CARACTERÍSTICAS FISIOLÓGICAS E DO CRESCIMENTO BACTERIANO 1

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1 CARACTERÍSTICAS FISIOLÓGICAS E DO CRESCIMENTO BACTERIANO 1 METABOLISMO BACTERIANO: Objetivo Principal Nutrientes Metabolismo Sub-Unidades Estruturais Energia Crescimento Bacteriano + Motilidade, Luminescência,... Metabolismo Integrado Objetivo Secundário

2 CARACTERÍSTICAS FISIOLÓGICAS E DO CRESCIMENTO BACTERIANO 2 METABOLISMO BACTERIANO: NUTRIÇÃO: Visão Geral Síntese de Estruturas Funções Celulares Elementos Plásticos : Fonte de Carbono Fonte de Nitrogênio Fonte de Fosfato Fonte de Enxofre Elementos Traço (Ca; K; Fe; Mg; Mo; Mn; Zn; Co;...) Macronutrientes Micronutrientes Carboidratos Aminoácidos Bases Nitrogenadas Ácidos Graxos Produção de Energia METABOLISMO Fatores de Crescimento Monossacarídeo (ex.: Glicose); Aminoácido (ex.: Leucina); Complexos (ex.: Hemina; NAD+)... Fatores de Crescimento Fatores de Crescimento

3 CARACTERÍSTICAS FISIOLÓGICAS E DO CRESCIMENTO BACTERIANO 3 EXIGÊNCIAS NUTRICIONAIS: CLASSIFICAÇÃO: Autotróficas: se desenvolvem em meios de cultivo constituídos por compostos inorgânicos simples (Fonte de Carbono Inorgânico = CO 2 ). Heterotróficas: para se desenvolverem exigem a presença de compostos orgânicos no meio de cultivo. (Fonte de Carbono Orgânico =)

4 CARACTERÍSTICAS FISIOLÓGICAS E DO CRESCIMENTO BACTERIANO 4 EXIGÊNCIAS NUTRICIONAIS: CLASSIFICAÇÃO: Autotróficas Heterotróficas Substâncias: Inorgânicas; Orgânicas; Poluição Orgânica Eutrofização da Contagem de Bactérias Heterotróficas

5 CARACTERÍSTICAS FISIOLÓGICAS E DO CRESCIMENTO BACTERIANO 5 Não Confundir: Autotrófico x Auxotrófico Auxotrófico: mutante exigente de Fator de Crescimento não exigido na célula parental Meio com Leucina Meio sem Leucina Mutantes Auxotróficos para Leucina

6 CARACTERÍSTICAS FISIOLÓGICAS E DO CRESCIMENTO BACTERIANO 6 EXIGÊNCIAS NUTRICIONAIS: Nutriente Nutriente Manutenção da Pressão Osmótica Agar Agente Solidificante Inerte metabolicamente; Ponto de fusão = 88 95ºC; Ponto de solidificação = 35 40ºC; Gelatina: Nutriente; PF= 30 35ºC; PS= 10 16ºC;

7 CARACTERÍSTICAS FISIOLÓGICAS E DO CRESCIMENTO BACTERIANO 7 CARACTERÍSTICAS DO CRESCIMENTO BACTERIANO: Divisão Binária; Tempo de Geração, em geral, de cerca de 15 a 30 minutos para a maioria das espécies mesófilas de importância em microbiologia médica e de alimentos; Células filhas idênticas a célula mãe = clone ;

8 CARACTERÍSTICAS FISIOLÓGICAS E DO CRESCIMENTO BACTERIANO 8 CARACTERÍSTICAS DO CRESCIMENTO BACTERIANO: Tempo 0 15 min 30 min 45 min 1 h 1:15 h 1:30 h 1:45 h 2:00 h Número de Bactérias :15 h 2:30 h 2:45 h 3:00h 4 h 5:00 h ,0 x 10 6 Aumento da População Bacteriana em Progressão Geométrica; Formação de Populações Elevadas em Curto Espaço de Tempo;

9 CARACTERÍSTICAS FISIOLÓGICAS E DO CRESCIMENTO BACTERIANO 9 CARACTERÍSTICAS DO CRESCIMENTO BACTERIANO: Representação Gráfica do Aumento da População Bacteriana 20 gerações = 1,0 x 10 6

10 CARACTERÍSTICAS FISIOLÓGICAS E DO CRESCIMENTO BACTERIANO 10 CARACTERÍSTICAS DO CRESCIMENTO BACTERIANO: Representação Gráfica da População Bacteriana com Limitação Nutricional (Meio de Cultura) Fase Log ou de Crescimento Exponencial Fase Estacionária de Crescimento Fase de Declínio Fase de Latência

