Crescimento Microbiano

Question 1

Crescimento Microbiano

Answer 1

Refere-se ao aumento do número de bactérias e não a um aumento no tamanho das células individuais.
Pode ser observado em um gráfico exponencial semilogarítmico. A utilização da aritmética não é correta. O tempo necessário para uma célula se dividir (e a sua população duplicar) é chamado de tempo de geração (que varia entre os organismos e com as condições ambientais)

Question 2

g=t/n

Answer 2

g (ou Td) é um intervalo em que gerações são produzidas, é o tempo de duplicação (ou tempo de geração), que é calculado dividindo o tempo do crescimento exponencial pelo número de gerações que ocorreram nesse período

Question 3

N=N0x2^n

Answer 3

N é o número de células finais, N0 representa o número de células iniciais e n é o número de gerações que ocorreram durante o período de crescimento exponencial
Passando a equação para a forma logarítmica, tem-se N=3,3(logN-logN0)

Question 4

Taxa específica de crescimento (μ)

Answer 4

É o número de gerações que ocorrem por unidade de tempo numa população em fase exponencial. É calculado pelo declive da reta ou pelo tempo de duplicação -» μ=ln2/Td

Question 5

Crescimento em sistema fechado (Batch ou descontínuo)

Answer 5

Não é reposto um meio de cultura durante o crescimento.
Fases:
1. Fase lag
2. Fase exponencial
3. Fase estacionária
4. Fase de morte
O tempo de duplicação depende da espécie, condições físicas de incubação e disponibilidade de nutrientes (composição do meio de cultura)

Question 6

Crescimento em sistema fechado (Batch ou descontínuo) — Fase Lag

Answer 6

As células estão a se prepararem para utilizar os nutrientes disponíveis. Há intensa atividade de preparação, mas sem aumento da população

Question 7

Crescimento em sistema fechado (Batch ou descontínuo) — Fase Exponencial

Answer 7

Já exprimiram todas as enzimas, logo estão a crescer em situações ótimas de acordo com as condições oferecidas. Há um aumento exponencial da população

Question 8

Crescimento em sistema fechado (Batch ou descontínuo) — Fase Estacionária (desaceleração)

Answer 8

Os nutrientes já não estão disponíveis, além disso, durante o metabolismo estão a secretar produtos metabólicos que podem ser tóxicos.
Estão mais em modo de sobrevivência do que de crescimento. É um período de equilíbrio já que as mortes microbianas são equilibradas pela produção de novas células.

Question 9

Crescimento em sistema fechado (Batch ou descontínuo) — Fase de Morte

Answer 9

A população se reduz numa taxa logarítmica

Question 10

Diferença de tempo de crescimento entre Escherichia coli (Td=12,5 min) e Mycobacterium tuberculosis (Td=13 - 15 horas)

Answer 10

Esse tempo tão grande de diferença dá-se devido ao Mycobacterium ter na parede uma camada de lípidos, formando mais difícil a entrada de nutrientes na célula. Além disso, a célula necessita de muita energia nessa biossíntese

Question 11

Coeficiente de rendimento (Y)

Answer 11

É a relação da biomassa para o produto

Question 12

Efeito de nutriente limitante

Answer 12

É aquele que influencia a taxa específica de crescimento e a taxa de biomassa produzida

Question 13

Sistema aberto (contínuo)

Answer 13

O sistema contínuo permite que a célula esteja sempre em fase exponencial, eliminando a fase lag. Para isso, prepara-se um pré inóculo – põem-se as células pra crescerem no mesmo meio de cultura, 18-24h antes.
Quando se retira do pré inóculo e passa para a cultura, o que se faz é eliminar a fase lag, pois elas já sintetizaram as enzimas necessárias
Para mantê-las nessa fase, introduz-se mais meio (adição contínua de meio). Para manter no steady-state (em equilíbrio), tem-se que retirar meio de cultura também.
Este sistema é utilizado, por exemplo, para produção de antibióticos, pois determina as melhores condições fisiológicas para o nosso alvo.
μ(taxa que é produzida a biomassa) = taxa que se forma - taxa que é retirada

Question 14

Taxa de diluição (num sistema aberto)

Answer 14

→ Sobrevivência = células utilizam energia para manutenção. O número de células mantém-se constante
→ Crescimento =utilização da energia para multiplicação. Há aumento no número de células (biomassa)

Question 15

Fatores que influenciam o crescimento

Answer 15

Um fator pode ser obrigatório (estrito), caso a condição seja necessária para o crescimento, ou pode ser facultativo, caso o microrganismo consiga crescer, mas não a exija.

