Microbiologia- Crescimento bacteriano e controle de crescimento

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MICROBIOLOGIA – 11/05/2021 
Recapitulando.. 
 A grande maioria das bactérias não é patogênica, 
são saprofíticas 
 Convivem com os seres sem causar danos 
 Bactérias oportunistas podem causar danos a 
depender da situação 
 Bactérias patógenas restritas são aquelas que 
causam doenças e que não se deve manter contato 
devido a sua patogenicidade 
 São estritamente patogênicas 
 Algumas bactérias, a depender da sua 
patogenicidade, podem ser controladas pela 
microbiota normal do ser humano 
 Elas buscam divisão e reprodução 
 As condições, as vezes, são retiradas dos seres que 
elas estão infectando 
 Bactérias oportunistas devem ser mantidas dentro 
de um “padrão” que não cause adoecimento 
 
CRESCIMENTO BACTERIANO 
 Toda bactéria faz fissão binária ou cissiparidade 
 Uma célula replica o material e se 
transforma em duas células-filhas idênticas 
 Crescimento bacteriano é exponencial 
 2𝑛 
 𝑛 = 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑔𝑒𝑟𝑎çõ𝑒𝑠 
 Tempo de geração é o intervalo de tempo 
necessário para cada bactéria se dividir, ou seja, 
realizar uma duplicação populacional 
 Varia entre espécies e depende do 
ambiente 
 Bactérias podem levar minutos, horas ou 
até dias para se dividirem 
 As condições do ambiente também 
favorecem a divisão 
 
FISSÃO CELULAR: 
 Envolve proteínas conhecidas como FTS 
(filamentous temperature sensitive) 
 Temperatura é determinante para o tempo de 
geração bacteriana 
 Bactérias possuem uma temperatura ótima 
para começar seu crescimento 
 Tempo de geração: fatores genéticos + fatores 
nutricionais 
 Algumas bactérias possuem uma capacidade de 
duplicação muito rápida 
 
 
TEMPO DE GERAÇÃO: 
 Varia de espécie para espécie 
 Algumas espécies levam muito tempo para poder 
desenvolver uma sintomatologia 
 
 
 
 
CURVA DE CRESCIMENTO BACTERIANO: 
 Quando a bactéria é colocada in vitro ela passa, 
primeiro, por uma fase LAG 
 Fase onde praticamente não se observa 
crescimento 
 
 Bactéria está se ambientando: ela visualiza 
se o meio oferece os nutrientes 
necessários, tem quantidade de sais 
minerais adequados e se tem umidade e 
temperatura adequados 
 Fase adaptativa 
 Se a bactéria se adaptar bem ao meio, a próxima 
fase será a EXPONENCIAL 
 Bactéria atinge uma temperatura boa 
 Replicação do material genético para que 
haja a divisão 
 Entra em um processo de divisão celular 
rápido 
 Fase exponencial ou crescimento 
logarítmico 
 Chega uma determinada fase em que o meio não 
apresenta mais suficiência de nutrientes, não haverá 
mais água e minerais disponíveis 
 Fase de escassez de nutrientes 
 Fase ESTACIONÁRIA 
 Não há mais replicação 
 Fase onde se tem uma escassez estrema e as 
bactérias começam a acumular excretas 
metabólicas 
 Não se tem como renovar os nutrientes 
 Fase de MORTE 
 Quanto mais específico o meio, mais fácil o 
crescimento da bactéria 
 
 
 
 Se isso acontecer in vivo, normalmente, quem está 
servindo como hospedeiro morre 
 Bactérias usam de tudo que o corpo 
despuser para o crescimento próprio 
 Infecção bacteriana pode levar a uma 
sepse e levar o indivíduo a morte 
 Promove coagulação intravascular, 
formando trombos em todos os locais do 
organismo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
GENÉTICA BACTERIANA 
 Genoma bacteriano: DNA 
 DNA bacteriano é haploide 
 Está disperso no citoplasma 
 DNA é separado em cromossomial e 
extracromossomial 
 Genoma extracromossomial é o 
PLASMÍDEO 
o Apresenta transposons: elemento 
genético móvel 
o Transferido de uma bactéria para 
outra 
o Confere resistência e virulência 
 Genoma cromossomial é o NUCLEOIDE 
o Dupla fita circular 
o Genes organizados em operons 
(são as partes funcionais do 
genoma) 
 
