Crescimento e reprodução bacteriana

Curva de crescimento em cultura estática

Se os microrganismos forem colocados em um meio líquido fechado (sem adição de novos nutrientes e sem remoção de toxinas), o desenvolvimento deles será limitado pelos recursos. No gráfico em que o tempo é plotado no eixo x e o logaritmo do número de células no eixo y, quatro etapas são claramente distinguidas:

1. Fase lag (2–5 horas). Período de adaptação após a inoculação. As células ainda não se dividem, mas seu metabolismo funciona no limite — há intensa síntese de novas enzimas para a degradação de substratos de um meio específico.
2. Fase exponencial (logarítmica). Tempo de taxa máxima e constante de divisão. Todas as células neste período têm tamanho padrão e uma quantidade estável de proteína.
3. Fase estacionária. O crescimento cessa. Ocorre um equilíbrio: o número de células formadas é igual ao número de células que morreram. Isso acontece devido ao esgotamento de nutrientes, queda nos níveis de oxigênio, alta densidade populacional e acúmulo de toxinas.
4. Fase de declínio (morte). Os microrganismos morrem em massa sob a ação de produtos ácidos de seu próprio metabolismo ou como resultado de autólise (autodestruição por enzimas). O estágio pode durar de dez horas a várias semanas.

Particularidades do crescimento em meios de cultura

As manifestações da atividade vital dependem do estado físico do substrato:

• Meios líquidos. Na maioria das vezes, as bactérias causam turvação difusa do líquido, formam uma película superficial ou precipitam-se no sedimento de fundo. A exceção são as leptospiras (Leptospira), cujo crescimento não altera visualmente a transparência do meio.
• Meios sólidos. Aqui formam-se colônias isoladas — a prole de uma única célula parental (clones). A superfície das colônias pode ser lisa e brilhante (formas S, de smooth) ou rugosa e fosca (formas R, de rough). O tamanho, a cor e a consistência desses aglomerados são chamados de propriedades culturais e servem como chave para a identificação do micróbio.

Classificação de pigmentos bacterianos

Alguns microrganismos são capazes de sintetizar pigmentos que os protegem contra a radiação ultravioleta, neutralizam radicais tóxicos de oxigênio e podem atuar como antibióticos para suprimir competidores. Os pigmentos são classificados por composição química e solubilidade:

• Carotenoides: pigmentos lipossolúveis de cor vermelha, laranja ou amarela. Característicos dos gêneros Mycobacterium e Micrococcus.
• Pirrólicos: solúveis em álcool. Por exemplo, a prodigiosina de cor vermelha, que é produzida por Serratia marcescens.
• Fenazínicos: solúveis em água, razão pela cual colorem o próprio meio de cultura. Um exemplo típico é a piocianina azul-esverdeada secretada pela bactéria Pseudomonas aeruginosa.
• Melaninas: pigmentos insolúveis pretos ou marrons encontrados em bactérias do gênero Porphyromonas.

Opções alternativas de reprodução e repouso

A fissão binária não é o único caminho de reprodução dos procariotos. No processo de evolução, outros mecanismos também surgiram:

• Os actinomicetos reproduzem-se por fragmentação de filamentos (hifas).
• As micoplasmas apresentam polimorfismo acentuado: podem se dividir transversalmente, brotar ou fragmentar-se com a formação de corpúsculos elementares.
• As clamídias têm um ciclo bifásico complexo. O corpúsculo elementar extracelular, pequeno e incapaz de se dividir, infecta a célula, transformando-se dentro dela em um corpúsculo reticular grande, que se divide ativamente em dois e forma uma nova geração de corpúsculos elementares.
• As espiroquetas (por exemplo, o agente causador da sífilis Treponema pallidum), sob condições desfavoráveis, contraem-se em cistos, que posteriormente se decompõem em pequenos grânulos — a base para novas células.

Formas viáveis não cultiváveis (VBNC) Se as condições ambientais tornam-se críticas, as bactérias não esporuladas podem entrar em um estado especial de repouso. Elas param de crescer em meios padrão (a divisão para), mas mantêm a atividade metabólica. Só é possível diagnosticá-las por meios moleculares-genéticos. Ao entrar em contato com protozoários, habitantes do solo ou fitohormônios, ocorre a reversão — as células saem da dormência, restaurando a capacidade de se reproduzir e causar infecções.

Questões de aulas e exames

O que mais estudar sobre o tema

• Dependência da duração da fase lag em relação à idade do material de inoculação
• Especificidade da esporulação na família Streptomycetaceae
• Mecanismos de autólise celular na fase de declínio
• Aplicação de corantes indicadores de potencial redox
• A relação entre as formas S e R de colônias (dissociação bacteriana)

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