Ministério da Educação - MEC
Secretaria de Educação Profissional e Tecnológica (SETEC)
Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará
AUXILIAR DE LABORATÓRIO EM SANEAMENTO
HIGIENE E SEGURANÇA NO TRABALHO
PROF.: GLÓRIA MARINHO
CRÉDITOS
Presidente
Dilma Vana Rousseff
Coordenador Geral
Jose Wally Mendonça Menezes
Ministro da Educação
Aloizio Mercadante Oliva
Coordenador do Curso
Marcéu Verissimo
Secretaria de Educação Profissional e
Tecnológica
Elaboração do conteúdo
Marco Antonio de Oliveira
Glória Marinho
Reitor do IFCE
Equipe Técnica
Virgílio Augusto Sales Araripe
Narcelio de Araújo Pereira
Pró-Reitor de Ensino
Reuber Saraiva
2
O QUE É O PRONATEC?
Criado no dia 26 de Outubro de 2011 com a sanção da Lei nº 12.513/2011 pela
Presidenta Dilma Rousseff, o Programa Nacional de Acesso ao Ensino Técnico e Emprego
(Pronatec) tem como objetivo principal expandir, interiorizar e democratizar a oferta de
cursos de Educação Profissional e Tecnológica (EPT) para a população brasileira. Para
tanto, prevê uma série de subprogramas, projetos e ações de assistência técnica e financeira
que juntos oferecerão oito milhões de vagas a brasileiros de diferentes perfis nos próximos
quatro anos. Os destaques do Pronatec são:
Criação da Bolsa-Formação;
Criação do FIES Técnico;
Consolidação da Rede e-Tec Brasil;
Fomento às redes estaduais de EPT por intermédio do Brasil Profissionalizado;
Expansão da Rede Federal de Educação Profissional Tecnológica (EPT).
A principal novidade do Pronatec é a criação da Bolsa-Formação, que permitirá a
oferta de vagas em cursos técnicos e de Formação Inicial e Continuada (FIC), também
conhecidos como cursos de qualificação. Oferecidos gratuitamente a trabalhadores,
estudantes e pessoas em vulnerabilidade social, esses cursos presenciais serão realizados
pela Rede Federal de Educação Profissional, Científica e Tecnológica, por escolas estaduais
de EPT e por unidades de serviços nacionais de aprendizagem como o SENAC e o SENAI.
Objetivos
Expandir, interiorizar e democratizar a oferta de cursos de Educação Profissional
Técnica de nível médio e de cursos e programas de formação inicial e continuada de
trabalhadores;
Fomentar e apoiar a expansão da rede física de atendimento da Educação
Profissional e Tecnológica;
Contribuir para a melhoria da qualidade do Ensino Médio Público, por meio da
Educação Profissional;
Ampliar as oportunidades educacionais dos trabalhadores por meio do incremento da
formação profissional.
3
Ações
Ampliação de vagas e expansão da Rede Federal de Educação Profissional e
Tecnológica;
Fomento à ampliação de vagas e à expansão das redes estaduais de Educação
Profissional;
Incentivo à ampliação de vagas e à expansão da rede física de atendimento dos
Serviços Nacionais de Aprendizagem;
Oferta de Bolsa-Formação, nas modalidades:
Bolsa-Formação Estudante;
Bolsa-Formação Trabalhador;
Atendimento a beneficiários do Seguro-Desemprego.
4
APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA
A microbiologia é uma área que aborda o mundo dos micro-organismo e suas interações.
Quando aplicada ao saneamento exerce função imprescindível para o bom desempenho de
um profissional nesta área, especialmente, para os Auxiliares de Laboratório em
Saneamento.
Esta disciplina abordará princípios básicos de microbiologia, que permitirá ao aluno
habilidades para desenvolver seu papel em um laboratório de saneamento, na função de
auxiliar.
Este material é uma compilação de vários arquivos da internet, de domínio público,
portanto não caracterizado como de minha autoria.
Espero poder, com esta compilação, facilitar o aprendizado e as aulas a serem
desenvolvidas durante o curso.
Profa. Glória Marinho
5
UNIDADE I - FUNDAMENTOS MICROBIOLÓGICOS
Microbiologia é o ramo da biologia que estuda os micro-organismos, incluindo eucariontes
unicelulares e procariontes, como as bactérias, fungos, algas, protozoários. Inclui o estudo
de sua distribuição natural, suas relações recíprocas e com outros seres vivos, seus efeitos
benéficos e prejudiciais sobre os homens; suas alterações físicas e químicas que provocam
em seu meio ambiente. Está associada ao estudo das células vivas e ao seu funcionamento.
A palavra MICROBIOLOGIA (introduzida em 1899) vem da junção do elemento de
composição grego mikrós -, que significa pequeno – e biologia (grego bíos, vida + grego
lógos, estudo, tratado). Os principais grupos de micro-organismos são: Protozoários,
Fungos, Algas, Bactérias, Vírus.
Histórico e evolução da Microbiologia
Para compreender o atual estágio da Microbiologia, precisamos conhecer como ela
chegou até onde estamos atualmente. Os primeiros cientistas que optaram por estudar
Microbiologia foram motivados, no decorrer de suas descobertas, por competição,
inspiração e sorte. Houve conceitos errôneos que levaram a verdade e verdades que não
foram inicialmente reconhecidas. Os principais cientistas foram:
Robert Hooke: relatou, em 1665, com auxílio de um microscópio extremamente simples,
que as menores unidades eram “pequenas caixas” ou “células”. A descoberta de Hooke
marcou o início da teoria celular – todas as coisas vivas são compostas por células. As
investigações subsequentes a respeito da estrutura e do funcionamento das células tiveram
essa teoria como base.
Antony van Leeuwenhoek: foi, provavelmente, o primeiro a realmente observar os
MICRO-ORGANISMOs vivos através de lentes de aumento. Entre 1673 e 1723, ele
escreveu uma série de cartas (mais de 300) à Sociedade Real Inglesa descrevendo o que ele
chamou de “animálculos” que ele via através de seu modesto microscópio de uma única
lente. Os desenhos detalhados sobre os “animálculos” de águas de rios, saliva, fezes, líquido
no qual grãos de pimenta forma submersos e no material removido de seus dentes, foram
6
identificados com representações de bactérias e protozoários. Essas cartas alertaram o
mundo para a existência de formas microscópicas de vida e originaram a microbiologia.
