Crescimento microbiano (resumo/roteiro do capítulo 6 do livro Microbiologia - TORTORA 12ªed)

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Crescimento microbiano Caroline Santos Pereira 
Baseado no capítulo 6 do livro de Microbiologia – Tortora 12ªed. 
 
FATORES NECESSÁRIOS PARA O CRESCIMENTO: . 
2 categorias principais: 
 Fatores físicos: 
o Temperatura; 
o pH; 
o Pressão osmótica. 
 Fatores químicos: 
o Fontes de carbono, nitrogênio, enxofre, 
fósforo, oxigênio, elementos-traço e 
fatores orgânicos de crescimento. 
FATORES FÍSICOS: . 
1. Temperatura: 
A maioria das bactérias crescem em uma faixa limitada 
de temperatura, com 30ºC de diferença entre as 
temperaturas máximas e mínima de crescimento. 
Cada espécie bacteriana tem temperaturas mínima, 
ótima e máxima especifícas. 
 Psicrófilos (micróbios que gostam de frio); 
o Temperatura ótima varia. 
o Capazes de crescer a 0ºC, dois grupos 
diferentes: 
 1º GRUPO: Temperatura ótima: 15ºC 
- Maioria não cresce acima de 25ºC. 
 2º GRUPO: Temperatura ótima: 
20ºC a 30ºC – Não crescem acima 
de 40ºC. 
o Mais comuns na deterioração de alimentos 
 organismos deteriorantes. 
 
 Mesófilos (micróbios que gostam de temperaturas 
moderadas); 
 Temperatura ótima: 25ºC a 40ºC 
 Inclui maioria dos organismos 
deteriorantes e patogênicos 
(temperatura ótima: 37ºC) 
 Termófilos (micróbios que gostam de calor). 
o Temperatura ótima: 
o 50 a 60ºC (nas arqueias ou em fontes 
termais – 80ºC ou mais  hipertermófilos 
ou termófilos extremos) 
o Ambientes: Solo exposto ao sol, águas 
termais/fontes termais. 
o Não crescem em temperaturas abaixo de 
45ºC. 
 
2. pH: 
 A maioria cresce em uma faixa estreita de 
pH próximo da neutralidade (entre pH 6,5 e 
7,5). 
 Poucas bactérias crescem em pH ácido 
abaixo de 4. As que crescem são chamadas 
acidófilas. 
 Fungos e leveduras crescem em uma faixa 
maior de pH: pH ótimo entre 5 e 6. 
 Tampões químicos no meio de cultura 
bacteriano (neutralização de ácidos 
bacterianos e manutenção do pH) 
3. Pressão osmótica: 
 Pressão osmótica elevada  remoção de 
água da célula (osmose – meio hipertônico) 
 Preservação de alimentos: adição de 
solutos e aumento da pressão osmótica. 
 Halófilos extremos ou Halófilos obrigatórios: 
adaptados a altas concentrações de sais, 
necessitam dos sais para crescimento. (Mar 
morto) 
 Halófilos facultativos: mais comuns, podem 
crescer em concentrações salinas de até 2%, 
algumas espécies toleram até 15%. 
 Pressão osmótica muito baixa (meio 
hipotônico): Organismos com parede 
celular frágil podem ser lisados. 
FATORES QUÍMICOS: . 
4. Carbono: 
 Esqueleto estrutural da matéria viva; 
 Metade do peso seco de uma célula 
bacteriana; 
 Quimio-heterotróficos: carbono obtido pela 
fonte de energia; 
 Quimioautotróficos e fotoautotróficos: Co2. 
5. Nitrogênio, enxofre e fósforo: 
 Síntese de proteínas, DNA, RNA, ATP. 
 Nitrogênio 14% do peso seco da célula 
bacteriana; formação do grupo amino dos 
aminoácidos das proteínas; 
o Decomposição de material; 
 Crescimento microbiano Caroline Santos Pereira 
Baseado no capítulo 6 do livro de Microbiologia – Tortora 12ªed. 
 