11 CARACTERÍSTICAS FISIOLÓGICAS E DO CRESCIMENTO BACTERIANO 11 FATORES QUE INFLUENCIAM O CRESCIMENTO BACTERIANO: Principais Condições que Influenciam o Crescimento Bacteriano: Nutrientes Essenciais; Temperatura; Eh (Atmosfera); ph; Osmolaridade; Velocidade de Crescimento Faixa Ó T I M O Condição

12 CARACTERÍSTICAS FISIOLÓGICAS E DO CRESCIMENTO BACTERIANO 12 CLASSIFICAÇÃO SEGUNDO A TEMPERATURA DE CRESCIMENTO:

13 CARACTERÍSTICAS FISIOLÓGICAS E DO CRESCIMENTO BACTERIANO 13 CLASSIFICAÇÃO SEGUNDO A TEMPERATURA DE CRESCIMENTO: Grupos de Importância em Microbiologia de Alimentos: Psicrotróficos: se multiplicam em uma faixa de temperatura de ± 4 a 8ºC (geladeira) a temperatura ambiente ou superior; Termófilos: se multiplicam em uma faixa de temperatura de ± 50 a 75ºC; Termófilos Facultativos : são mesófilos, mas se multiplicam a ± 45 a 55ºC; Termodúricos: resistem a processamentos térmicos brandos, em especial a pasteurização.

14 CARACTERÍSTICAS FISIOLÓGICAS E DO CRESCIMENTO BACTERIANO 14 CLASSIFICAÇÃO SEGUNDO O TIPO RESPIRATÓRIO: Aeróbios Anaeróbios Facultativo Microaerófilo Composição do Ar : Nitrogênio (78,08 %); Oxigênio (20,94 %); Argônio (0,93 %); Dióxido de Carbono (0,035 %);...

15 CARACTERÍSTICAS FISIOLÓGICAS E DO CRESCIMENTO BACTERIANO 15 CLASSIFICAÇÃO SEGUNDO O TIPO RESPIRATÓRIO: Aeróbios Facultativo

16 CARACTERÍSTICAS FISIOLÓGICAS E DO CRESCIMENTO BACTERIANO 16 CLASSIFICAÇÃO SEGUNDO O TIPO RESPIRATÓRIO: Anaeróbios Não Possuem: Super-Óxido Dismutase e/ou Catalase e/ou Peroxidase

17 CARACTERÍSTICAS FISIOLÓGICAS E DO CRESCIMENTO BACTERIANO 17 CLASSIFICAÇÃO SEGUNDO O TIPO RESPIRATÓRIO: Cultivo de Bactérias Anaeróbicas: Jarra de Anaerobiose Consumo do Oxigênio Câmara de Anaerobiose Troca de Atmosfera

18 CARACTERÍSTICAS FISIOLÓGICAS E DO CRESCIMENTO BACTERIANO 18 CLASSIFICAÇÃO SEGUNDO O TIPO RESPIRATÓRIO: Cultivo de Bactérias Microaerófilas: Geração de CO 2 Não deve ser Empregado para Bactérias Anaeróbicas Bactérias Capnofílicas Troca de Atmosfera

19 CARACTERÍSTICAS FISIOLÓGICAS E DO CRESCIMENTO BACTERIANO 19 CLASSIFICAÇÃO SEGUNDO ph PREFERENCIAL DE CRESCIMENTO: Ácido Neutro Alcalino Acidófilas ( 1,8 a 5) Neutrófilas (5 a 9) Alcalifílicos (9 a 11) Escherichia coli; Staphylococcus aureus; Clostridium botulinum; Salmonella sp; Bactérias Fermentadoras: Lácticas; Bactérias Acéticas; Propiônica; Bacillus firmus; Alcaligenes faecalis; Agrobacterium; Toleram ph Alcalino: Vibrio cholerae V. parahaemolyticus

20 CARACTERÍSTICAS FISIOLÓGICAS E DO CRESCIMENTO BACTERIANO 20 CLASSIFICAÇÃO SEGUNDO OSMOLARIDADE PREFERENCIAL DE CRESCIMENTO: Concentração Osmótica do Citoplasma Concentração Osmótica da Solução Se diferentes Água Destilada Soro Fisiológico Água de Consumo PRESÃO OSMÓTICA Água de Rio Água do Mar Salmoura

21 CARACTERÍSTICAS FISIOLÓGICAS E DO CRESCIMENTO BACTERIANO 21 CLASSIFICAÇÃO SEGUNDO OSMOLARIDADE PREFERENCIAL DE CRESCIMENTO: Bioluminescência 2 a 8 % 15 a 30 % Osmofílico Osmotolerante Levedura Osmofílica: Zigosaccharomyces rouxii (50-60 % de sacarose) Halotolerantes: resistem a elevação progressiva da concentração