Abiogênese x Biogênese
A teoria da abiogênese ou geração espontânea foi a primeira idéia proposta pela origem da
vida e teve uma participação muito importante do filósofo grego Aristóteles. Naquela época,
como Aristóteles influenciava o pensamento de muitas pessoas, e até de grandes cientistas,
essa teoria foi muito aceita.
Nessa teoria, os seres vivos podiam brotar a partir da matéria orgânica. Sapos poderiam
brotar dos pântanos, vermes brotavam das frutas. Um médico chamado Jan Baptista van
Helmont elaborou uma receita de como fabricar ratos por geração espontânea, que consistia
em colocar grãos de trigo em camisas sujas e esperar alguns dias. Ele estava tão envolvido
com essa idéia que não foi capaz de imaginar que os ratos na verdade eram atraídos pela
sujeira, e não brotavam nessa “receita”.
Queda da abiogênese
Francesco Redi (1626-1697), um médico Italiano, realizou alguns experimentos que
comprovaram que a teoria da geração espontânea estava errada. Na teoria, vermes brotavam
de cadáveres e alimentos podres. Ele observou que esses vermes não brotavam, mas sim se
originavam de ovos que eram depositados pelas moscas.
Em seu experimento utilizou frascos, cadáveres de animais e pedaços de carne. Cada frasco
continha carne e cadáver. Alguns frascos foram vedados com gaze e outros não. Nos frascos
vedados, não houve formação de larvas, mas nos frascos em que o conteúdo ficou exposto,
muitas larvas se desenvolveram, pois as moscas entravam e saíam com liberdade.
Mesmo após isso, alguns cientistas insistiam na teoria da abiogênese. John Needan, em 1745
afirmou que os seres vivos surgiam por geração espontânea graças a uma força vital. Ele
realizou um experimento onde preparou um caldo nutritivo, colocou em alguns frascos,
ferveu por 30 minutos e os vedou com rolha de cortiça. Mesmo assim, depois de alguns dias
apareceram alguns microorganismos no caldo. Needan acreditava que a fervura e a vedação
da rolha eram suficientes para impedir a entrada de microorganismos.
7
Mais tarde, Lazzaro Spallanzani repetiu os experimentos e concluiu que a vedação utilizada
e o tempo de fervura eram insuficientes para matar os microorganismos. Needam se
defendeu dizendo que o tempo prolongado de fervura destruía a força vital do caldo
nutritivo.
O fim da abiogênese
Louis Pasteur, na década de 1860, realizou experimento que derrubou de vez a teoria da
abiogênese. Realizou experimentos utilizando frascos de vidro que possuíam o gargalho
semelhante à pescoços de cisne. Dentro havia um caldo nutritivo. Esses frascos com caldo
foram fervidos e deixados em repouso por alguns dias. Não houve formação de
microorganismos, pois a água que evaporou do caldo ficou retida nas paredes do gargalo e
funcionou como um filtro de ar, e os microorganismos ficavam retidos nele, não entrando
em contato com o caldo. Pasteur quebrou os gargalos e deixou o caldo em contato com o ar.
Após alguns dias ele observou o desenvolvimento de microorganismos no caldo, que antes
estavam no ar.
Fontes: Amabis, José Mariano. Biologia. Volume 1. Editora Moderna.
O trabalho de Pasteur forneceu evidências de que os MICRO-ORGANISMOs não podem
originar-se de forças místicas, presentes nos materiais não vivos. Ao contrário, qualquer
aparecimento de vida “espontânea” em soluções não vivas pode ser atribuído aos MICROORGANISMOs que já estavam presentes no ar ou nos próprios fluidos.
8
1857 a 1914 = Idade Ouro da Microbiologia
Rápidos avanços, liderados por Pasteur e Robert Koch, levaram ao estabelecimento da
Microbiologia como uma ciência.
Teoria Microbiana da Fermentação
Pasteur descobriu que MICRO-ORGANISMOs, denominados leveduras, convertiam os
açúcares para
álcool na ausência de ar. Esse processo foi denominado FERMENTAÇÂO.
O azedamento e a danificação são causados por MICRO-ORGANISMOs diferentes
chamados de bactérias.
Na presença de ar, as bactérias transformam o álcool das bebidas em vinagre (ácido acético).
A solução de Pasteur para o problema de danificação foi aquecer a cerveja e o vinho o
suficiente para matar a maioria das bactérias que causavam o estrago, processo chamado de
PASTEURIZAÇÃO. É rotineiramente utilizado para matar bactérias potencialmente nocivas
no leite e em bebidas alcoólicas.
Teoria Microbiana da doença
Com a descoberta por Pasteur de que as leveduras possuem um papel fundamental na
fermentação, cientistas alertaram para a possibilidade de que os MICRO-ORGANISMOs
devem possuir relação com plantas e animais causando especificamente doenças. Essa idéia
foi conhecida como TEORIA MICROBIANA DA DOENÇA.
Essa teoria foi um conceito difícil para muitas pessoas aceitarem naquela época, porque
durante séculos acreditava-se que a doença era uma punição para crimes ou pecados
individuais.
Em 1876, Robert Koch (médico alemão)
Prova que as bactérias realmente causam doenças. Koch descobriu uma bactéria em forma
de bastão (Bacillus anthracis) no sangue do gado que morrera de antraz (Europa). Cultivou a
bactéria em meio nutriente, e injetou amostras da cultura em animais sadios. Os animais
adoeciam e morriam. Koch isolou a bactéria de seus sangues e comparou essas novas
bactérias com aquelas isoladas originalmente. Concluiu que as duas amostras de sangue
continham a mesma bactéria.
9
Postulados de Koch (por volta de 1880)
- Provar que um micróbio específico causa uma doença particular.
1.Um MICRO-ORGANISMO específico pode sempre estar associado a uma doença.
2.O MICRO-ORGANISMO pode ser isolado e cultivado em cultura pura, em condições
laboratoriais.
3.A cultura pura do MICRO-ORGANISMO produzirá a doença quando inoculada em
animal susceptível.
4.É possível recuperar o MICRO-ORGANISMO inoculado do animal infectado
experimentalmente.
DISTRIBUIÇAO DOS ORGANISMOS VIVOS EM REINOS
Depois da descoberta dos estudos microbiológicos, percebeu-se que os seres vivos
não poderiam ser divididos em dois reinos: ANIMAL E PLANTAS. HAECKEL – Em 1866
o zoólogo alemão E. H. Haeckel sugeriu a criação de um terceiro reino, o qual foi
denominado PROTISTA que englobava bactérias, algas, fungos e protozoário.
