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Crescimento Populacional de Bactérias Introdução Em procariotos, o termo crescimento indica aumento do número de células ou aumento da massa de uma população, ou seja, crescimento populacional. Uma população bacteriana é um conjunto de indivíduos da mesma espécie que se originaram da divisão de células individuais. Uma população bacteriana pode existir na forma de células esparsas, em colônias ou formando biofilmes. Populações bacterianas constituídas de células esparsas (livres), ou de organismos multicelulares, ocorrem na natureza em ambientes de água doce ou salgada em amplos espectros de temperatura e pressão hidrostática.
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Nov 16, 2018

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Crescimento Populacional de Bactérias

Introdução

Em procariotos, o termo crescimento indica aumento do número de células ou aumento da massa de uma população, ou seja, crescimento populacional.

Uma população bacteriana é um conjunto de indivíduos da mesma espécie que se originaram da divisão de células individuais.

Uma população bacteriana pode existir na forma de células esparsas, em colônias ou formando biofilmes.

Populações bacterianas constituídas de células esparsas (livres), ou de organismos multicelulares, ocorrem na natureza em ambientes de água doce ou salgada em amplos espectros de temperatura e pressão hidrostática.

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A bactéria consiste numa esfera formada por 20 células em média, como mostra a imagem por microscopia eletrônica. Os ’fiapos’ na superfície correspondem aos flagelos. Pesquisadores do Instituto de Ciências Biomédicas e do Instituto de Microbiologia da Universidade Federal do Rio de Janeiro encontraram um organismo multicelular constituído de 15 a 20 células bacterianas em lagoas no Rio de Janeiro. A criatura foi encontrada em lugares como as lagoas de Araruama (a maior lagoa hipersalina do mundo, com concentração de 7% de sal na água), Maricá e Rodrigo de Freitas (na capital fluminense)."É isso aí, ela dá em qualquer lugar que tenha água salobra e uma boa reserva de enxofre", diz Henrique Lins de Barros, do CBPF (Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas), um dos autores.A nova bactéria foi chamada de "organismo multicelular magnetotáctico", por ser sensível a campos magnéticos. Como ela ainda não foi cultivada em laboratório e seu estudo ainda está em andamento, não foi possível determinar sua espécie e lhe dar um nome científico. "O que sabemos até o momento é que sua morfologia é diferente das outras bactérias já analisadas. Podemos estar até observando um gênero novo".

Colônias são agregados de centenas a milhares de células bacterianas, da mesma espécie, e que podem se originar a partir um único indivíduo.

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Uma colônia é formada por uma ou mais camadas de células aderidas entre si, sendo que a primeira camada de células se encontrada aderida a uma superfície sólida ou pastosa.

Os indivíduos de uma colônia exibem interações celulares significativas e cooperação, mas também algum grau de competição.

Biofilmes podem ser compostos por uma população ou uma comunidade complexa de múltiplas espécies microbianas, muitas vezes em associação com fungos, embebidas em um material extracelular que funciona como uma interface que se adere a uma superfície biótica ou abiótica.

Em um biofilme, as populações e comunidades participantes são interdependentes funcionando, de forma complexa e coordenada, como um consórcio cooperativo.

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Do ponto de vista bioquímico, cada célula bacteriana é uma unidade catalítica.

Quando uma bactéria se divide, cada novo indivíduo pode catalisar a biossíntese de material celular adicional.

Assim, o número de unidades catalíticas aumenta com o tempo e, como conseqüência, biomassa é sintetizada em uma taxa progressiva na população em crescimento.

Sob condições ótimas de crescimento, ou seja, condições físicas, químicas e nutricionais adequadamente balanceadas, muitas espécies bacterianas apresentam um tempo de geração médio de 20 minutos, ou seja, a cada 20 minutos uma nova geração de indivíduos é produzida.

Neste caso, em uma cultura real, cada célula da população se divide em algum momento dentro do tempo de geração de 20 minutos, ou seja, 1/20 das células da população se divide a cada minuto. Isto reflete uma situação natural denominada crescimento não-sincrônico.

g=logN-logNo log2Se num inoculo de 103 células (No) cresce exponencialmente até 1x109(N) céluas, então:

g= log(10 9 )-log(10 3 ) = 9-3 = 20gerações log2 0,3

Se, este crescimento exigir 13,3 horas, a taxa de crescimento foi 20/13,3 ou 1,5gerações/h

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Considerando-se uma população bacteriana composta por milhares de indivíduos em crescimento ativo por fissão binária, pode-se presumir que a cada tempo de geração a população dobra de tamanho. Isto decorre do modo de reprodução por fissão binária no qual a divisão de uma única célula resulta em duas novas células.