o Íons amônio; 
o Derivam nitrogênio dos nitratos; 
o Bactérias fotossintéticas utilizam o 
nitrogênio gasoso (N2) – fixação de 
nitrogênio 
 Enxofre e Fósforo juntos: 4%. 
 Enxofre: síntese de aminoácidos como 
tiamina e biotina. Fonte: íon sulfato (SO42-) 
 Fósforo: síntese de ácidos nucleicos, 
fosfolipídeos e ATP. Fonte: íon fosfato 
(PO43-) 
6. Potássio, Magnésio e Cálcio: 
 Cofatores para reações enzimáticas 
7. Elementos-traço: 
 Quantidades pequenas de elementos 
minerais – ferro, cobre, molibdênio e zinco. 
 Cofatores. 
8. Oxigênio: 
 Aeróbios obrigatórios: Produzem mais 
energia do que os anaeróbios 
 Anaeróbios facultativos: Eficácia de 
produção energética é reduzida. Cresce por 
meio de fermentação ou respiração 
anaeróbica quando não o oxigênio não está 
disponível. Ex.: Escherichia coli. 
 Anaeróbios obrigatórios: não utilizam o 
oxigênio molecular nas reações de 
produção de energia. Oxigênio é tóxico pra 
eles. Ex.: Clostridium (tétano e botulismo). 
 Anaeróbios aerotolerantes: não utilizam o 
oxigênio para o seu crescimento mas 
toleram-o. 
 Microaerófilas: aeróbias, porém crescem 
somente em concentrações de oxigênio 
inferiores às do ar. 
 
Diversas formas de oxigênio: 
 Singleto (1O2-): oxigênio molecular induzido a 
estado de alta energia. Super reativo. 
 Radical superóxido (O2-): tóxico por ser instável 
a ponto de remover elétrons em cascata para 
conseguir estabilidade. A enzima superóxido 
dismutase converte-o em O2 e H2O2. 
 Ânion peróxido (O22-): Tóxico. A catalase degrada-o 
em água e oxigênio e a peroxidase degrada-o em 
água. 
 Radical hidroxila (OH-): A mais reativa. 
Na fagocitose, os fagolisossomos da célula fagocítica utiliza a 
exposição ao oxigênio singlero e outros tóxicos para matar 
os patógenos. 
 Fatores de crescimento orgânicos: Compostos 
orgânicos essenciais incapazes de serem 
sintetizados por um organismo, sendo buscado 
diretamente no ambiente. Geralmente são 
vitaminas. 
BIOFILMES: . 
Na natureza os microrganismos vivem em comunidades 
chamadas de biofilme (camada fina e viscosa envolvendo 
bactérias que se aderem a uma superfície). São sistemas 
biológicos que permitem a função coordenada das bactérias. 
 Geralmente são fixados em superfícies (dentes, 
pedras...) 
 Pode ser considerado um hidrogel 
 Quorum sensing: comunicação química entre as 
células (essenciais para formação de biofilmes) 
 A transferência de informação genética 
(conjugação) é facilitada nos biofilmes. 
 
 70% das infecções bacterianas humanas envolvem 
biofilmes 
o Candida (biofilme de fungos), lentes de 
contato, cáries dentárias, infecções por 
bactérias do gênero Pseudomonas. 
 Abordagens para prevenir a formação de biofilmes: 
o Aplicação de antimicrobianos; 
o Pesquisas envolvem o bloqueio do quórum 
sensing e o conhecimento de que a 
lactoferrina pode inibir a formação de 
biofilme. 
 
 Crescimento microbiano Caroline Santos Pereira 
Baseado no capítulo 6 do livro de Microbiologia – Tortora 12ªed. 
 