REINOS
ANIMALLES – animais
VEGETALLES – vegetais
o SUPERIOR – Algas, Fungos e Protozoários.
PROTISTA
o INFERIOR – Bactérias e cianobactérias (cianofícias)
Outro sistema de classificação foi proposto por Whittaker em 1969.
10
PLANTAE – Plantas verdes, multicelulares e algas superiores.
ANIMALIA – Animais pluricelulares;
FUNGI – Mofos e leveduras;
PROTISTA – Micro algas e protozoários;
MONERA – Bactérias e cianobacterias
VIRUS- dependem de alguns estudos fisiológicos. Não possuem vida própria e só crescem
quando estão dentro da célula do organismo do homem e animais. O homem adquire esses
MICRO-ORGANISMOs através da ingestão de água leite ou outro alimento contaminado,
como também pelo ar ou através de pessoas doentes pelo contato direto ou da manipulação
de
alimentos
(hepatite,
sarampo,
gripe, rubéola)
11
TEORIA CÉLULAR
Todas as células são basicamente semelhantes. Compõem-se de protoplasma, um
complexo coloidal constituído principalmente de proteínas, lipídios e ácidos nucléicos: o
conjunto é circundado por membranas limitantes ou parede celular, e todas têm um núcleo
ou uma substancia nuclear equivalente. Todos os sistemas biológicos apresentam as
seguintes características comuns:
1)Habilidade de reprodução
2) Capacidade de ingestão ou assimilação de substancias alimentares, metabolizando-as para
suas necessidades de energia e de crescimento
3) Habilidade de excreção de produto de escória
4) Capacidade de reagir as alterações do meio ambiente
5) Suscetibilidade à mutação.
Célula - Corresponde à unidade fundamental do ser vivo. Uma única célula corresponde
a uma entidade, separada das outras células por uma membrana, contendo uma
variedade de compostos químicos e estruturas sub-celulares em seu interior.
De acordo com a estrutura celular os seres vivos se dividem em duas categorias:
PROCARIONTES E EUCARIONTES. Esta divisão se baseia nas diferenças na organização
da máquina celular.
PROCARIONTES – não possuem núcleos bem definidos, não possuem membrana nuclear,
por isso a região do núcleo se confunde com o citoplasma.
EUCARIONTES – possuem núcleos bem definidos, circundado por duas camadas.
As células dos organismos eucariontes compõem-se de três partes:
1. Membrana celular – é constituída de lipídios (40%), proteínas (60%) e alguns
carboidratos. É a camada que envolve a célula, tem a função de transportar nutrientes e
servir de suporte ao sistema de formação de energia da celula.
2. Citoplasma – é toda substancia encontrada entre a membrana e o núcleo. Seu trabalho
garante a vida da célula, pois no citoplasma se realizam as funções de nutrição,
fundamentais para a conservação da vida; digestão, respiração, circulação e excreção.
12
3)Núcleo – parte central da célula. Estrutura chave onde a informação genética (DNA) é
armazenada.
Organelas citoplasmáticas – são estruturas encontradas no citoplasma e que desempenham
funções vitais na célula. São elas:
Mitocôndria – responsável pela respiração da célula. Constituem verdadeiras “usinas” de
energias, onde a matéria orgânica é “moída” de maneira a fornecer, para o metabolismo
celular, a energia química acumulada em suas ligações.
Complexo de Golgi – é o local de acumulo e concentração de varias substancias; onde
ocorre a síntese das proteínas dos carboidratos e dos lipídios.
Reticulo Endoplasmático – aumenta a superfície da célula, o que amplia o campo de
atividades das enzimas, facilitando a ocorrência de reações químicas necessárias ao
metabolismo celular; facilita o intercambio de substancias entre a célula e o meio externo;
armazena substancias diversas; regula a pressão osmótica; produz lipídios.
Cápsula – envoltório protetor e pode servir também como reservatório de alimentos
armazenado e como local de despejo de substâncias de escoria.
13
Esquema de células animal e de uma célula vegetal típica.
COMPONENTES INORGÂNICOS DA CÉLULA
1) ÁGUA – é um importante veículo de transporte de substancias, permitindo o continuo
intercambio de moléculas entre os líquidos extra e intracelular.
Funções desempenhadas pela água nos seres vivos:
Solventes de líquidos corpóreos;
Meio de transporte de moléculas;
Regulação térmica;
Ação lubrificante;
Atuação nas reações de hidrólise.
2) SAIS MINERAIS – São encontrados nos seres vivos sob duas formas básicas: insolúvel
e solúvel.
Insolúvel – acham-se imobilizados como componentes do arcabouço esquelético.
14
Solúvel – acham-se dissolvidos na água em forma de íons – Ca++ ; Mg++; Fé++; PO4- - -; K+;
Na+; Cl - - Os sais minerais desempenham um importante papel biológico nos seres vivos,
agindo como ativadores de enzimas, como componentes estruturais de moléculas orgânicas
fundamentais e participando da manutenção do equilíbrio osmótico.
COMPONENTES ORGÂNICOS DA CÉLULA
Os principais componentes orgânicos da célula são: carboidratos; lipídios; proteínas;
enzimas; ácidos nucléicos e vitaminas.
CARBOÍDRATOS – compostos orgânicos constituídos de carbono, hidrogênio e oxigênio.
Na molécula de um carboidrato existe sempre um grupo aldeído ou um grupo cetona. Nos
demais carbonos existem grupamentos hidroxilas (-OH) Por essa razão, os carboidratos são
definidos como poliidroxialdeídos ou poliidroxicetonas.
Monossacarídeo – são carboidratos simples que não sofrem hidrólise, de fórmula geral
Cn(H2O)n, onde n varia de 3 a 7(trioses, tetroses, pentoses, hexoses e heptoses.
Oligossacarídeos – carboidratos formados pela junção de 2 a 10 monossacarídeos que se
separam por hidrólise:
15
Sacarose (glicose + frutose)
Lactose (glicose + galactose)
Maltose (glicose + glicose)
Polissacarídeos – formados pela junção de muitos monossacarídeos. Tem fórmula geral
(C5H10O5)n Ex: Amido; Celulose; Glicogênio.
LIPÍDIOS – (do grego lipo – gordura) são moléculas orgânicas que resultam da associação
entre ácidos graxos e álcool. Insolúveis em água. Solúveis em solventes orgânicos como
benzena, éter e álcool.
Lipídios simples – possuem em sua composição apenas átomos de carbono, hidrogênio e
oxigênio. Compreendem os glicerídeos, cerídeos e os esterídeos.