Estas dividir-se-ão produzindo quatro novas células, as quais, dividindo-se, produzirão oito novas células e assim por diante.

Este tipo de crescimento é denominado crescimento exponencial ou logarítmico, no qual o número de indivíduos dobra a cada geração.

Todas as formas de vida, incluindo a humana, são capazes deste tipo de crescimento populacional.

As bactérias são organismos altamente adaptáveis capazes de crescer utilizando um elevado número de distintas fontes de carbono e nitrogênio e de ocupar uma variedade inesgotável de nichos ecológicos.

A chave para a adaptabilidade bacteriana é sua capacidade de expressar somente os genes para enzimas e vias bioquímicas que são requeridos para uma taxa máxima de crescimento no ambiente particular em que se encontram.

Isto é possível por sua habilidade de reconhecer a composição química e física de seu ambiente percebendo sinais que emanam dele, por exemplo, a presença de um determinado açúcar, como a lactose.

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Essa faculdade é codificada por conjuntos de genes que somente se expressam quando necessário.

Portanto, o crescimento bem sucedido de uma população bacteriana reflete seu grau de adaptação à composição física e química de um determinado ambiente.

As distintas espécies bacterianas diferem no âmbito de fatores dentro dos quais podem crescer.

Cada grupo bacteriano tem uma faixa de condições nas quais seu crescimento atinge uma taxa ótima.

Para se determinar às condições ambientais ótimas de crescimento considera-se o ambiente no qual a bactéria é normalmente encontrada.

Contudo, isto é problemático, uma vez que mesmo um único centímetro cúbico de solo pode conter centenas de micro ambientes.

Os limites ambientais nos quais os microrganismos podem viver e se reproduzir não são precisamente definidos.

A grande maioria das bactérias conhecidas cresce na faixa de condições ambientais ocupada pela maioria das espécies vivas.

Excepcionalmente, os procariotos pertencentes ao domínio Archaea podem viver em condições ambientais extremas tais como temperaturas atingindo 115ºC, sob altíssimas pressões hidrostáticas a grandes profundidades marinhas, em valores

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de pH próximos de zero e salinidade próxima do ponto de saturação.

1. Estudo do crescimento bacteriano

Para se estudar o crescimento de uma bactéria é preciso cultivá-la, como cultura pura, em meios de cultura e condições ambientais que variam em condições químicas e físicas, tais como fontes de nutrientes, osmolaridade, pH, presença ou ausência de oxigênio e temperatura de incubação.

Por exemplo, a bactéria E. coli crescendo em um meio de cultura rico e sob condições aeróbicas, atinge uma concentração final de 2 a 5 X 109 células por ml em cerca de 12 a 18 horas.

Uma das abordagens mais comuns no estudo do crescimento bacteriano é a obtenção de curvas de crescimento.

Estas são representações gráficas do aumento do número de indivíduos em um determinado período de tempo (Figura 1).

Princípios básicos do crescimento bacteriano

Toda bactéria tem seu ambiente ideal onde encontra condições ótimas de crescimento Uma população bacteriana é um sistema dinâmico, com células se dividindo e morrendo todo o tempo

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Uma linha de tendência passando pelos pontos do gráfico é uma curva exponencial e cada ponto por onde a curva passa indica o número teórico de células, em um dado tempo.

A tendência de crescimento representada na Figura 1 só pode ser mantida indefinidamente se houver um suprimento ilimitado de nutrientes, ambiente inalterável e espaço ilimitado.

Em ambientes naturais e em condições experimentais nas quais as disponibilidades de nutrientes e de espaço sejam limitadas, em um dado momento algum fator se torna desfavorável: um nutriente essencial torna-se escasso (fontes de energia, elementos-traço), produtos tóxicos do

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metabolismo acumulam-se em concentrações que inibem a divisão celular, o espaço torna-se limitado, etc.

Quaisquer uma dessas situações, isoladamente ou em conjunto, inibem o crescimento, provocando um declínio do número de células viáveis na população até o ponto em que esta se extinga completamente (Figura 2).

Em condições experimentais, quando se inocula uma população bacteriana em um frasco contendo uma quantidade inalterável de meio de cultura (sistema fechado), o crescimento dessa população passa por quatro fases características, dependendo do ponto no qual o processo do crescimento seja interrompido pelo experimentador.