MEIO DE CULTURA: . 
É o material nutriente preparado para o crescimento de 
microrganismos em laboratório. 
 Inóculo: microrganismos introduzidos em um meio 
de cultura para dar início ao crescimento. 
 Cultura: micróbios que crescem e se multiplicam no 
interior ou sobre um meio de cultura. 
 QUAIS CRITÉRIOS O MEIO DE CULTURA DEVE TER? 
1ª Deve conter os nutrientes adequados; 
2ª Deve conter uma quantidade de água suficiente, pH 
apropriado e oxigênio (se necessário; 
3ª Deve ser estéril; 
 Quando se deseja o crescimento das bactérias em 
meio sólido, agente solifidicante é adicionado  
ágar 
 Organismos fastidiosos – requerem muitos fatores 
de crescimento. Ex.: Lactobacillus 
MEIO COMPLEXO: . 
Meio quimicamente definido  trabalhos experimentais em 
labotarórios / crescimento de bactérias autotróficas. 
 Presença de nutrientes, extratos de leveduras, de 
carnes ou de plantas, ou de produtos de digestão de 
proteínas. 
 Composição química variada. 
MEIOS E MÉTODOS PARA O CRESCIMENTO ANAERÓBIO: . 
 Organismos anaeróbios podem ser destruídos pela 
exposição ao oxigênio  meios redutores são 
necessários. 
o Ingredientes comoo trioglicolato de sódio, 
se combina quimicamente ao oxigênio 
dissolvido e o elimina do meio de cultura. 
 São armazenados em tubos de ensaio comuns, 
firmemente tampados, são aquecidos rapidamente 
antes de serem utilizados, para eliminar o oxigênio. 
TÉCNICAS ESPECIAIS DE CULTURA:.......................................................................... 
 Mycobacterium leprae – cobaias (tatus) 
 Jarra com vela  a chama consome o oxigênio 
 Capnofílicos: organismos que crescem melhor em 
altas concentrações de CO2. 
MEIOS DE CULTIVO SELETIVO E DIFERENCIAL:.............................................. 
Meios seletivos são elaborados para impedir o crescimento 
de bactérias indesejadas e favorecer o crescimento dos 
microrganismos de interesse. 
Meios diferenciais facilitam a diferenciação das colônias de 
um microrganismo desejado em relação a outras colônias 
crescendo na mesma placa. 
 Podem ser combinados seletivos e diferenciais. 
MEIOS DE ENRIQUECIMENTO:...................................................................................... 
Meios de enriquecimento buscam isolar bactérias que estão 
presentes em pequenas quantidades no meio de muitas 
outras (fezes e solo); geralmente é líquido. 
 
OBTENÇÃO DE CULTURAS PURAS:............................................................................. 
Utilização do método do esgotamento em placa (utiliza-se 
alça de inoculação estéril para formação de estrias que 
separam colônias puras) 
 Funciona bem quanto o organismo a ser isolado está 
presente em grande número em relação a 
população total. 
 Caso esteja em pequena quantidade, utiliza-se o 
enriquecimento seletivo antes do isolamento pelo 
esgotamento em placa. 
PRESERVAÇÃO DE CULTURAS BACTERIANAS:................................................. 
Utiliza-se refrigeração para preservação por curto período. 
Para longo período utiliza-se o ultracongelamento e a 
liofilização. 
 Ultracongelamento: cultura em suspensão é 
submetida a um rápido congelamento (-50ºC à -
95ºC). 
 Liofilização (criodessecação): mesmo processo do 
ultracongelamento, seguido de remoção da água 
por alto vácuo (sublimação). O recipiente é selado 
no vácuo, por meio do derretimento do vidro com 
uma chama de alta temperatura.  cultura em pó 
CRESCIMENTO DE CULTURAS BACTERIANAS:............................................... 
Divisão bacteriana por: 
 Crescimento microbiano Caroline Santos Pereira 
Baseado no capítulo 6 do livro de Microbiologia – Tortora 12ªed. 
 
 Fissão binária (mais comum); 
 
 Brotamento; 
 Produção de cadeias de conidiósporos (bactérias 
filamentosas); 
 Algumas apenas se fragmentam e os fragmentos 
iniciam o crescimento de novas células. 
Tempo de geração: 
É o tempo necessário para uma célula se dividir. 
 Escalas logarítmicas são escolhidas em detrimento 
de representações aritméticas. 
Fase de crescimento: 
- Há 4 fases básicas de crescimento: 
 Fase lag (pouca ou nenhuma divisão porém com 
atividade metabólica intensa) 
 Fase log (início da divisão e entrada no período de 
crescimento  aumento logarítmico) 
o Interesse farmacêutico e alimenticio --> 
Contribuição para produção de alimentos 
(como vinhos) e medicamentos. O 
conhecimento dessa fase pode contribuir 
para o controle de bactérias patogênicas. 
 Fase estacionária (equilíbrio, número de mortes = 
número de células novas  população estabilizada) 
 Fase de morte celular (número de mortes excede o 
número de novas células) 
 