Lipídios Complexos – apresentam, além do Carbono, Hidrogênio e Oxigênio, átomos de
fósforo e nitrogênio, Ex: fosfolipídios - encontrados em plantas e animais. Esfingolipídios –
abundantes no tecido nervoso.
Função:

São reservas alimentares

Fornecem energia

Protegem mecanicamente

São isolantes térmicos

Auxiliam a absorção de vitaminas e outras substâncias lipossolúveis.
PROTEÍNAS – quimicamente são macromoléculas complexas, de alto peso molecular
constituídas de moléculas menores denominadas AMINOÁCIDOS.
AMINOÁCIDOS – são substâncias orgânicas que contem sempre um grupo amina
(- NH2) e um radical ácido, com seguinte fórmula geral.
16
Figura representativa da estrutura de uma proteína.
ÁCIDOS NUCLÉICOS - São moléculas gigantes, constituídas por unidades menores
denominadas nucleotídeos. Cada nucleotídeo é constituído de uma molécula de ácido
fosfórico ligada a uma pentose, que se acha ligada a uma base nitrogenada. Nos seres vivos
existem dois grandes tipos de ácidos nucléicos: ácido desoxirribonucléicos (DNA ou ADN)
e o ácido ribonucléico (RNA ou ARN).
As bases nitrogenadas são classificadas em duas categorias: púricas e pirimídicas.
17
VITAMINAS - São substâncias orgânicas de natureza química heterogênea que atuam
como coenzima, ativando enzimas fundamentais no processo metabólico dos seres vivos. Ao
contrario dos carboidratos lipídios e proteínas as vitaminas não tem função estrutural, nem
função energética; alem disso são exigidas pelo organismo em doses mínimas. Cada
vitamina tem um papel biológico especifico; portanto nenhuma vitamina pode substituir
outra vitamina diferente.
NUTRIÇÃO DOS MICRO-ORGANISMOS
Para o crescimento e multiplicação os organismos necessitam de:
 Uma fonte de carbono, hidrogênio e oxigênio.
 Uma fonte de sais minerais, ferro, enxofre, fósforo, sódio e magnésio.
 Uma fonte de energia.
CLASSIFICAÇÃO
AUTOTRÓFICO
ser vivo capaz de produzir compostos orgânicos a partir de substâncias minerais, utilizando
uma fonte de energia externa- energia luminosa.
HETEROTRÓFICO
ser vivo incapaz de produzir o seu próprio alimento, por isso alimenta-se a partir de
compostos orgânicos, produzida por outros seres vivos.
18
NECESSIDADE DE OXIGÊNIO
De acordo com o oxigênio, os MICRO-ORGANISMOs são divididos em 4 grupos
fisiológicos:
MICRO-ORGANISMOs Aeróbios – necessitam de oxigênio
MICRO-ORGANISMOs Anaeróbios – não podem crescer em presença do ar e não
utilizam oxigênio para as reações de produção de energia
MICRO-ORGANISMOs Facultativos – são aqueles que crescem na presença do ar
atmosférico e podem crescer também na ausência de oxigênio. Eles não requerem oxigênio
para o crescimento, embora possam utiliza-lo para a produção de energia em reações
químicas.
MICRO-ORGANISMOs Microaerófilos – necessitam de pequena quantidade de oxigênio
(1 a 15%).
FAIXA DE TEMPERATURA
Para todos os MICRO-ORGANISMOs existem 3 temperaturas cardeais
a) Temperatura mínima – abaixo da qual não há crescimento
b) Temperatura máxima – acima da qual não há crescimento
c) Temperatura ótima – onde o crescimento é máximo
19
De acordo com essa temperatura os MICRO-ORGANISMOs podem ser
classificados em 3 grandes grupos:
a) Psicrófilos – crescem em baixa temperatura
b) Mesofílicos – crescem em temperatura moderada
c) Termofílicos – crescem em alta temperatura
T. máxima
T. mínima
T. ótima
Psicrófilos
25ºC
< 0ºC
15ºC
Mesofílicos
45ºC
20ºC
35 – 37ºC
Termofílicos
95ºC
45ºC
60 – 70ºC
UNIDADE II - CARACTERÍSTICAS DOS MICRO-ORGANISMOS
BACTÉRIAS - são seres procarionte amplamente distribuído na natureza, sendo encontrada
em todos os ambientes. A célula bacteriana é, normalmente envolvida por uma parede
espessa (parede celular). Muitas bactérias possuem estruturas locomotivas denominadas
“FLAGELOS”
DIMENSÕES – 0,5 a 10 micra de comprimento
FORMA:
Cocos – células de forma esférica
Bacilos – forma de bastonetes
Espirilos – forma espiralada
Vibrião – forma de vírgula
ARRANJO: Há formas coloniais decorrentes da agregação das formas individuais
Diplococos – colônias formadas por dois cocos ligados
Estreptococos – cocos unidos em fileiras, como se fossem contas de colar
Estafilococos – cocos agregados desordenadamente
20
ESTRUTURA - As bactérias são constituídas, normalmente, por uma parede celular, que
contém em sua composição polissacarídeos, proteínas e também lipídios. Internamente à
parede celular, encontra-se a membrana plasmática, que é lipo-protéica e o citoplasma,. O
cromossomo encontra-se no citoplasma e possui forma circular. É constituído por uma
molécula de DNA que está ligado a uma membrana de proteína.
REPRODUÇÃO DAS BACTERIAS: Reproduzem-se por divisão binária, onde uma célula
se divide, formando duas células. Assim sendo, partindo de uma única bactéria, o aumento
populacional se faz em progressão geométrica:
1 2  22  23  24  25 ..... 2n
21
O tempo necessário para que a célula se divida ou seja, que a população duplique é
conhecido como “TEMPO DE GERAÇÃO”
A reprodução das bactérias é ASSEXUADA e algumas formam sob certas condições,
formas resistentes que são chamadas de “ESPOROS”. O fenômeno de da formação de
esporos é chamado “ESPORULAÇÃO”
EXIGÊNCIAS NUTRICIONAIS – há bactérias que fabricam seu próprio alimento
(AUTOTRÓFICAS) e outras que retiram seu alimento do meio em que se encontram
(HETEROTRÓFICAS).
COLORAÇÃO DE GRAM
É uma técnica de coloração para diferenciação de microorganismos através das
cores, para serem observados em microscópio óptico. A técnica recebeu este nome em
homenagem ao médico dinamarquês Hans Cristian Joaquim Gram.