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Essas quatro fases estão representadas na Figura 3.

2.1 Fases do crescimento bacteriano

A curva de crescimento da Figura 3 representa as quatro fases do crescimento populacional bacteriano em uma situação próxima da real quando uma população de bactérias cresce em um ambiente fechado (modelo baseado no cultivo da bactéria E. coli em um meio de cultura rico e sob condições aeróbicas).

a - Fase lag

Fase de adaptação metabólica ao novo ambiente; o metabolismo celular está direcionado para sintetizar as

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enzimas requeridas para o crescimento nas novas condições ambientais encontradas pelas células.

O número de indivíduos não aumenta nesta fase, podendo até mesmo decrescer.

A duração dessa fase depende das condições ambientais nas quais as células se encontravam anteriormente.

A fase lag será tão mais longa quanto maiores as diferenças de composição do ambiente anterior ou se a população for constituído de bactérias esporuladas.b - Fase exponencial

Fase na qual o número de células da população dobra a cada geração. Esta taxa de crescimento não pode ser mantida indefinidamente em um sistema fechado.

Após um determinado período de crescimento exponencial, as condições ambientais tornam-se desfavoráveis pela escassez de nutrientes essenciais, acúmulo de metabólitos tóxicos e limitação de espaço.

À medida que a disponibilidade de nutrientes diminui as células se tornam menos capazes de gerar ATP e a taxa de crescimento se reduz.

A duração da fase exponencial é altamente variável dependendo tanto das características genéticas da bactéria quanto das condições ambientais.

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c - Fase estacionária

Fase em que a taxa de crescimento diminui significativamente devido às condições limitantes do meio.

As células continuam metabolizando e se dividindo, mas parte das células torna-se inviável e a taxa de divisão celular é muito próxima da taxa de morte celular, o que mantém constante o número de células viáveis na população.

A curva de crescimento atinge um platô. A duração da fase estacionária depende do balanço entre a taxa de divisão celular e o número de células que vão se tornando inviáveis (morte celular ou incapacidade de se dividir) devido às condições ambientais tornarem-se progressivamente desfavoráveis.

d - Fase de declínio

Fase em as células perdem a capacidade de se dividir, a taxa de morte celular torna-se maior que a taxa de divisão e o número de células viáveis decresce exponencialmente até a completa extinção da população. Nesta fase muitas células assumem formas incomuns. Em bactérias formadoras de esporos sobrevivem mais esporos que células vegetativas. A duração desta fase é variável dependendo tanto das características genéticas da bactéria quanto das condições ambientais.

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2. Tempo de vida das bactérias

Considerando-se uma célula isolada, o tempo de vida de uma bactéria vai do término da divisão celular anterior até o final da próxima divisão.

Uma população de bactérias existe por tempo indeterminado.

3. Fatores que afetam o crescimento bacteriano

Vários fatores podem afetar o crescimento de uma população bacteriana, incluindo:

- o tipo de ambiente,- número de indivíduos na população,- interações dinâmicas com outras populações

bacterianas,- presença de outros microrganismos predadores,- fatores químicos e físicos tais como disponibilidade de

nutrientes essenciais, temperatura, pH, osmolaridade, pressão hidrostática, concentração de oxigênio, luz, radiação ionizante ou ultravioleta, presença de metabólitos tóxicos resultantes do metabolismo das células da população em crescimento ou presença de agentes antimicrobianos tais como bacteriocinas e antibióticos.

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Os microrganismos podem viver em um grande número de ambientes; para praticamente qualquer mudança ambiental há algum microrganismo que pode sobreviver.

3.1 População

O tamanho da população afeta o número de novas células que serão formadas. Se a população aumenta, a taxa de crescimento também aumenta, resultando em crescimento exponencial, desde que haja disponibilidade de nutrientes e espaço.

3.2 Nutrientes

O crescimento bacteriano exige a disponibilidade de nutrientes essenciais, tais como fontes de carbono, nitrogênio, fósforo, enxofre, ferro e outros minerais com os quais as bactérias podem sintetizar precursores de macromoléculas orgânicas e vitaminas, ou quando incapazes da síntese de um precursor essencial este deve estar presente no meio de crescimento.

As bactérias são grandemente diversificadas em relação aos seus requerimentos nutricionais, sendo que, para praticamente qualquer substância há um microrganismo capaz de metabolizá-la como nutriente.