Question 16

Fatores que influenciam o crescimento — pH

Answer 16

A maioria das bactérias cresce melhor numa faixa de pH perto da neutralidade, entre 6,5 e 7,5.
Poucas bactérias crescem num pH ácido, esse é a razão pela qual alguns alimentos são protegidos da deterioração pelos ácidos produzidos pela fermentação bacteriana. No entanto, algumas bactérias, chamadas de acidófilas, são resistentes à acidez. Os fungos e as leveduras normalmente crescem em pH entre 5 e 6
Quando as bactérias são cultivadas em laboratório, elas com frequência produzem ácidos que podem interferir no seu próprio crescimento. Para manter o pH apropriado, tampões químicos são incluídos no meio de cultura

Question 17

Fatores que influenciam o crescimento — Temperatura

Answer 17

A maioria dos microrganismos cresce bem nas temperaturas ideias para os seres humanos. Contudo, certas bactérias são capazes de crescer em temperaturas extremas. Os microrganismos são divididos em três grupos com base na faixa ideal de temperatura:
- psicrófilos: crescem em baixas temperaturas (4-10º)
- mesófilos: crescem em temperaturas moderadas (37-39º)
- termófilos: crescem em altas temperaturas (55-60º)
- hipertermófilos: crescem em temperaturas extremamente altas (80-95( ou 98)º)
-psicrotrófico: microrganismo mesófilo, mas tem a capacidade de crescer a baixas temperaturas (ex: bactéria Lsiteria monocytogenes)

Question 18

Fatores que influenciam o crescimento — Pressão osmótica

Answer 18

Os microrganismos obtêm a maioria dos seus nutrientes da água presente no seu meio ambiente. Pressões osmóticas elevadas têm como efeito remover a água necessária para célula. Quando uma célula microbiana está numa solução hipertónica, a água atravessa a membrana celular para o meio, causando plasmólise, inibindo o seu crescimento. Se a pressão for anormalmente baixa, em ambiente hipotónico, pode ocorrer lise celular
- halotolerante: 1,5-3% de sal
- halófilo: bactérias marinhas, até 7,5% de sal
- halófilo extremo: 15-30%
- xerófilos: crescem na ausência da atividade da água
- osmotolerante: sobrevivem em condições moderadas a elevadas de açúcar

Question 19

Fatores que influenciam o crescimento — Oxigénio

Answer 19

• Aeróbios obrigatórios: requerem da utilização de oxigénio para viver, produzem mais energia a partir dos nutrientes que os microrganismo que nao utilizam oxigénio
• Aeróbios facultativos: conseguem crescer na ausência do oxigénio no meio, podendo utiliza-lo quando presente, mas são capazes de continuar a crescer utilizando a fermentação ou a respiração anaeróbica quando não existe oxigénio disponível, sendo a sua eficácia reduzida nessas situações
• Anaeróbios: são incapazes de utilizar oxigénio para as reações produtoras de energia
• Microaerofilícos: baixas concentrações de oxigénio

Question 20

Formas tóxicas do oxigénio

Answer 20

Durante o próprio processo de obtenção de energia, por vezes são produzidas formas tóxicas. Então existem enzimas, produzidas pelos microrganismos, que os ajustam a suportar essas formas tóxicas

Question 21

Formas tóxicas do oxigénio — Catalase

Answer 21

Degrada peróxido de hidrogénio em água e oxigénio

Question 22

Formas tóxicas do oxigénio — Peroxidade

Answer 22

Degrada peróxido de hidrogénio em água e NAD

Question 23

Formas tóxicas do oxigénio — Superóxido dismutase

Answer 23

Degrada o superóxido, mas forma peróxido — necessita de associação com a catalase

Question 24

Formas tóxicas do oxigénio — Superóxido redutase

Answer 24

Degrada superóxido, mas forma peróxido

Question 25

Parâmetros de crescimento — Como medir

Answer 25

• Absorvência: aplicável a meios de cultura que a luz possa atravessar. Não se aplica à mediação de fungos filamentosos
• Número de células
• Massa ou peso (secos finais)
• Atividade metabólica (medição de ATP, por exemplo)
• Quantidade de constituintes celulares (quantificação de proteína)
• Dimensões lineares (mediação das hifas): só se aplicam ao crescimento dos fungos

Question 26

Método de Absorvência

Answer 26

Medir o crescimento.
O tubo fica mais turvo com maior crescimento de células, a densidade ótica aumenta.
A partir de 0,6 é preciso diluir e depois vê-se a densidade ótica, tendo em conta o fator de diluíção