Relações com gases O2

Oxigênio Sedimentos, lodos Requisitos quanto ao O2 variam com a espécie. Existem diversos sistemas livres de O2 na terra: Sedimentos, lodos Alagados Intestino Esgoto Profundidades oceânicas

Meu ar é seu veneno!!! 1. Oxigênio permite a produção de ATP. 2. Respiração é 18 X mais eficiente que o metabolismo anaeróbio 3. Esta eficiência tem um preço e as formas reduzidas de O2 são extremamente perigosas. Provoca danos em proteínas, lipídeos e no DNA (mutações e morte) Anaeróbios não tem capacidade de detoxificar as várias formas de O2. 4. Algumas bactérias podem respirar de outra forma. Ex. A bactéria Shewanella putrefaciens usa metais (manganês)

Grupos em relação aos requisitos de O2 Aeróbios obrigatórios Anaeróbios obrigatórios Aeróbios facultativos   Microaerófilos Anaeróbios aerotolerantes Anaeróbios estritos

Como vivem? Aeróbios obrigatórios: Dependem do O2 atmosférico para crescer Aeróbios facultativos: Crescem mais rápido na presença O2, mas não precisam de oxigênio Microaerófilos: Requerem níveis mais baixos de O2 Aerotolerantes: Oxigênio não influencia o crescimento Anaeróbios estritos: Morrem na presença de O2

Anaeróbios estritos podem viver em habitats aeróbios: Clostridium, Sarcina, e diversos gêneros que vivem no rúmen e intestinos dos animais e locais semelhantes. Crescem onde o oxigênio está ausente. Uns são mais sensíveis que outros. Maioria dos Clostridium são mortos após breve exposição ao O2. Algumas espécies de Clostridium podem crescer devagar na presença de ar. Anaeróbios estritos podem viver em habitats aeróbios: Sinergismo microbiano: mistura de espécies vivendo juntas. Anaeróbios estritos associados a anaeróbios facultativos que usam todo O2 disponível.

Aeróbios facultativos: Escherichia, Citrobacter, Enterobacter e Proteus crescem mais rápido na presença de O2 mas podem crescer na ausência usando nutrientes como nitratos, açúcares e outros. O resultado é a produção de nitrito, ácidos orgânicos (lático, fórmico ...) e outras substâncias que tem odor putrefato. Verificar os tubos - maior crescimento a superfície porém crescem em todo o meio.

Azospirillum, Aquaspirillum, Cytophaga Aeróbios estritos: Microaerofílicos: Azospirillum, Aquaspirillum, Cytophaga Crescem abaixo da superfície do Ágar (cerca de 1 mm) produzindo uma banda visível. Difíceis de encontrar no laboratório. Aeróbios estritos: Acetobacter, Arthobacter, Azomonas, Bacillus, Micrococcus, Pseudomonas, Xanthomonas Crescem a superfície onde se acumula o O2 produzindo geralmente camadas superficiais gelatinosas.

Subprodutos tóxicos derivados do oxigênio Microrganismos patogênicos geralmente tem enzimas que protegem de produtos tóxicos do metabolismo do oxigênio

Microbiota normal 99,9 % da microbiota do homem cresce anaerobiamente Pele: Propionibacterium Boca: Actinomyces Intestino grosso: Clostridium Trato urogenital: Lactobacillus

Bactérias aeróbias e doenças Aeróbios obrigatórios: Pseudomonas aeruginosa: oportunistas, pode infectar a maior parte do corpo. Bordatella pertussis: coqueluche Aeróbios facultativos: Escherichia coli: doenças diarréicas, meningites neonatal, septicemia. Staphylococcus aureus: febre, septicemia, endocardites, pneumonia, sepse da pele.

Bactérias e doenças Microaerofílicos: Campylobacter jejuni: septicemia doenças diarréicas Aerotolerantes: Streptococcus pyrogenes: infecções da pele, tecidos moles e trato respiratório superior, febre escalatina. Anaeróbios estritos: Clostridium botulinum: botulismo, paralisia. Clostridium tetatni: paralisia espásmica, infecções em ferimentos Clostritium perfringens: infecções de ferimentos, gangrena gasosa Bacteroides fragilis: infecções de ferimentos, peritonites, abscessos cerebrais. Bacteroides gingivalis: gengivites.

Tratamento aeróbio e anaeróbio de águas residuais Microbiota aeróbia Microbiota anaeróbia

Degradador de tolueno – um anaeróbio Azoarcus tolulyticus Isolado de um aquífero contaminado por gasolina. IMPORTANTE SER ANAERÓBIO PORQUE SOBREVIVE SEM NECESSIDADE DE BOMBEAR OXIGÊNIO EM PROGRAMAS DE REMEDIAÇÃO. RESPIRA NITRATO (FACULTATIVO)

Extremófilos Organismos extremófilos são importantes para compreensão de diversas questões: Onde existe vida? Até onde a vida viajou? Será que a vida se originou em um vulcão hidrotermal?

Extremófilos Kits de sobrevivência Temperatura Radiação Pressão pH Dessecação Salinidade Tensão oxigênio Kits de sobrevivência

Biotecnologia e extremófilos Processos industriais e experimentos laboratoriais são mais eficientes em extremos de temperatura, salinidade e pH. Produtos naturais feitos em condições de elevada radiação e salinidade são vendidos atualmente. Um dos prêmios Nobel foi concedido ao descobridor da PCR, que sem um extremófilo não teria uso tão difundido. Biologia molecular cada vez mais depende de extremófilos e suas enzimas. Extremófilos e viagens espaciais Atualmente os extremófilos estão sendo pesquisados em 3 tipos de ambientes: veículos pilotados por homens no espaço, espaço interplanetário (potencial panspermia) e vida em Marte (água líquida).

Tudo a ver com vida em outros planetas!!! Outros extremos Atmosferas com composição diferenciada Potencial de oxi-redução Compostos tóxicos ou xenobióticos (feitos pelo homem) Concentração elevada de metais pesados - Microrganismos como Geobacter metallireducens sobrevivem em locais com elevado nível de solventes. - Outros crescem dentro de torres de água dentro de reatores nucleares. Tudo a ver com vida em outros planetas!!!