Crescimento de bacteria

Ecologia de Populações

Prof. Dr. Harold Gordon Fowler

popecologia@hotmail.com

Crescimento microbiano

Como estimar o crescimento microbiano?

Métodos diretos

Métodos não diretos

•Medidas diretas de crescimento microbial: contagem total e viável.

•Vantagens e desvantagens.

a) Contagem microscópica direta

b) Contagem de células viáveis

Contagem microscópica direta:

De amostras secadas ou de laminas ou de amostras em líquidos usando câmeras de crescimento

Como estimar o crescimento microbiano?

Contagem microscópica

direta

Na contagem microscópica direta: 1) não se distingue as células mortas das células vivas; 2) as células pequenas são difíceis visualizar sob o microscópio; 3) precisão é difícil obter; 4) é necessário um microscópio de contraste de fase; 5) não é um bom método para suspensões de células de densidade baixa

Contagem de células viaveis: contagem de placas ou colônias

Contando colônias…

•Diluindo suspensões de células antes de emplacar: diluições seriais.

Contando colônias…

•Fontes de erro na contagem de placas.

Tempo de incubação.

Tamanho das colônias.

•Medidas indiretas de crescimento microbial: turbidez.

Turbidez mede o crescimento microbial

•Cultura contínua: o quimostato. Usos e vantagens experimentais.

Uma cultura contínua é um sistema de fluxos de volume constante ao qual média fresca se adiciona continuamente e a média gasta da cultura e continuamente retirada a uma tgaxa constante.

Um sistema é o número de equilíbrio de células onde o status dos nutrientes fica constante resultando num estado estável.

It controls growth rate and

population density independently.

Cultura

Escape

Recipiente De Cultura

Efluente com Células de micróbios

Controle independente de Taxa de crescimento e Densidade populacional

Espaço gasoso

Regulador da Taxa de fluxo

Ar estéril ou Outro gás

Media fresca do reservatório

Concentração de Nutrientes (mg/ml)

Prod

uto

Somente produto afeitado Taxa e produto

Taxa d

e c

resc

iment

o

Limpeza Taxa de diluição (h-1)

Concentração de bactéria Estado Estável

Tem

po p

ara

Dob

rar

(h)

Con

cent

raçã

o de b

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ria

em

est

ado

est

ável (g

/l)

Crescimento microbiano

Bactéria Crescem Exponencialmente

Taxa de Crescimento Exponencial

População maior = cresce mais rapidamente

•Crescimento exponencial e parâmetros de crescimento.

Taxa de crescimento: A mudança do número de células ou massa celular por unidade de tempo.

Geração: O intervalo para a formação de duas células a partir de uma.

Tempo de geração: O tempo necessário para a população de células a dobrar.

Também chamado o tempo de dobrar.

Crescimento Exponencial

O crescimento exponencial é melhor visualizado considerando uma ameba que reproduz por divisão uma vez por dia:

Crescimento Exponencial O modelo de crescimento exponencial descreve

uma população que multiplica por um fator

constante (porcentagem) durante intervalos

constantes de tempo.

Bactéria dividem a cada 20 minutos. A população aumenta por um fator de duas vezes (100%) a cada 20 minutos. – Em 36 horas – cobra a Terra com 30 cm de

bactéria

Podemos calcular o tempo de

geração graficamente

… ou

matematicamente

Parâmetros de crescimento:

N = N02n

N: número final de células.

No: número inicial de células

n: número de gerações.

g = t/n

t: horas ou minutos de crescimento exponencial.

log N = log N0 + n log 2

n = log N – log N0

log 2

n = 3.3 (log N – log N0)

k = ln2/g = 0.693/g

bacteria

no

deaths

10%

between

doublings

25% die

between

doublings

Tempo (horas)

Nú

mero

de i

nd

ivíd

uo

s

Sem

mortes

Mortalidade

de 10% entre

dobrar

Mortalidade

de 25% entre

dobrar

Tempo de Dobrar r

tdobrar

)2ln(

Espécie r = (indivíduos/ indivíduo/dia)

Tempo para dobrar

Escherischeria coli 58,7 17 minutos

Paramecium caudatum 1,59 10,5 horas

Hydra 0,34 2,0 dias

Tribolium castaneum 0,101 6,9 dias

Rattus norvegicus 0,0148 46,8 dias

Bos tarus 0,001 1,9 anos

Avicennia marina 0,00055 3,5 anos

•O ciclo de crescimento microbial Fases de tempo de retorno, exponencial, estacionária e morte

Termos usados para populações.

Fase de Crescimento

Turbidez (densidade ótica)

Contagem viável

Exponencial Lag Morte Estacionária

Tempo

Dens

idad

e ó

tica

Log

(or

gani

smos

viá

veis

/ml)

Crescimento de leveduras no laboratório

Tempo (horas) -------

Qu

an

tid

ad

e d

e leved

ura

s

Sensibilidade de Quorum: Regulação Dependente de Densidade de Genes

Microbiais

Tempo

crescimento

Sensibilidade de Quorum: Regulação Dependente de

Densidade de Genes Microbiais

Tempo

crescimento

Expressão gênica de micróbios regulada pela Sensibilidade de Quorum