A disponibilidade de nutrientes diminui à medida que a população aumenta de tamanho; enquanto houver um mínimo de nutrientes a população continuará a crescer.

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3.3 Temperatura

A temperatura pode ter efeitos positivos ou negativos sobre o crescimento de uma população bacteriana.

À medida que a temperatura se aproxima de um valor ótimo, a taxa de crescimento aumenta rapidamente porque a cinética de reação das enzimas das células da população aumenta de modo diretamente proporcional; as reações químicas tendem a ocorrer mais rapidamente com aumento da taxa de divisões celulares.

Contudo, há um limite além do qual algumas macromoléculas termos-sensíveis tais como proteínas, ácidos nucléicos ou lipídios serão desnaturadas, perdendo sua funcionalidade. Há, também, uma temperatura mínima para o crescimento, abaixo da qual a porção lipídica da membrana plasmática não apresenta fluidez suficiente para funcionar apropriadamente (dificuldade na permeabilidade da membrana).

Por temperatura ótima de crescimento entende-se aquela em que as células dividem-se mais rapidamente, ou seja, apresentam um tempo de geração mais curto.

As temperaturas mínimas e máximas de crescimento são a menores e a maiores temperaturas que permitem a divisão celular nas bactérias.

Freqüentemente, a temperatura ótima para o crescimento está mais próxima da máxima do que da mínima.

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As diferentes espécies bacterianas diferem no espectro de temperatura na qual podem crescer.

Quanto à temperatura de crescimento, as bactérias foram agrupadas em quatro categorias: mesófilas, psicrófilas obrigatórias, psicrófilas facultativas e termófilas

Bactérias mesófilas

Bactérias mesófilas apresentam crescimento ótimo em temperaturas variando entre 25ºC e 40ºC, ou seja, a faixa de temperatura mais comum na superfície da Terra e nos organismos animais.

A maioria dos patógenos humanos apresenta crescimento ótimo em temperaturas próximas de 37°C. Bactérias termodúricas, tais como Bacillus cereus, Clostridium botulinum e Listeria monocytogenes, geralmente vivem como mesófilas, mas podem suportar temperaturas elevadas por curtos períodos de tempo.

Se o processo de aquecimento de alimentos envasados em recipientes metálicos ou de vidro for inadequado, tais bactérias podem sobreviver e deteriorar o produto, representando uma séria ameaça à segurança dos alimentos.

Bactérias psicrófilas obrigatórias

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Bactérias psicrófilas obrigatórias requerem baixas temperaturas para seu crescimento; o crescimento ótimo se dá abaixo de 15ºC.

Algumas espécies marinhas toleram temperaturas negativas uma vez que a água do mar permanece líquida em temperaturas abaixo de 0°C.

Tais organismos morrem quando expostos à temperatura ambiente.

Sua adaptação a baixas temperaturas é devido ao alto conteúdo de ácidos graxos insaturados em suas membranas.

Estas moléculas permanecem fluidas em temperaturas nas quais membranas contendo ácidos graxos saturados não são funcionais.

A bactéria Bacillus globisporus não cresce em temperaturas acima de 20°C.

Bactérias psicrófilas facultativas

Bactérias psicrófilas facultativas ou psicrotróficas apresentam crescimento ótimo em temperaturas abaixo de 20ºC, mas podem crescer, embora mais lentamente, em temperaturas de refrigerador e têm alta probabilidade de contaminar e estragar produtos resfriados tais como alimentos (por exemplo, Bacillus cereus) e sangue.

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Bactérias termófilas

Bactérias termófilas são aquelas cujas taxas de crescimento ótimo estão entre 50ºC e 60ºC; são encontradas em pilhas de adubo orgânico.

Algumas espécies toleram temperaturas de até 110 °C em fontes termais.

As enzimas dos organismos termófilos apresentam propriedades de termo-estabilidade que lhes permitem atingir um pico de atividade entre 60ºC e 80ºC.

Dentro dessa categoria encontram-se os organismos termófilos obrigatórios que só crescem em temperaturas acima de 37°C e os termófilos facultativos que podem crescer em temperaturas abaixo de 37° C.

A bactéria Bacillus stearothermophillus cresce otimamente entre 65 e 75°C, mas pode apresentar um pequeno crescimento e deteriorar alimentos em temperaturas em torno de 30°C.

Os esporos dessa bactéria são utilizados para controlar o funcionamento de autoclaves em laboratórios de microbiologia.

