07 - fisiologia

FISIOLOGIA BACTERIANAFISIOLOGIA BACTERIANA

Nutrição, Reprodução e Crescimento Bacteriano

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Pará

Microbiologia e ImunologiaProfa. Jedna Kato Dantas de Almeida

Nutrição, Reprodução e Crescimento Bacteriano

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Pará

Microbiologia e ImunologiaProfa. Jedna Kato Dantas de Almeida

� Introdução Funções essenciais

Microorganismo ⇒ Nutrientes Crescimento populacional

Microorganismos MicroambientesCarboidratos Nutrientes adequados

Aminoácidos Temperatura

Ácidos nucléicos Atmosfera


� Nutrição Bacteriana

� Classificação Metabólica de acordo com o Padrão Nutricional:

� Fonte de Energia:

� Fototróficos (luz)� Quimiotróficos (óxido-redução)



� Fonte de Carbono: � Autotróficos (Nutrição Própria)� Litotróficos (compostos inorgânicos ou

minerais)� Heterotróficos (dependente de outros seres) � Organotróficos (utilizam compostos

orgânicos)� Saprófitas: Matéria orgânica morta� Parasitas: Hospedeiro vivo



Microorganismos Fonte de carbono Fonte de e nergia

Fotoautotróficos CO2 Luz

Fotoheterotróficos Compostos orgânicos LuzQuimioautotróficos CO2 Compostos inorgânicos

Quimioheterotróficas Compostos orgânicos Compostos orgânicos

� Importância Médica: Quimioheterotróficos


� Fatores Químicos de Crescimento

� Água: Indispensável (80 a 90% da célula)� Fonte de Carbono: CO2, carboidratos,

aminoácidos, ácidos monocarboxílicos, lipídeos, álcoois ou outros

� Fonte de Nitrogênio: Atmosférico: Azitrobacter, RhizobiumOrgânico: Aminoácidos e Sais de amônioInorgânico: Nitratos e Amônia



� Fonte de Enxofre: Sulfatos (síntese de vitaminas)

� Fonte de Fósforo: Fosfatos (síntese de ATP, DNA, RNA)

� Outros Macronutrientes: K, Mg (enzimas); Fe(citocromos)

� Micronutrientes:Cu, Co, Zn, Mn Mo, Na, Ca, etc



� Oxigênio Atmosférico: (receptor final de H)

� Aeróbias: crescem na presença de O2

Obrigatórias ou estritasMicroarófilas

� Anaeróbias: crescem na ausência de O2

Obrigatórias ou estritasFacultativasCapnofílicas


� Fatores Orgânicos de Crescimento� Meios de cultura: conter os compostos essenciais ao

metabolismo

Composto Concentração

Doadores e receptores de H 2,0 g/lFontes de Carbono 1,0 g/lFontes de Nitrogênio 1,0 g/lMinerais 50 mg/lVitaminas 0,1 a 1,0 mg/lAminoácidos 50 mg/l


� Fatores Físicos de Crescimento – Condições de Cultivo

� TemperaturaBaixa (0 a 20ºC) ⇒ PsicrófilasModeradas (25 a 40ºC) ⇒ MesófilasAltas (50 a 80ºC) ⇒ Termófilas

Temperatura mínimaTemperatura ótima

Temperatura máxima



Temperatura ( oC) Mínimo Ótimo Máximo

Pseudomonas fluorescens 4 25-30 40

Staphilococus aureus 6,5 30-37 46

Termoactinomyces vulgaris 27-30 60 45-70

Neisseria gonorreae 30 35-36 38,5

Thermus aquaticus 40 70-72 79



� pH (Potencial de Hidrogênio Iônico)Baixo (4 ou menor) ⇒ AcidófilasNeutro (6,5 a 8,5) ⇒ NeutrófilasElevado (mais de 10) ⇒ Alcalófilas ou Basófilas

Substância Tampão : impede alterações drásticas de pH

Indicadores de pH : indicam quando ocorrem variações de pH



pH Mínimo Ótimo Máximo

Staphylococus aureus 4,2 7,0-7,5 9,3

Acetobacter aceti 4,0-4,5 5,4-6,3 7,0-8,0

Vibrio cholerae 7,5 8,0-9,0 9,5



� Pressão osmótica:Meios Hipotônicos / Hipertônicos ⇒ Efeito Bactericida

ou BacteriostáticoBactérias Osmofílicas: suportam grandes pressões

OsmóticasBactérias Halofílicas: vivem em altas concentrações

de saisBactérias Sacarófilas: sobrevivem em meios com altas

concentrações de açúcares



� Reprodução Bacteriana

Com troca de material genético: Conjugação, Transformação, Transdução.