 Uma alça vai ser aberta na parte interna do DNA 
bacteriano e dá-se início ao processo de replicação 
dentro do DNA 
 Depois que há a replicação de TODO o 
DNA ela faz a divisão em duas células-
filhas 
 DNA é transcrito para posteriormente virar uma 
proteína 
 Existem várias formas de fazer recombinação 
genética em bactérias, as mais estudadas são: 
1. Transformação: célula sofre uma lise e vai 
ser clivada (por qualquer coisa que rompa 
a parede da célula) 
 Célula bacteriana vai liberar 
fragmentos de seu DNA e uma 
outra célula pode receber esses 
fragmentos, incorporando ao seu 
genoma 
2. Transdução: presença de um vírus 
 Bactéria entra em contato com um 
fago (vírus que tem capacidade de 
ejetar seu material genético 
dentro de uma bactéria) 
Qual o risco de comer comida no self service? 
 Comida quente é servida em um “bistrô quente”, em 
temperaturas acima de 75º 
 Já as saladas e comidas frias, devem ser servidas 
em um “bistrô frio”, uma vez que existem bactérias 
que crescem em temperaturas acima das 
temperaturas de refrigeração  isso não acontece 
nos self service 
 Comida de self service tem que estar exposta por, no 
máximo, 6 horas 
 A cada 30minutos tem +1 célula bacteriana 
 Em 5 horas e meia, tem-se +2048 células 
bacterianas 
 Vários microrganismos proliferam durante o tempo 
de exposição da comida 
 
 Vírus injeta seu material genético 
dentro da bactéria e usa o 
maquinário bacteriano para poder 
se replicar 
 Também há incorporação do 
material genético viral na bactéria 
 Bactéria pode sobreviver (liberar 
novos vírus produzidos com seu 
genoma mutado) ou não 
 Eventualmente durante a 
montagem do fago, fragmentos de 
DNA são empacotados dentro do 
capsídeo do fago 
 A célula doadora sofre lise e libera 
partículas de fago contendo DNA 
bacteriano 
 Um fago com DNA bacteriano 
infecta um novo hospedeiro, a 
célula receptora 
3. Conjugação: por transferência de 
plasmídeos ou de cromossomos 
 Plasmídeo: uma célula se une a 
outra através do pili sexuale, 
dessa forma, passa o plasmídeo 
de uma célula para outra 
 Cromossomos: transferência 
através do pili também; célula 
doadora com o plasmídeo 
integrado 
 
 
 
EVOLUÇÃO BACTERIANA: 
 Algumas evoluções que merecem destaque são: 
1. Alterações do nucleóide 
2. Mudanças no plasmídeo 
3. Mutações 
4. Tipos selvagens: microrganismos que 
existem em ambientes onde o homem não 
está presente e, a partir do contato, há 
aumento da patogenicidade 
 Essas alterações aumentam a patogenicidade e 
resistência bacteriana 
 
VARIAÇÕES FENOTÍPICAS: 
 Não necessariamente serão expressas 
 Genótipo pode mudar mas não ser 
expresso fenotipicamente 
 Algumas alterações genotípicas se transformam em 
fenotípicas 
 Alguns tipos de variações: 
1. Auxotróficos: incapazes de sintetizar 
fatores de crescimento (aminoácidos, 
purinas, pirimidinas e vitaminas) 
2. Resistentes à drogas: tolerância a 
antibióticos 
3. Morfológicos: incapazes de produzir 
flagelo, pili, fímbrias ou cápsula 
4. Temperatura sensíveis (TS): sensíveis 
altas ou baixas temperaturas, comparados 
ao tipo selvagem 
 
NUTRIÇÃO BACTERIANA 
 Bactérias precisam de uma nutrição adequada para 
poderem crescer e se dividir 
 A nutrição se dá de duas formas distintas: 
1. Bactérias autotróficas: são aquelas 
capazes de produzirem suas próprias 
fontes de carbono 
 Através de CO2 
 São bactérias fotossintetizantes e 
quimiossintetizantes 
2. Bactérias heterotróficas: são aquelas 
que precisam de fontes mais complexas de 
nutrição 
 São bactérias respiradoras e 
fermentadores 
 As respiradoras se dividem ainda 
em anaeróbicas (facultativas ou 
obrigatórias) e aeróbicas 
 Já as fermentadoras podem 
produzir glicose, galactose ou 
maltose 
 Um dos nutrientes mais importantes é o Fe 
 Usado em proteínas da respiração celular 
das bactérias 
 As bactérias que apresentam o ferro são 
chamadas de sideróforas  
essencialmente dependentes de ferro 
 
 Normalmente, pessoas que apresentam 
infecção bacteriana cursam com anemia 
ferropriva de uma forma rápida 
 Cromo (Cu) e manganês (Mn) são 
importantes para o crescimentobacteriano 
também 
 
