nutrição e crescimento

Apresentação em tema: "nutrição e crescimento"— Transcrição da apresentação:

1 nutrição e crescimento
Nutrição microbiana Componentes necessários às células Meios de cultura Condições ambientais Crescimento populacional Velocidade de crescimento Tempo de geração Controle do crescimento

2 NUTRIÇÃO MICROBIANA Para o cultivo laboratorial (in vitro) são utilizados meios de cultura que simulam e até melhoram as condições naturais. São necessarios: MACROnutrientes: - Necessários em grande quantidade. - Tem papel importante na estrutura e metabolismo. MICROnutrientes: - Necessários em quantidades mínimas. - Funções enzimáticas e estruturais das biomoléculas Uma célula típica

3 Componentes necessários às células - Macronutrientes
Fonte de Carbono Compostos orgânicos (microrganismos heterotróficos): - Carboidratos - Lipídeos - Proteínas Deles se obtém energia e unidades básicas para o crescimento celular. Utilização de CO2 (microrganismos autotróficos) É a forma mais oxidada do carbono, assim a fonte de energia provém da luz.

4 Componentes necessários às células
Fonte de Nitrogênio - É elemento mais abundante depois do C, cerca de 12% (constituinte das proteínas, ácidos nucléicos, etc.) ► Moléculas orgânicas (aminoácidos, proteínas, etc.) ► Moléculas inorgânicas (NH3, NO3-, N2)

5 Componentes necessários às células
Hidrogênio Principal elemento dos compostos orgânicos e de diversos inorgânicos (água, sais e gases) Função do H: Manutenção do pH Formação de ligações de H entre moléculas Serve como uma fonte de energia nas reações de oxi-redução da respiração Oxigênio - Elemento comum encontrado nas moléculas biológicas (aminoácidos, nucleotídeos, glicerídeos ...) - É obtido a partir das proteínas e gorduras. ► Na forma de oxigênio molecular (O2), é requerido por muitos para os processos de geração de energia.

6 Componentes necessários às células
Outros macronutrientes: P – Sínese de ácidos nucléicos, ATP; S – Estabilidade de aminoácidos, componente de vitaminas; K – Atividade de enzimas; Mg – Estabilidade dos ribossomos; Ca – Estabilidade da parede celular Na – Requerido em maior quantidade por microrganismos marinhos; Fe – Papel-chave na respiração, componente dos citocromos e das proteínas envolvidas no transporte de elétrons.

7 Requisitos nutricionais - Micronutrientes
Metais são em quantidades muito pequenas (traço) necessários na composição de um meio de cultura: Zn, Cu, Mn, Co, Mo e B ► Exercem função estrutural em várias enzimas - Nem sempre sua adição é necessária - Meios sintéticos com compostos de alto grau de pureza e água ultra pura podem apresentar deficiências desses elementos.

8 Água e outros aditivos Água Componente absolutamente indispensável
► Laboratório: destilada, filtrada, deionizada Outros aditivos Funções: evitar precipitação de íons, controlar a espuma, provocar inibição, estabilizar o pH. ►Quelantes: na autoclavagem ocorre a precipitação dos fosfatos metálicos Ex.: EDTA, ácido cítrico, polifosfatos

9 Outros aditivos ► Tampões - Carbonato de cálcio - Fosfatos
- Proteínas (peptona) ►Inibidores Ex: produção de ácido cítrico por Aspergillus niger Utiliza-se Fosfato e pH < 2 para reprimir o ácido oxálico

10 Outros aditivos ►Indutores
- A maioria das enzimas de interesse comercial precisa de indutores. Ex: celulose induz a celulase pectina induz a pectinase amido induz a amilase ►Antiespumantes - Cultivos com aeração ocorre a produção de espuma Remoção de células, perda do produto, contaminação; Redução do volume do meio Um antiespumante reduz a tensão superficial das bolhas (álcoois, ácidos graxos, silicones ... )

11 Microbiologia Clínica
Meios de Cultura Conjunto de substâncias, formuladas de maneira adequada, capazes de promover o cresc. bacteriano, em condições de laboratório. A maioria das bact. pode ser cultivada em laboratório, utilizando-se meios nutrientes; - Diferentes espécies de bactérias, variam extensivamente quanto as exigências mínimas de substâncias nutrientes;

12 Microbiologia Clínica – Meios de cultura
Introdução Classificação dos Meios de Cultura: De acordo com seu conteúdo químico, os meios de cultura podem ser sintéticos ou complexos. 1. Meio de Enriquecimento: Geralmente líquido, de composição química rica em nutrientes, com a finalidade de permitir que as bactérias contidas em uma amostra clínica aumentem em número. Ex.: Caldo Brain Heart Infusion (BHI) Sintéticos (sais, compostos orgânicos purificados, água) Complexos (utilizam hidrolisados – caseína, carne, soja, levedura)

13 BHI (Brain Heart Infusion)

14 Microbiologia Clínica
Introdução 2. Meio de Transporte: Consiste em um meio isento de nutrientes, contendo um agente redutor (Tioglicolato ou cisteína). Geralmente mantém o pH favorável, previne a desidratação de secreções durante o transp. e evita a oxidação e auto-destruição enzimática dos patógenos presentes. Ex.: Meio de Stuart, Meio de Cary-Blair e Caldo Tioglicolato.