Por volta de 1884, Hans Gram observou que as bactérias, após serem tratadas com
diferentes corantes, adquiriram cores diferenciadas. Assim, as que ficavam roxas foram
classificadas de Gram-positivas, e as que ficavam vermelhas, foram chamadas de Gramnegativas. A técnica de Gram é fundamental para a taxonomia e identificação das
22
bactérias, sendo muito utilizada atualmente, como técnica de rotina em laboratórios de
bacteriologia.
Os resultados após a coloração de Gram permitem classificar as bactérias em dois grupos:
Diferenças entre Gram-Positivas e Gram-Negativas
Quando as estruturas celulares são cobertas pelo corante violeta-de-metila, todas se
coram em roxo. Com a adição do mordente (Soluto de Lugol), ocorre à formação do
complexo iodo-pararosanilina, que tem como propriedade fixar o corante primário nas
estruturas coradas.
Algumas estruturas perdem a cor violeta rapidamente, quando ocorre a lavagem, com
ácool etílico, enquanto outras perdem sua coloração mais devagar ou a perdem
completamente. O corante safranina colore novamente as estruturas que foram descoradas.
As bactérias Gram-positivas, que têm a parede celular composta por mureína
(peptídeoglicano - peptídeo de ácido n-acetil murâmico), durante o processo de descoloração
com álcool etílico, retém o corante, permanecendo com a coloração conferida pelo corante
primário (roxo).
Já as bactérias Gram-negativas com parede celular composta
predominantemente por ácidos graxos (lipopolissacarídeos e lipoproteínas), perdem o
complexo iodo-pararosanilina, são incapazes de reter o violeta de Genciana, assumindo a cor
do corante de fundo (vermelha).
São as diferenças da estrutura da parede bacteriana, principalmente com relação à
espessura da camada de peptidoglicano, que é responsável pelo diferente comportamento das
bactérias diante da coloração de Gram.
CIANOBACTÉRIAS
23
Chamadas de algas azuis ou cianofíceas, as cianobactérias têm organização celular
semelhante à das bactérias. O núcleo e as organelas não são organizados, o material genético
fica em contato direto com o citoplasma. Por este motivo são do reino Monera.
As cianobactérias vivem na água, no solo bem úmido, sobre plantas, em fontes
termais sob altas temperaturas e até entre os pêlos de certos animais, como as preguiças.
Os seus processos vitais apenas requerem água, dióxido de carbono, substâncias
inorgânicas e luz. A fotossíntese é o principal modo de obtenção de energia para o seu
metabolismo.
As vezes a água das represas torna-se esverdeada; isso acontece porque o número de
cianobactérias aumenta muito. Nessas ocasiões é eliminada uma toxina, fazendo com que a
água apresente odor e sabor ruins. Como algumas bactérias, as cianobactérias do solo
conseguem transformar o nitrogênio gasoso em sais de nitrogênio, absorvidos dos solos
pelos vegetais.
As cianobactérias produzem para além das toxinas irritantes ao tacto, dois tipos de
toxinas: as neurotoxinas, e as hepatotoxicas. As hepatotoxinas são produzidas por espécies
de cianobactérias, incluíndo os géneros: Anabaena, Microcystis, Nodullaria, Nostoc,
Oscillatoria e Cylindrospermopsis. Estas integram o tipo mais comum de intoxicações
envolvendo cianobactérias e apresentam uma acção mais lenta, causando a morte entre
algumas horas ou poucos dias.
24
FUNGOS
Os fungos são organismos heterotróficos, obtendo sua alimentação a partir da
matéria orgânica inanimada ou nutrindo-se como parasitas de hospedeiros vivos. Como
saprófitas, decompõem resíduos complexos de plantas e animais, transformando-os em
formas químicas mais simples, que retornam ao solo. Tais substâncias são, então, absorvidas
pelas gerações vegetais subseqüentes. Desse modo, a atividade fúngica é amplamente
responsável pela fertilidade do solo.
O crescimento dos fungos saprofitas, contudo pode ser prejudicial – apodrecimento
da madeira, dos tecidos e dos alimentos.
Como parasitas causam doenças em vegetais, no homem e nos animais, embora a
maior parte das micoses seja menos severa que as bacterioses ou as viroses.
São importantes na fabricação de queijos, antibióticos etc.
25
Morfologia
São
MICRO-ORGANISMOs
eucarióticos,
pluricelulares,
reproduzem-se,
naturalmente, por meio de esporos. Não tem clorofilas, e, portanto não podem fazer a
fotossíntese, são filamentosos, medem em geral 5 a 10 m de dimensão transversal, são
comumente ramificados. Em sua maioria são imóveis. A maior parte entre todas as classes
de fungo produz esporos de dois modos: SEXUADA E ASSEXUADA.
O talo de um fungo é tipicamente composto por filamento tubular chamado
“HIFAS”. O conjunto de hifas recebe a denominação de “MICÉLIO”.
Fisiologia e nutrição dos fungos
- Fisiologicamente, os fungos adaptam-se a sobrecargas mais severas do que a maioria dos
MICRO-ORGANISMOs. Desenvolvem-se em altas concentrações de açucares.
- Podem tolerar e crescer em concentrações altas de ácidos, suportando variações de pH
entre 2,0 e 9,0.
- São capazes de viverem em ambientes úmidos e secos.
- A maioria dos fungos são estritamente aeróbios
- Desenvolve-se numa ampla faixa de temperatura, com um ótimo de 22 a 30ºC.
-A glicose é a fonte de carbono adequada para, praticamente, todos os fungos. A sacarose e a
maltose, assim como muitos compostos orgânicos de carbono mais complexos (amido
celulose). Nitrogênio orgânico, sob a forma de sais de amônio ou de hidratos.
Classificação dos Fungos
26
Classificar fungos não é tarefa fácil. Trata-se de um grupo muito antigo (mais de 540
milhões de anos) e existem muitas dúvidas a respeito de sua origem e evolução.
Os quitridiomicetos, constituídos por cerca de 790 espécies, são os prováveis ancestrais dos
fungos. Vivem em meio aquático e em solos úmidos próximos a represas, rios e lagos.
Vivem da absorção da matéria orgânica que decompõe e, muitas vezes, parasitam algas,
protozoários, outros fungos, plantas e animais. Algumas espécies causam considerável
prejuízo em plantas de cultivo (alfafa e milho).
Os ascomicetos, com cerca de 32.000 espécies, são os que formam estruturas reprodutivas
sexuadas, conhecidas como ascos, dentro das quais são produzidos esporos meióticos, os
ascósporos. Incluem diversos tipos de bolores, as trufas, as Morchellas, todos filamentos, e
as leveduras (Saccharomyces sp.), que são unicelulares.