Alguns elementos e suas funções: 
Carbono (C) CO2 e compostos orgânicos Base de todas as moléculas orgânicas 
Hidrogênio (H) H2O e compostos orgânicos Compõem proteínas, ácidos nucléicos e 
peptideoglicano 
Oxigênio (O) H2O e O2 O2 é aceptor de elétrons da cadeia 
transportadora 
Nitrogênio (N) NH3, NO3 e compostos orgânicos Componentes de proteínas, ácidos 
nucléicos e vitaminas 
Fosforo (P) PO4 Compõe ácidos nucleícos e fosfolipídeos 
Enxofre (S) H2S, SO4 e compostos orgânicos SO4- é aceptor de elétrons da cadeia 
transportadora, forma aminoácidos 
(cisteína e metionina) e vitaminas (biotina 
e tiamina) 
Potássio (K) K+ Ativa enzimas da tradução 
Magnésio (Mg) Mg +2 Estabiliza ribossomos, membrana e 
ácidos nucléicos 
É um cofator enzimático 
Cálcio (Ca) Ca +2 Estabiliza parede celular e confere termo 
resistência aos esporos 
É um cofator enzimático 
Sódio (Na) Na+ Necessário aos microrganismos marinhos 
e halóficos 
Ferro (Fe) Fe +3 e compostos orgânicos Usado em proteínas da respiração celular 
 
MEIOS DE CULTURA: 
 Condições nutricionais para o crescimento de 
microrganismo in vitro 
 Pode ser: 
1. Meio definido: composição química exata 
 É feito de compostos químicos 
2. Meio complexo: não se sabe a 
composição exata 
 É feito de extratos 
3. Meio seletivo: contém compostos que 
inibem o crescimento de outros grupos 
microbianos 
 São meios específicos 
 Exemplo: meio seletivo com 
antifúngico, impede que fungos 
cresçam  bactérias podem 
crescer 
4. Meio diferencial: contém indicador 
(corante) para promover diferenciação 
após reações químicas durante o 
crescimento 
 Exemplos: 
 Ágar MacConkey: meio de cultura para 
crescimento de enterobactérias 
o Meio diferencial (demonstra, 
através do seu crescimento, se a 
bactéria é capaz ou não de 
fermentar lactose) e seletivo 
(crescem entre enterobactérias 
gram negativas) 
o Gram negativo 
 Ágar Salmonella-Shigella: meio de 
cultura para o crescimento dos gêneros 
Salmonela e Shigella 
 Meio seletivo e diferencial (se for 
Salmonela vai crescer com o 
enegrecimento da colônia, uma 
colônia negra) 
 
 
FATORES QUE INTERFEREM NO CRESCIMENTO: 
1. Temperatura: grande classificação dos 
microrganismos 
 Temperatura mínima: bactéria está viva 
mas não está em processo de crescimento; 
é um estado de dormência 
 Temperatura ótima: é a temperatura 
perfeita para que a bactéria consiga 
crescer e se dividir; todo o maquinário 
celular vai estar voltado para o processo de 
divisão 
 Temperatura máxima: determina se a 
proteína vai estar viva ou não; 
desnaturação de proteínas resulta em uma 
morte celular  é a temperatura que ainda 
mantém as proteínas íntegras, não 
desnaturadas 
 
 4 classes térmicas de microrganismos com 
base na temperatura ótima: 
a. Criofílas ou Psicrófilos: 
geralmente crescem em faixas até 
10-15ºC; exemplo é a 
Polaromonas vacuolata  
crescem a 10ºC mas toleram de -
10 a 20ºC, são bactérias que 
habitam ambientes glaciais 
b. Mesófilas: variam entre 25-37ºC; 
exemplo é Escherichia coli 
c. Termófilas: temperatura ótima 
está em torno de 60-70ºC; 
exemplo é Geobacillus 
sterarothermophilus 
d. Hipertermófilas: bactérias que 
crescem acima de 80-100ºC; 
exemplos são a Thermococcus 
celer e Pyrolobus fumarii  
crescem até 140ºC, são comuns 
em fontes termais superficiais e 
abissais 
 
 
 Não causam danos aos seres humanos por 
eles não possuírem essas temperaturas 
(nem tão baixas e nem tão altas) 
 
2. pH: a maioria dos microrganismos crescem em pH 
4-9 
 Poucos crescem em pH < 3 e em pH > 9 
 É mais fácil ver microrganismos crescendo 
em locais ácidos, em comparação com o 
meio básicos 
 Acidofílicos: maior quantidade de fungos; 
pH ≤ 5 até um pH 2 
 Alcalifílicos: pH ótimo é > 9 
 
 
 
