Meio de Cultura 
l  Quanto à consistência (estado físico): 
l  líquido, semi-sólido ou sólido. 
 
l  Para dar consistência ao meio de cultura adiciona-se 
Ágar = polissacarídeo complexo extraído de algas 
marinhas é um agente solidificante. 
l  funde-se em torno de 1000C, formando uma solução 
transparente e, permanece em estado líquido até 400C. 
l  à temperatura ambiente o ágar se solidifica e 
permanece no estado sólido em temperatura de 
incubação (370C). 
l  o ágar não serve de nutriente (alimento) só funciona 
como espessante. 
Meios de Cultura líquido 
Estéril: aspecto límpido 
Com crescimento 
bacteriano: aspecto turvo 
Meios de Cultura sólido 
Meio estéril 
Colônia: massa visível de 
 bactérias 
Tipos de Meio de Cultura 
l  Quanto à composição: 
l  1. Meio quimicamente definido 
l  Composição exata conhecida 
Tipos de Meio de Cultura 
l  2. Meio Complexo 
l  Composição química não é totalmente conhecida 
l  Usado para isolametno de bactérias heterotróficas 
Meio Seletivo e Diferencial 
SELETIVO 
l  Favorece o crescimento 
da bactéria de interesse e 
impede o crescimento de 
outras 
DIFERENCIAL 
l  Facilita a identificação da 
bactéria de interesse 
quando outra estiverem 
presentes no meio de 
cultura. 
Tipos de Meio de Cultura 
 
l  Meio de ágar MacConkey 
l  Impedem crescimento de Gram + 
l  Favorecem o crescimento de Gram - 
 
 
Meio Seletivo 
Pesquise por que o 
meio de ágar 
MacConckey funciona 
desta maneira. 
Tipos de Meio de Cultura 
 
 
l  Meio de MacConkey 
l  Podemos diferenciar entre as Gram-negativas 
l  As que fermentam a lactose (lac+) 
l  colônias rosadas 
l  As que não fermentam a lactose (lac-) 
l  colônias brancas. 
 
Meio Diferencial 
Pesquise: Por 
que isso 
ocorre? 
 Tipos de Meio de Cultura 
l  Meio de ágar-sangue 
l  Permite distinção entre : 
l  Hemolíticas e não-hemolíticas 
l  Entre as bactérias hemolíticas há: 
l  Alfa-hemolíticas 
l  hemólise parcial 
 
l  Beta-hemolíticas 
l  hemólise total 
 
l  Gama-hemolíticas 
l  sem hemólise 
Pesquise: 
- Exemplos de 
bactérias alfa, 
gama e beta 
hemolíticas 
Atividades de Fixação 
1) Quando uma célula da bactéria E. coli é semeada em meio sólido de 
ágar Nutriente e é cultivada a 37 graus Celsius, ela se divide em duas a 
cada 20 minutos, após ter atingido a fase exponencial de crescimento. 
Se às 7:00 da segunda-feira forem semeadas uma centena de E. coli, 
imaginando-se que há uma fase lag de 3 horas, quantas bactérias 
encontraremos na segunda-feira às 12:00hs? Explique seu raciocínio. 
 
2) Sabe-se que na falta de nutrientes, algumas bactérias do gênero 
Clostridium, formam endósporos. Pesquise o que são e como são 
formados os endósporos e em que situações essas estruturas podem 
germinar. 
 
3) Pesquise como é feito o cultivo em laboratório de bactérias anaeróbias. 
 
 
4) Se existem bactérias que não podem ser cultivadas em condições 
laboratoriais, como é realizado o diagnóstico das doenças causadas por 
essas bactérias? Exemplifique.