Os basidiomicetos, com cerca de 22.000 espécies, são os que produzem estruturas
reprodutoras sexuadas, denominadas de basídios, produtores de esporos meióticos, os
basidiósporos. O grupo inclui cogumelos, orelhas-de-pau, as ferrugens e os carvões, esses
dois últimos causadores de doenças em plantas.
Os zigomicetos, com cerca de 1.000 espécies, são fungos profusamente distribuídos pelo
ambiente, podendo atuar como decompositores ou como parasitas de animais. Os mais
conhecidos é o Rhizobux stolonifer, bolor que cresce em frutas, pães e doces - seu corpo de
frutificação é uma penugem branca que lembra filamentos de algodão, recheados de pontos
escuros que representam os esporângios.
Os deuteromicetos, ou fungos conidiais, que já foram conhecidos como fungos imperfeitos,
costituem um grupo de fungos que não se enquadra no dos anteriores citados. Em muitos
deles, a fase sexuada não é conhecida ou pode ter sido simplesmente perdida ao longo do
processo evolutivo. De modo geral, reproduzem-se assexuadamente por meio da produção
de conidiósporos. A esse grupo pertencem diversas espécies de Penicillium (entre as quais a
que produz penicilina) e Aspergillus (algumas espécies produzem toxinas cancerígenas).
CARACTERISITICAS DAS LEVEDURAS
 As leveduras são fungos, mas deles se diferenciam por serem unicelulares.
27
 Sua reprodução se faz, geralmente por divisão binária. Como células crescem e se
reproduzem mais rapidamente que os bolores.
 São desprovidas de clorofilas
 Medem de 10 a 15 micras, com formato esférico, oval ou em forma de bastão.
 São similares as bactérias na morfologia, formação de colônias, métodos de cultivos e
atividades bioquímicas
 Crescem dentro da faixa de temperatura de 25 a 40ºC
 Desenvolve-se em meios contendo uma quantidade relativa de umidade
 Crescem na presença e também na ausência de oxigênio
 São ativos agentes oxidativos e fermentadores dos ácidos orgânicos e carboidratos
 São proteolíticos embora algumas espécies decompõem a gordura
 São usadas na fabricação de vinhos, cervejas, aguardente, pão .
ALGAS
As algas são organismos que anteriormente eram incluídos no Reino Plantae, porém
atualmente pertencem ao Reino Protista, sendo a Ficologia (fico = algas; logia = estudo) o
ramo da biologia que estuda esses seres: unicelular ou multicelular (filamentosas),
eucariontes, fotossintetizantes e viventes em ambientes de água doce (rios, lagos ou
superfícies úmidas) ou salgada (mares e oceanos).
MOFOLOGIA
28
As algas demonstram grande variedade de formas e de dimensões. Muitas espécies
ocorrem como células simples que podem ser esféricas, em bastão. Outras formas colônias
multicelulares.
REPRODUÇÃO
A reprodução assexuada pode ser tanto por divisão binária, isso nas unicelulares,
onde a célula se divide ao meio; quanto por fragmentação, mecanismo de cisão de um
segmento no talo nas algas multicelulares. Contudo, algumas espécies multicelulares
reproduzem por zoosporia, utilizando-se de células flageladas que se desprendem do talo,
locomovendo-se
até
um
local
favorável
para
o
desenvolvimento.
Porém, a maioria das algas se reproduz de forma sexuada, principalmente as
unicelulares haploides, comportando-se como se fossem gametas. Depois de atingido a
maturação essas células se fundem, formando um zigoto diploide que irá se dividir por
meiose (R!), originando outras quatro células jovens haploides, reiniciando o ciclo.
CLASSIFICAÇÃO
Entre as características consideradas na classificação das algas, destacam-se
basicamente duas: o tipo de pigmento fotossintetizante e a presença de substâncias de
reservas armazenadas no interior das células, existindo seis filos distintos de acordo com o
quadro abaixo.
29
Filo
Euglenophyta
(euglenas)
Clorofila
A
(dinoflageladas)
e
de
Reserva
b
Carotenoides
Paramilo
Xantofila
Clorofila
Dinophyta
Substância
Pigmento Fotossintetizante
A
e
C
Carotenoides
Peridinina
Amido
(pigmento:
marrom-
avermelhada)
Clorofila
Bacillariophyta
(diatomáceas)
A,
C
e
E
Carotenoides
Xantofila
Crisolaminarina
Fucoxantina
(pigmento: marrom)
Clorofila
Phaeophyta
(algas pardas)
A
e
C
Carotenoides
Xantofila
Laminarina e Manitol
Fucoxantina
(pigmento: marrom)
Rhodophyta
(algas
vermelhas)
Chlorophyta
(algas verdes)
Clorofila
A
e
D
Carotenoides
Amido
Ficoeritrina
(pigmento vermelho)
Clorofila
Carotenoides
A
e
B
Amido
Xantofilas
Euglenophyta → organismos unicelulares com dois flagelos, possuindo em seu interior
estrutura chamada estigma, desempenhando função sensorial, proporcionando orientação a
partir de uma fonte luminosa. Podem, conforme a baixa disponibilidade de luz, inativar seus
cloroplastos, realizando nutrição heterotrófica, retornando à situação autotrófica em
condições
favoráveis.
30
Dinophyta → organismos unicelulares, com endoesqueleto formado por delgadas placas
justapostas, próximas à face interna da membrana plasmática. Podem se reunir
estabelecendo colônias, produzindo toxinas em quantidade suficiente para provocar grande
mortandade
de
peixes
e
outros
animais.
Bacillariophyta → organismos com parede celular desprovidas de celulose, porém
impregnada com sílica (carapaça), conferindo aspecto rijo e uma enorme variedade de
formas.
Phaeophyta → organismos marinhos de regiões temperadas (água fria), e dimensões
consideráveis, medindo aproximadamente 70 metros de comprimento, representados por
algas
pardas
conhecidas
por
kelps.
Rhodophyta → organismos multicelulares marinhos (algas vermelhas), com alto teor em
vitamina
C,
utilizados
na
culinária
oriental
para
preparação
de
sushi.
Chlorophyta → organismos clorofilados, uni ou pluricelulares com ampla distribuição nos
mais diversos ambientes aquáticos, ocupando também locais onde a umidade é constante (no
tronco de árvores ou aderidas na superfície de rochas).