Sem troca de material genético: Fissão Binária

� Fissão binária ⇒ novo ciclo a cada 20 ou 30 minutos (Progressão Geométrica)


� Crescimento Bacteriano

� Síntese de Nutrientes ⇒ Condições ótimas de cultivo ⇒ Aumento da massa celular ⇒ Divisão binária ⇒População bacteriana aumenta

� Tempo de Geração:Maioria da bactérias: 1 a 3 horasE. coli: 20 minutosM. tuberculosis: 12 horasMeio líquido ⇒ Turvação do meioMeio sólido ⇒ Unidades formadoras de Colônia (UFC)


� Fases do Crescimento Bacteriano

� Fase Lag ou Latência: Adaptação das condições físicas e dos nutrientes, síntese de DNA e enzimas, aumento da massa celular, início da divisão celular.

� Fase Log ou Crescimento Exponencial: Intensa atividade metabólica, início da limitação de nutrientes e acúmulo de produtos tóxicos.

� Fase Estacionária: Número de organismos constante, fase de divisões equivalente a taxa de mortes, depledação de nutrientes essenciais (N e C)

� Fase de Declínio ou morte: Taxa de morte é superior à fase de divisão, número de microorganismos cai bruscamente.


� Fases do Crescimento Bacteriano


� Métodos de Medida de Crescimento Bacteriano

� Centrifugação:� Amostra de cultura líquida e bem homogeneizada� Centrifugação em um tubo capilar� A altura do sedimento é a medida da massa

protoplasmática� Com tamanho do microorganismo conhecido o

número poderá ser calculado� A medida de massa úmida gera medidas pouco

sensíveis do crescimento bacteriano, sendo mais indicado para medida de crescimento de leveduras devido seu maior volume corporal.



� Peso Seco:� Determinado por unidade de volume de cultura� Ignora o volume aquoso e sua variação durante

o crescimento do microorganismo� É a medida mais precisa que o método anterior

� A principal limitação deste método refere-se àgrande quantidade de cultura necessária, a fim de evitar erros nas medidas.



� Medida de Nitrogênio:

� Ocorre a lavagem das células para a retirada dos constituintes nitrogenados do meio

� O nitrogênio da célula é medido por um método de teor de amônia por titulação (micro-kjeldahl)



� Colorimetria:� Estimativas colorimétricas ou espectrofotométricas� Um volume apropriado de cultura é lavado e

tratado de maneira que determinado componente reage com uma substância gerando compostos coloridos

� A luz transmitida e absorvida pode ser medida, determinando o concentração da substância e estimando os componentes bacterianos



� Atividade Metabólica:

� Utilizado para medir o consumo de um metabólitoou o acúmulo de um produto do metabolismo

� Consumo de O2 e a produção de ácidos orgânicos são exemplos de substâncias que podem ser medidas



� Turbidimetria:

� Bactérias em suspensão exibem o efeito Tyndall(turvação do meio)

� A quantidade de massa bacteriana pode ser medida tanto por absorbância (luz absorvida) quanto por transmitância (luz dispersa).



� Aparelhos Contadores de Partícula:

� Uso de aparelhos como o citômetro de fluxo� Permite a contagem de bactérias em meio aquoso,

devido utilizar desvios ópticos e eletrônicos� Ocorre medindo as mudanças na condutividade

elétrica quando as partículas em suspensão são impelidas a passar por um pequeno canal onde percorre uma corrente elétrica



� Câmaras de Contagem:

� Determina-se o número de bactérias em um volume fixo de cultura

� Utiliza-se câmaras com áreas perfeitamente delimitadas

� O número total representa uma projeção do número contado no interior da câmara (ex: câmara de Newbauer)



� Câmaras de Contagem:



� Esfregaços Corados:

� Um volume conhecido de cultura é esfregado sobre determinada área de uma lâmina

� O esfregaço é fixado e corado� Com base no conhecimento da área da objetiva, o

número de microorganismos é estimado a partir da contagem de partículas em vários campos



� Diluições Seriadas ou Número Mais Provável (NMP):

� A cultura é diluída até o ponto em que amostras da diluição quando semeadas não apresentem mais crescimento

� A densidade populacional original será estimada pela aplicação da teoria das probabilidades

� A precisão do método é diretamente dependente do número de amostras tomadas para diluição.



� Diluições Seriadas ou Número Mais Provável (NMP):



� Contagem em Placa:

� Amostras de diluições seriadas da cultura são semeadas em meios de cultura sólidos adequados e incubados de maneira a permitir o desenvolvimento de colônias (UFCs) isoladas

� As UFC’s são contadas e considerando a diluição, obtém-se o número de bactérias por ml da suspensão original.


� Metabolismo Bacteriano

� É o conjunto de todas as reações químicas que acontecem no organismo

� Catabolismo: Reações que liberam energiaCompostos complexos em moléculas simples

� Anabolismo: Reações que requerem energiaMoléculas simples em compostos complexos


� Processos Metabólicos:� Respiração aeróbia;

Energia a partir de compostos químicosAceptor final de elétrons ⇒ O2

Glicose ⇒ 38 moléculas de ATP� Respiração anaeróbia:

Energia a partir de compostos químicosAceptor final de elétrons (NO2, N2O, N2, SO4

2-) Glicose ⇒ 2 moléculas de ATP

� Fermentação:Energia a partir de compostos químicosAceptor final de elétrons ⇒ mol. orgânica

� Fotossíntese: Energia da luz


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