22 CARACTERÍSTICAS FISIOLÓGICAS E DO CRESCIMENTO BACTERIANO 22 CLASSIFICAÇÃO SEGUNDO OSMOLARIDADE PREFERENCIAL DE CRESCIMENTO: Grupos de Importância em Microbiologia de Alimentos: Halófilos Moderados Marinhos: (2 a 4% de NaCl) Vibrio parahaemolyticus

23 CARACTERÍSTICAS FISIOLÓGICAS E DO CRESCIMENTO BACTERIANO 23 CLASSIFICAÇÃO SEGUNDO OSMOLARIDADE PREFERENCIAL DE CRESCIMENTO: Grupos de Importância em Microbiologia de Alimentos: Halófilos Extremos: (até 32% de NaCl) Halobacterium sp Halococcus sp Bacteriorodopsina Pode ser deteriorada por Halófilos Vermelhão do Charque

24 CARACTERÍSTICAS FISIOLÓGICAS E DO CRESCIMENTO BACTERIANO 24 VIAS METABÓLICAS DE PRODUÇÃO DE ENERGIA: Fermentação: Hetero-Láctica

25 CARACTERÍSTICAS FISIOLÓGICAS E DO CRESCIMENTO BACTERIANO 25 VIAS METABÓLICAS DE PRODUÇÃO DE ENERGIA: Fermentação: Principais Características: Baixo Rendimento Energético; 2 ATPs Consumo de Grandes Quantidades do Substrato Lento Aumento da População Exige Ausência de Oxigênio Livre ; Só ocorre em Anaerobiose Acúmulo de Produtos Finais no Meio. Rápido Consumo do Substrato Alterações do Meio Limitam a População Bacteriana

26 CARACTERÍSTICAS FISIOLÓGICAS E DO CRESCIMENTO BACTERIANO 26 VIAS METABÓLICAS DE PRODUÇÃO DE ENERGIA: Respiração Aeróbica: Via Glicolítica Ciclo de Krebs Cadeira Respiratória

27 CARACTERÍSTICAS FISIOLÓGICAS E DO CRESCIMENTO BACTERIANO 27 VIAS METABÓLICAS DE PRODUÇÃO DE ENERGIA: Respiração Aeróbica: Principais Características: Alto Rendimento Energético 38 ATPs Rápido Aumento da População Exige Presença de Oxigênio Livre Só ocorre em Aerobiose Produtos Finais (CO 2 + H 2 O) Não Alteram o Meio Grandes Populações Alcançadas Rápidamente

28 CARACTERÍSTICAS FISIOLÓGICAS E DO CRESCIMENTO BACTERIANO 28 VIAS METABÓLICAS DE PRODUÇÃO DE ENERGIA: Respiração Anaeróbica: Principais Características: Baixo Rendimento Energético > 2 a < 38 ATPs Exige Ausência de Oxigênio Livre Só ocorre em Anaerobiose Aceptor Final de e Nitrato Sulfato Carbonato Acúmulo de Produtos Finais no Meio Nitrito H 2 S Metano

29 CARACTERÍSTICAS FISIOLÓGICAS E DO CRESCIMENTO BACTERIANO 29 METABOLISMO INTEGRADO: Nutrientes Metabolismo Integrado Energia Sub-Unidades Estruturais Crescimento Motilidade Bioluminescência N U T R I E N T E S Aminoácidos Ácidos Graxos Glicerol Carboidratos Bases Nitrogenadas E N E R G I A Proteínas Lipídeos Polissacarídeos Ácidos Nucléicos E N E R G I A Cápsula Parede Celular Membrana Celular Genoma Ribossomas

30 CARACTERÍSTICAS FISIOLÓGICAS E DO CRESCIMENTO BACTERIANO 30 METABOLISMO INTEGRADO: Aminoácidos Proteínas Energia Sub-Unidades Estruturais

31 CARACTERÍSTICAS FISIOLÓGICAS E DO CRESCIMENTO BACTERIANO 31 METABOLISMO INTEGRADO: Energia Energia Sub-Unidades Estruturais

32 CARACTERÍSTICAS FISIOLÓGICAS E DO CRESCIMENTO BACTERIANO 32 MICROBIOLOGIA APLICADA: Bactérias Halófilas Marinhas

33 CARACTERÍSTICAS FISIOLÓGICAS E DO CRESCIMENTO BACTERIANO 33 MICROBIOLOGIA APLICADA: Bactérias Halófilas Marinhas Não confundir com: Maré Vermelha Neurotoxinas Algas Pirrófitas

34 CARACTERÍSTICAS FISIOLÓGICAS E DO CRESCIMENTO BACTERIANO 34 MICROBIOLOGIA APLICADA: Cianobactérias No passado eram chamadas de algas azul-esverdeadas; Foto-Autotróficas Produzem Cianotoxinas Ação Neurotóxica Ação Hepatotóxica Não são removidas pelos tratamentos de potabilização da água de consumo