PROTOZOÁRIOS
São protistas eucarióticos, heterotróficos, unicelulares, em sua maioria são aquáticos.
Seu tamanho pode variar de 2 a 3 m a 250m ou mais existindo certas espécies visíveis a
olho nu. Alguns protozoários são de vida livre podendo nadar livremente ou fixados a um
substrato, outros podem viver no interior de animais e nas plantas, sendo em alguns casos
parasitas.
O tamanho e forma desses organismos mostram considerável variação. Em geral, a
célula individual dos protozoários representa um organismo completo. Como todas as
células eucarióticas, a célula dos protozoários também consiste em citoplasma, separado do
meio ambiente por um envelope especial, e em núcleo.
REPRODUÇÃO
31
Tipos de reprodução:
ASSEXUADA
·
divisão binária ou cissiparidade;
·
brotamento ou gemulação;
·
endogenia: formação de duas ou mais células-filhas por brotamento inferno.
·
esquizogonia: divisão nuclear seguida da divisão do citoplasma, constituindo
indivíduos isolados ou merozoítos. Esses rompem a membranA celular-mãe e continuam a
desenvolver-se. As células-filhas recém-formadas são os merozoítos; por isso, esquizogonia
pode também ser denominada de merogonia. Na realidade, existem três tipos de
esquizogonia: merogonia (produz merozoítos), gametogonia (produz microgametas) e
esporogonia (produz esporozoítos).
SEXUADA
Existem dois tipos de reprodução sexuada:
·
conjugação: união temporária de dois indivíduos, com troca mútua de
materiais nucleares;
·
singamia ou fecundação: união de microgameta e macrogameta formando o
ovo ou zigoto, o qual pode dividir-se para fornecer um certo número de esporozoítos. O
processo de formação de gametes recebe o nome de gametogonia e o processo de formação
dos esporozoítos recebe o nome de esporogonia.
NUTRIÇÃO
Quanto ao tipo de alimentação, os protozoários podem ser:
·
holofíticos ou autotróficos: são os que, a partir de grãos ou pigmentos
citoplasmáticos (cromatóforos), conseguem sintetizar energia a partir da luz solar
(fotossíntese);
·
holozóicos ou heterotróficos: ingerem partículas organicas, digerem-nas
(enzimas) e, posteriormente, expulsam os metabólitos. Essa ingestão se dá por fagocitose
(ingestão de partículas sólidas) ou pinocitose (ingestão de partículas líquidas);
32
·
saprozóicos: "absorvem,' substancias inorganicas, já decompostas e
dissolvidas em meio líquido;
·
mixotróficos: quando são capazes de se alimentar por mais de um dos métodos
acima descritos.
RESPIRAÇÃO
Podemos encontrar dois tipos fundamentals:
·
aeróbicos: são os protozoários que vivem em meio rico em oxigênio;
·
anaeróbicos: quando vivem em ambientes pobres em oxigênio
LOCOMOÇÃO
A movimentação dos protozoários é feita com auxílio de uma ou associação de duas
ou mais das organelas abaixo:
·
pseudópodes;
·
flagelos;
·
cílios;
·
microtúbulos subpeliculares que permitem a locomoção por
flexão, deslizamento ou ondulação.
Doenças causadas por protozoários: disenteria amebiana, malaria, doença das chagas.
VIRUS
São MICRO-ORGANISMOs muito pequenos (em media 0,1 micra). Não possuem
33
estrutura celular, são construídos por ácido nucléico (DNA ou RNA) circundado por uma
camada protéica e são incapazes de produzir ATP, ou seja, energia necessária para as
atividades de uma célula ou organismo superior. Assim precisam de uma célula viva para se
replicar, da qual utilizam as estruturas celulares que lhes faltam e o ATP da célula
parasitada. São inativos nos alimentos. Nos alimentos provocam problemas na fabricação de
iogurtes e queijos, pois os bacteriófagos destroem as células das culturas starter. Os vírus
patogênicos como o da hepatite A, da poliomelite e os causadores da gastroenterite
(rotavirus e vírus Norwalk) podem ser veiculados ao homem por água e alimentos.
Estrutura de um vírus
Ele é formado por um capsídeo de proteínas que envolve o ácido nucléico, que pode ser
RNA (ácido ribonucléico) ou DNA (ácido desoxirribonucléico). Em alguns tipos de vírus,
esta estrutura é envolvida por uma capa lipídica com diversos tipos de proteínas.
Vida
Um vírus sempre precisa de uma célula para poder replicar seu material genético,
produzindo cópias da matriz. Portanto, ele possui uma grande capacidade de destruir uma
célula, pois utiliza toda a estrutura da mesma para seu processo de reprodução. Podem
infectar células eucarióticas (de animais, fungos, vegetais) e procarióticas (de bactérias).
Classificação
A classificação dos vírus ocorre de acordo com o tipo de ácido nucléico que possuem, as
características do sistema que os envolvem e os tipos de células que infectam. De acordo
com este sistema de classificação, existem aproximadamente, trinta grupos de vírus.
Ciclo Reprodutivo
São quatro as fases do ciclo de vida de um vírus:
1. Entrada do vírus na célula: ocorre a absorção e fixação do vírus na superfície celular e
logo
em
seguida
a
penetração
através
da
membrana
celular.
2. Eclipse: um tempo depois da penetração, o vírus fica adormecido e não mostra sinais de
sua
presença
ou
atividade.
3. Multiplicação: ocorre a replicação do ácido nucléico e as sínteses das proteínas do
capsídeo. Os ácidos nucléicos e as proteínas sintetizadas se desenvolvem com rapidez,
produzindo
novas
partículas
de
vírus.
4. Liberação: as novas partículas de vírus saem para infectar novas células sadias.
34
Curiosidades:
- Exemplos de doenças humanas provocadas por vírus: hepatite, sarampo, caxumba, gripe,
dengue, poliomielite, febre amarela, varíola, AIDS e catapora.
- Os antibióticos não servem para combater os vírus. Alguns tipos de remédios servem
apenas para tratar os sintomas das infecções virais. As vacinas são utilizadas como método
de prevenção, pois estimulam o sistema imunológico das pessoas a produzirem anticorpos
contra determinados tipos de vírus.
CULTIVO DE MICRO-ORGANISMOS
O cultivo dos MICRO-ORGANISMOs, em condições laboratoriais, é um prérequisito para um estudo adequado. Para que isso possa ser realizado, é necessário o
conhecimento de suas exigências nutricionais e das condições físicas requeridas.