Medida direta do crescimento microbiano 
(formas de contagem):............................................................................ 
DILUIÇÃO SERIADA: 
 Quantificação registrada como o número de células 
por mililitro de líquido ou grama de material sólido. 
 Cálculo de amostras pequenas 
 Série de diluições 
CONTAGEM EM PLACAS: 
 Vantagem: mede o número de células viáveis 
 Desvantagens: são necessárias 24hrs ou mais para 
que colônias visíveis sejam formadas. 
 Consideram que cada bactéria viva cresce e se divide 
para produzir uma única colônias. 
 Quantificada em: UFC/mL ou UFC/g. 
 Pode ser feita por métodos de incorporação em 
placa ou esgotamento em placa. 
 
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OBSERVAÇÃO: 
Desvantagens do método de incorporação em placas: 
Microorganismos sensíveis ao calor podem ser danificados 
pelo ágar fundido, sendo incapazes de formar colônias. Além 
disso, é essencial analisar a aparência da colônia, no método 
de incorporação em placas não dá para ver as colônias que se 
formar abaixo da superfície. Por isso, utiliza-se com mais 
frequência o método do espalhamento em placa. 
DILUIÇÃO SERIADA E CONTAGEM EM PLACAS: 
 
FILTRAÇÃO: 
 Poucas bactérias (lagos ou correntes de água 
relativamente pura) 
 100mL de água são passados por um filtro de 
membrana fino  bactérias filtradas e retidas na 
superfície do filtro  filtro transferido para placa de 
Petri com meio nutriente  desenvolvimento das 
colônias bacterianas 
 Método aplicado na detecção e enumeração de 
bactérias coliformes (contaminação fecal em 
alimentos ou água) 
MÉTODO DO NÚMERO MAIS PROVÁVEL (MNP): 
Técnica estatística (95% de probabilidade) 
 Se baseia: quanto maior o número de bactérias em 
uma amostra  maior o número de diluições para 
reduzir a densidade até que não haja mais nenhuma 
bactéria nos tubos de diluição seriada. 
 Utilizado quando os microrganismos não crescem 
em meio sólido. 
CONTAGEM MICROSCÓPICA DIRETA: 
 Amostra de 0,01mL é espalhada na lâmina  
corante adicionado  amostra visualizada por uso 
de lentes objetivas de imersão  contagem e 
cálculo de média de bactérias por campo observado 
 O número de bactérias em cada mililitro da 
suspensão é o número de bactérias na amostra 
multiplicado por 100. 
 Lâmina especial: contador de células de Petroff-
Hausser 
 Desvantagens: 
o Bactérias móveis dificilmente são contadas 
por esse método. 
o Necessidade de uma alta concentração de 
células para permitir a contagem 
satisfatória. 
 Vantagens: 
o Não necessita de um tempo de incubação 
o Contadores de células eletrônicos 
(contadores Coulter): instrumentos 
utilizados em pesquisa e em hospitais. 
 
Determinação do número de bactérias por 
métodos indiretos: .................................................................................... 
TURBIDIMETRIA: 
Monitoração do crescimento bacteriano mediante a análise 
da turbidez  a medida que as bactérias se multiplicam  
meio fica cada vez mais turvo/opaco. 
 Utilização de um espectofotômetro (ou 
colorímetro)  feixe de luz é transmitido através de 
uma suspensão bacteriana até um detector 
fotossensível  aumento bacteriano  menos luz 
atinge o detector. 
 Alteração da luz é registrada na escala do 
instrumento. Ex.: porcentagem de transmissão (%T) 
 Registro de expressão logarítmica na escala do 
instrumento. “Absorbância” (densidade óptica: 
registra o crescimento bacteriano) 
 
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Baseado no capítulo 6 do livro de Microbiologia – Tortora 12ªed. 
 
ATIVIDADE METABÓLICA: 
Os produtos metabólicos são diretamente proporcionais ao 
número de bactérias presentes. 
 Ensaio microbiológico (produção de ácido é utilizada 
para se determinar as quantidades de vitaminas). 
PESO SECO: 
Para fungos. 
 Fungos são removidos do meio do crescimento, 
filtrados para a remoção de outros materiais e secos 
em um dessecador, por fim, são pesados.