15 Microbiologia Clínica
Introdução 3. Meio Seletivo A finalidade deste tipo de meio é selecionar as espécies que se deseja isolar e impedir o desenvolvimento de outros germes (adição de corantes, antibióticos e outras substâncias com capacidade inibitória para alguns germes. Ex.: Agar Manitol Salgado e Agar SS

16 Microbiologia Clínica – Meios de cultura
Introdução 4. Meio Diferencial Possibilita a distinção entre vários gêneros e espécies de microrganismos, por possuir substâncias que permitem uma diferenciação presuntiva, evidenciada na mudança de coloração ou na morfologia das colônias. Ex.: Agar Eosin Methilene Blue (EMB), Agar McConkey e Agar Hektoen. EMB McConkey

17 Microbiologia Clínica – Meios de cultura
Introdução 5. Meio Indicador É utilizado no estudo das propriedades bioquímicas das bactérias, auxiliando, assim, sua identificação. O mais simples é aquele usado no estudo das reações de fermentação. Ex.: Agar Triple Sugar Iron (TSI) e Agar Citrato de Simmons

18 Microbiologia Clínica
Introdução Seleção dos Meios de Cultura: A escolha dos meios de cultura, para o processamento inicial das amostras é muito importante e está condicionada à flora patogênica desse local; Em geral é usado mais de um tipo de meio, no sentido de fornecer condições de crescimento a todos os patógenos possíveis de estarem presentes Para cada caso em particular, existem os meios utilizados rotineiramente na semeadura primária; Atualmente, o procedimento mais utilizado é a aquisição de meios pré-fabricados e fornecidos de forma desidratada, onde é necessário apenas a pesagem criteriosa da quantidade necessária ao volume desejado, seguido de dissolução e esterilização.

19 Microbiologia Clínica
Classificação quanto ao estado físico Introdução Líquidos ou caldos: crescimento indiscriminado com turvação do meio Sólidos: crescimento de colônias isoladas, muito utilizado para culturas puras Semi-sólido: adição de menor quantidade de ágar, mobilidade bacteriana

20 Efeito da temperatura no crescimento microbiano
Condições ambientais relacionadas ao crescimento bacteriano Temperatura, oxigênio, pH e Pressão osmótica __________________________________________________ Efeito da temperatura no crescimento microbiano

21 Efeito da temperatura no crescimento microbiano
Psicrófilos: Temperatura ótima: 15°C; Encontrados em oceanos e regiões da Ártica; Psicrotróficos:Temperatura ótima: 20 a 30°C; crescem em temperatura de refrigeradores (4°C); Mesófilos: Temperatura ótima: 25 a 40°C (mais encontrados); Corpo de animais (temperatura da pele); Bactérias patogênicas: temp. ótima 37°C; Degradam alimentos e são patogênicos; Termófilos: Temperatura ótima: 50 a 60 °C Ambiente de águas termais (não crescem em temp. <45°C) Material estocado (altas temp.)= compostagem.

22 Efeito do oxigênio no crescimento microbiano
Aeróbio Anaeróbio Facultativo Microaerófilo Anaeróbio aerotolerante

23 Efeito do oxigênio no crescimento microbiano
Microrganismos aeróbios  21% de oxigênio  fungos filamentosos e bactérias do gênero Mycobacterium e Legionella; Microrganismos facultativos  presença do ar ou anaerobiose  Enterobacteriaceae e leveduras. Microrganismos anaeróbios  podem ser mortos pelo oxigênio, não crescem em presença do ar e não utilizam oxigênio para reações de produção de energia; Câmara de anaerobiose ou jarra de anaerobiose. Microrganismos microaerófilos  não resistem a níveis normais de oxigênio (1 a 15%).

24 Acidez ou Alcalinidade (pH):
Diferentes gêneros de microrganismos têm tolerâncias diferentes de pH: - Bactérias: 4 a 9; - Bolores e leveduras: ótimo de 5 a 6; - Protozoários: 6,7 a 7,7; - Algas: 4 a 8,5.

25 Pressão Osmótica [B] Células em meio hipertônico.
[A] Células em meio isotônico. [C] Células em meio hipotônico.

26 CRESCIMENTO MICROBIANO
Em microbiologia crescimento geralmente é o aumento do número de células Na maioria dos procariotos ocorre a fissão binária: crescimento e divisão Varia de minutos até dias Depende muito das condições ambientais Escherichia Coli - 20 minutos Pisolithus microcarpus – 2,5 dias

27 O padrão de crescimento é o exponencial

28 O ciclo de crescimento A fase exponencial reflete apenas uma parte do ciclo de crescimento de uma população microbiana O crescimento de microrganismos em um recipiente fechado (batelada) apresenta um ciclo típico com todas as fases de crescimento.

29 Fase Lag Período de adaptação da cultura Mudança de meio, preparação do complexo enzimático Reparação das células com danos. 2) Fase exponencial Fase mais saudável das células onde todas estão se dividindo. A maioria dos microrganismos unicelulares apresentam essa fase, mas as velocidades de crescimento são bastante variáveis: - Procarióticos – crescem mais rapidamente que os eucarióticos - Eucarióticos menores crescem mais rapidamente que os maiores

30 3) Fase estacionária: Num sistema fechado (tubo) o crescimento exponencial não pode ocorrer indefinidamente. Ocorre a limitação por depleção de nutrientes e acúmulo de metabólitos. Divisão = morte → crescimento líquido nulo 4) Fase de morte (declínio): A manutenção de uma cultura no estado estacionário por longo tempo conduz as células ao processo de morte. - A morte celular é acompanhada da lise celular

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