Dentre os termófilos obrigatórios encontram-se as bactérias hipertermófilas que apresentam crescimento ótimo em temperaturas em torno e acima dos 85°C.

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Há apenas três gêneros de bactérias hipertermófilas: Aquifex, Thermocrinis e Thermotoga.

A bactéria Thermotoga maritima habita solos oceânicos aquecidos a 85ºC por atividade vulcânica. Não se conhecem microrganismos eucarióticos termófilos ou hipertermófilos.

As enzimas dos organismos hipertermófilos - enzimas hipertermofílicas - apresentam propriedades de estrutura e função excepcionais de alta termo-estabilidade e atividade ótima em temperaturas acima de 70ºC.

Algumas dessas enzimas são ativas em temperaturas que atingem 115ºC. Tanto enzimas termofílicas quanto hipertermofílicas não funcionam adequadamente sob temperaturas abaixo de 40ºC.

Nenhuma espécie bacteriana pode tolerar a faixa inteira de temperatura em qualquer uma dessas categorias e muitas espécies toleram faixas de temperatura que se sobrepõem entre uma categoria e outra.

Nenhum psicrófilo sobrevive no corpo humano.

Do ponto de vista prático, altas e baixas temperaturas são utilizadas para evitar o crescimento de microrganismos.

A refrigeração de alimentos a 4°C impede o sua deterioração por organismos psicrófilos e pela maioria da bactérias.

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Mas, em casos de armazenamento por longos períodos de tempo, e se o material suportar congelamento, a temperatura ideal é 30°C negativos.

Altas temperaturas são utilizadas para esterilização de materiais, como aqueles utilizados em laboratórios e na prática médica.

3.4 pH

A maioria das espécies bacterianas pode crescer em meios cujo pH esteja entre 5 e 9, faixa na qual encontra-se a maior parte dos ambientes naturais.

A maioria das bactérias não crescem em valores de pH com uma unidade acima ou abaixo do seu pH ótimo.

Quanto à tolerância ao pH, as bactérias podem ser classificadas em três categorias: neutrófilas, acidófilas e alcalinófilas.

Bactérias neutrófilas

Bactérias neutrófilas crescem em faixas de pH entre 5,4 a 8,5.

A maioria das bactérias apresenta um crescimento ótimo em ambientes cujo pH se aproxima da neutralidade.

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A maioria das bactérias patogênicas está incluída nessa categoria.

Bactérias acidófilas

Bactérias acidófilas crescem em faixas de pH extremamente baixos, entre 0,1 e 5,4, como a bactéria Helicobacter pylori que pode colonizar a parede estomacal.

Algumas bactérias que reduzem enxofre a ácido sulfúrico podem gerar e tolerar condições em torno de pH 1.

Bactérias alcalinófilas

Bactérias alcalinófilas crescem em faixas de pH entre 8,5 e 11,5.

A bactéria Vibrio cholerae apresenta um crescimento ótimo em pH 9.

A bactéria oportunista Alcaligenes faecalis pode criar e tolerar condições alcalinas com pH 9 ou maior.

Nenhuma espécie bacteriana pode tolerar a faixa inteira de pH em qualquer uma dessas categorias e muitas espécies toleram faixas de valores de pH que se sobrepõem entre uma categoria e outra.

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3.5 Oxigênio

A capacidade de crescer na presença ou ausência de oxigênio divide as bactérias em cinco grupos: aeróbicas estritas, microaerófilas, anaeróbicas facultativas, anaeróbicas aerotolerantes, anaeróbicas estritas.

Bactérias aeróbicas estritas

Bactérias aeróbicas estritas crescem apenas onde há disponibilidade de oxigênio, como por exemplo, as bactérias do gênero Pseudomonas.

Bactérias microaerófilas

Bactérias microaerófilas requerem uma quantidade reduzida de oxigênio; altas concentrações de oxigênio lhes são tóxicas.

As bactérias microaerófilas sobrevivem em ambientes com alta concentração de dióxido de carbono e baixas concentrações de oxigênio, como por exemplo, as bactérias do gênero Campylobacter.

Bactérias anaeróbicas facultativas

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Bactérias anaeróbicas facultativas utilizam oxigênio em seu metabolismo energético, mas também podem crescer na ausência de oxigênio.

As bactérias Escherichia coli e espécies de Staphylococcus são encontradas no trato intestinal e urinário onde há pouca disponibilidade de oxigênio.

Todas as bactérias pertencentes à família Enterobacteriaceae são anaeróbicas facultativas.