3. Quantidade de água: é um fator limitante 
 Bactérias toleram muito pouco a ausência 
de água 
 Atividade de água deve ser alta 
 Água = água livre, sem estar ligada a 
nenhuma molécula 
 Classificação de acordo com a 
quantidade de cloreto de sódio (NaCl) 
presente: 
a. Não halófilos: 0,85% de NaCl; 
crescem muito bem no corpo 
humano como, por exemplo, 
Escherichia coli 
b. Halófilos discretos: 
geralmente crescem na água do 
mar, mangues e lagoas; 1,6% de 
NaCl  exemplo: 
Staphulococcus aureus, um 
patógeno clínico e alimentar 
c. Halófilos moderados: 7-15% 
de NaCl  exemplo: Aliivibrio 
fischeri 
 
d. Halófilos extremos: quantidade 
de NaCl varia entre 16-20%  
exemplo: Halobacterium 
salinarum 
e. Osmofílicos: quando a 
quantidade de açúcar é maior 
que a de água; há redução da 
atividade bacteriana 
f. Xerófilos: não apresenta 
atividade baixa devido a 
mecanismos de desidratação 
4. Oxigênio 
5. Radiação 
 
 Em casos de condições extremas: 
 Halófilos: colonizam com de 9-30% de 
NaCl, como salinas e mar morto 
 Acidófilos: crescem em pH < 4,5, como 
lagos em minas de pirita 
 Alcalófilos: crescem em pH > 10, como 
lagos salgados e águas subterrâneas 
 
 Quando se observa o efeito da atmosfera gasosa 
sobre os microrganismos, pode-se classificar em: 
a. Aeróbios obrigatórios: dependem do 
metabolismo aeróbio para o crescimento e 
não podem crescer na ausência de 
oxigênio 
b. Anaeróbios facultativos: empregam o 
metabolismo aeróbico quando o oxigênio 
está disponível, mas são capazes de 
induzir vias anaeróbias alternativas quando 
o oxigênio não está disponível 
c. Anaeróbios obrigatórios: não podem 
crescer na presença de oxigênio 
d. Microaerófilos: dependem do 
metabolismo aeróbico, mas seu 
crescimento é suprimido no ar ambiente 
 
CONTROLE DE CRESCIMENTO 
Controle da população microbiana 
 
 
Destruir, inibir ou remover microrganismos 
 
 
 
 
 
 
 
 
Microrganismos não aceitáveis ou ausência dos mesmos 
 
 A natureza de escolha do método depende da 
natureza do agente e do tipo de material que contém 
o microrganismo 
 
TERMOS IMPORTANTES: 
 Descontaminação/sanitização: redução da 
contagem microbiana em objeto ou superfície de 
modo a torna-los seguros à manipulação 
 Esterilização: morte ou eliminação de todas as 
formas viáveis de microrganismos presentes 
 É chamado de esterilização comercial no 
caso dos alimentos 
 Desinfecção: destruição das células vegetativas, 
não esporos, em superfícies e objetos 
 Antissepsia: processo de desinfecção de tecidos 
vivos 
 Assepsia: medidas usadas para impedir a 
penetração de microrganismos em ambiente que 
não os tem 
 Microbiostático ou bacteriostático: agente 
químico que inibe o crescimento de microrganismos 
ou bactérias 
 Para o crescimento mas não mata 
 Se retirar o agente, a bactéria volta a 
crescer 
 Microbicida ou bactericida: agente químico que 
causa morte da bactéria 
 Microbiolítico ou bacteriolítico: agente químico 
que lisa microrganismo ou bactéria 
 Causa redução da contagem celular 
 
AGENTES MICROBIANOS: 
 Agentes físicos: 
a. Esterilização pelo calor: água fervente 
(100º C), pasteurização (lenta: 62,8ºC e 
rápida: 72ºC), autoclavagem (121ºC), 
Cryomyces antarcticus 
 Fungo demáceo 
 Encontrado nos vales do deserto antártico 
 Organismo eucarionte mais extremófilo 
 Características de crescimento: 
 Temperatura ótima: <15ºC 
 Toleram altas temperaturas e acidez 
 Resiste a dissecação, oligotropia, altos 
níveis de radiação UV e radioatividade 
 Sobrevive em condições espaciais 
semelhantes a marte 
 
Agentes 
físicos 
Agentes 
químicos 
 
incineração/flambagem e estufa 
(160ºC) 
b. Esterilização por radiação: pode ser uma 
radiação não-ionizante ou ionizante 
 Radiação não-ionizante: ondas 
maiores, de menor energia e 
pouco penetrante  efeito: inibe 
replicação correta de DNA de 
microrganismos por formar 
ligações entre timinas 
 Radiação ionizante: ondas mais 
curtas, de alta energia e poder de 
penetração  efeito: ioniza H2O, 
água que forma radicais OH e que 
danificamo DNA do 
microrganismo 
c. Esterilização por filtração: primeiro filtro 
bacteriológico de porcelana para água foi 
criado em 1884 por Chamberland 
 Filtros mais modernos são 
formados por membranas ésteres 
de celulose 
d. Baixa temperatura: preservação de 
alimentos, medicações e vacinas, isso inibe 
reações metabólicas 
 Agentes químicos: 
a. Agentes químicos de uso externo 
b. Agentes químicos de uso interno