Bactérias anaeróbicas aerotolerantes

Bactérias anaeróbicas aerotolerantes suportam a presença de oxigênio, sem utilizá-lo em seu metabolismo.

Por exemplo, a bactéria Lactobacillus acidophillus.

Bactérias anaeróbicas estritas

Bactérias anaeróbicas estritas não crescem na presença de oxigênio que lhes é tóxico.

A maioria das espécies anaeróbicas estritas é encontrada no solo ou em micro-ambientes em organismos animais que tenham se tornado anaeróbicos, como ferimentos profundos ou a junção das gengivas com os dentes.

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São exemplos de organismos anaeróbicos estritos as bactérias do solo Clostridium tetani (causadora do tétano), Clostridium botulinum (causadora do botulismo) e as bactérias associadas com doenças periodontais, como Porphiromonas gengivallis e Prevotella intermedia.

A grande maioria das bactérias associadas aos intestinos de animais são anaeróbicas estritas.

Para o crescimento de bactérias anaeróbicas estritas em laboratório são requeridos procedimentos especiais de cultivo, tais como a exclusão total do oxigênio do meio e do ambiente de crescimento através do uso de agentes redutores que reajam com o oxigênio gasoso.3.6 Umidade

Todas as células metabolicamente ativas requerem a presença de água.

Uma vez que os microrganismos estão expostos diretamente ao ambiente, a maioria das células vegetativas das bactérias sobrevive apenas algumas horas sem umidade.

Na ausência de umidade apenas endósporos bacterianos podem sobreviver.

3.7 Pressão hidrostática

Pressão hidrostática é a pressão exercida pela água parada sobre os corpos nela mergulhados.

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A pressão hidrostática é diretamente proporcional à profundidade.

A pressão dobra a cada aumento de dez metros na profundidade.

Em um lago, a 50 metros de profundidade a pressão hidrostática é equivalente a 32 atmosferas.

Algumas espécies de bactérias, denominadas barófilas suportam altas pressões em ambientes aquáticos.

Supõe-se que altas pressões sejam requeridas para manter a conformação espacial de suas membranas e enzimas. 3.8 Osmolaridade

A presença de solutos na água – sais ou açúcares que provocam a difusão de água para dentro ou fora da célula – é importante para a sobrevivência de uma bactéria.

As bactérias adaptadas aos ambientes dos intestinos dos animais, por exemplo, apresentam crescimento ótimo em 0,15 M de cloreto de sódio (concentração fisiológica de sódio).

Já as bactérias marinhas estão adaptadas à concentração salina da água do mar e seu crescimento é inibido em concentrações maiores ou menores de sais.

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Apenas um grupo de procariotos, os arqueas halofílicos extremos (por exemplo, Halobacterium sp) habitam ambientes hiper-salinos e não crescem em concentrações de cloreto de sódio inferiores a 1,5 M.

Todos os hiper-halofílicos crescem em concentrações de sal próximas do ponto de saturação.

Certas espécies de halobactérias sintetizam ATP usando energia luminosa. Este processo não envolve clorofila, mas uma proteína ligada à membrana plasmática denominada de bacteriorodopsina.

3.9 Metabolismo e toxicidadeÀ medida que a população aumenta de tamanho aumenta o consumo de nutrientes com conseqüente aumento da produção de produtos secundários do metabolismo.

Esses metabólitos, quando em baixos níveis têm pouco efeito nas taxas de divisões celulares, mas em altas concentrações podem inibir a divisão celular ou mesmo matar as células, conseqüentemente, diminuindo a taxa de crescimento da população.

Metabólitos tóxicos se acumulam rapidamente em grandes populações bacterianas. O metabolismo de todos os organismos gera produtos secundários tóxicos a partir do oxigênio. Tais metabólitos são altamente reativos podendo destruir componentes celulares essenciais tais como proteínas, ácidos nucléicos e lipídios.

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Com exceção das bactérias anaeróbias estritas, todos os organismos sintetizam enzimas que detoxicam esses compostos, como por exemplo, as enzimas superóxido dismutase, catalase e peroxidase.

3.10 Presença de agentes antimicrobianos

Populações bacterianas têm suas taxas de crescimento afetadas quando houver a presença de agentes antimicrobianos produzidos por outras populações de microrganismos em ambientes naturais, tais como as bacteriocinas e antibióticos ou por antimicrobianos utilizados na antibioticoterapia para o tratamento de infecções bacterianas.