MEIOS DE CULTURA – são substancias de composição química definida, destinada ao
cultivo de tipos específicos e conhecidos de MICRO-ORGANISMOs.
Matérias primas como: peptonas, extrato de carne, extrato de levedura são empregadas nos
meios de cultura resultando um meio que promove o desenvolvimento de grande números de
MICRO-ORGANISMOs.
35
Características Básicas dos Meios de Cultura:
- Fonte de Carbono e Nitrogênio;
- Fonte de Energia;
- Sais Minerais;
- Fatores de Crescimento;
- Condições Físicas;
- Esterilização.
.
TIPOS DE MEIOS
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) e Caldo
Tetrationato.
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.
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
4. Meio Diferencial:
36
- possibilita a distinção entre vários gêneros e espécies de MICRO-ORGANISMOs, 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.
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
- 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;
CLASSIFICAÇÃO
1)De acordo com o estado físico
- Líquidos ou caldos: crescimento indiscriminado com turvação do meio
- Sólidos: crescimento de colônias isoladas, muito uitilizado para culturas puras
- Semi-sólido: adição de menor quantidade de ágar, mobilidade bacteriana
CONTROLE DOS MICRO-ORGANISMOS
O controle de micro-organismos se refere às diferentes formas de matar ou remover
os micro-organismos, reduzir o número e inibir o crescimento. O método de escolha
depende do tipo de material que contém o micro-organismo. Este controle pode ser feito
através de métodos físicos e métodos químicos.
MÉTODOS FÍSICOS
Calor
Quando uma população de bactérias é submetida ao calor, suas proteínas são desnaturadas.
Há fluidificação dos lípideos na presença de calor úmido. Os microorganismos são
considerados mortos quando perdem a sua capacidade de se multiplicar de forma
37
irreversível. Quando falamos de calor seco, oxidação. Porém devemos levar em
consideração que cada microorganismo responde de uma forma, de acordo com sua
resistência, quantidade e estágios metabólicos. O método a ser escolhido deve ser aquele
mate as formas mais resistentes de microorganismos. Os três parâmetros que podem
expressar essas diferenças: temperatura, tempo e grau de resistência.
Quando uma população microbiana é submetida ao calor, a redução do número de
indivíduos viáveis ocorre de forma exponencial. Portanto, quanto mais tempo se passar
exposto ao calor, menor a quantidade de microorganismos em determinado meio. Segundo
Flavio Alterthum, um material será considerado estéril quando trabalhamos na faixa de
probabilidade de encontrar um indivíduo vivo é de 1/10-6 (um para um milhão).
Calor úmido
a) Fervura
O mecanismo de ação da fervura é a desnaturação de proteínas. Não é um método de
esterilização, mas após cerca de 15 minutos de fervura pode matar uma grande quantidade
de microorganismos, mas não é eficaz contra endósporos bacterianos e alguns vírus.
Normalmente este método é utilizado em desinfecções caseiras, preparo de alimentos, etc.
b) Autoclavação
O mecanismo de ação da autoclavação é a desnaturação de proteínas. Se os materiais a
serem submetidos à autoclavação não forem deformados pelo calor ou umidade, este é o
melhor método a ser empregado. A autoclave é um aparelho que trabalha com temperatura e
pressão elevadas. Quando os microorganismos estão diretamente em contato com o vapor a
esterilização é mais eficaz. Utiliza-se esse processo para esterilização de meios de cultura,
soluções, utensílios e instrumentos.
38
c) Pasteurização
O mecanismo de ação da pasteurização também é a desnaturação de proteínas. Este método
foi desenvolvido por Louis Pasteur em 1846. Consiste em aquecer o produto em uma
determinada temperatura, por um certo tempo e logo após, resfriá-lo. Este processo reduz o
número de microorganismos, mas não assegura sua esterilização. Muito utilizado na
esterilização de leite, creme de leite, cerveja, vinho, etc.
Calor Seco
a) Flambagem
É
um
método
simples,
porém
muito
eficaz.
Consiste
em
colocar
a
alça
de platina diretamente sobre o fogo, oxidando todo o material até virar cinzas.
b) Incineração
Também é muito eficaz. Utilizado para incinerar diversos tipos de materiais, como papéis,
materiais hospitalares, carcaças de animais, etc. Também oxida todo o material até virar
cinzas.
c) Fornos
Normalmente é utilizado para esterilizar vidrarias. Deve-se atentar bem à relação tempo x
temperatura.
Filtração
A passagem de soluções ou gases através de filtros retém os microorganismos, então pode
ser empregada na remoção de bactérias e fungos, entretanto, passarão a maioria dos vírus.
39
Radiações
Dependem do comprimento de onda, da intensidade, da duração e da distância da fonte para
esterilizar.
Ionizantes
Utilizam radiações gama, mas tem um custo elevado. Formam radicais superativos e
destroem o DNA. Utilizado para esterilização de produtos cirúrgicos.
Não-ionizantes
A mais empregada é a luz ultravioleta, que altera o DNA através da formação de dímeros.
As lâmpadas germicidas são de baixo poder de penetração.
Baixas temperaturas
Não têm efeito esterilizante, apenas interrompem o crescimento bacteriano, preservando os
microorganismos.
Microondas
As radiações emitidas não afetam o microorganismo, mas geram calor, esterilizando meios
de cultura e materiais. Por isso têm sido cada vez mais utilizados.
Indicadores Biológicos
Neste método, suspensões-padrão de esporos bacterianos são submetidos à esterilização
juntamente com os materiais a serem esterilizados. Após o processo, os indicadores são
colocados em meios de cultura adequados. Se não houver crescimento, é porque o processo
de esterilização foi eficiente.
Pressão Osmótica
Quando em contato com meios hipertônicos (alta concentração de sais e açúcares) as células
dos microorganismos perdem água por osmose, ficando murchas, impedindo assim o
crescimento bacteriano. Método utilizado para conservar alimentos.
Dessecação
Este é um método para preservação de microorganismos. Sabe-se que na ausência de água
alguns microorganismos têm o seu metabolismo reduzido e até ausente, porém permanecem
viáveis. Através da liofilização a água é removida do interior das células e os
microorganismos são preservados em condições especiais de armazenamento e temperatura.
Bibliografia:
Luiz Rachid Trabulsi e Flavio Alterthum. Microbiologia, São Paulo: Atheneu, 2008.
MÉTODOS QUÍMICOS
Os agentes químicos empregados para matar ou inativar os MICRO-ORGANISMOs
40
são: Desinfetantes e Agentes Quimioterápicos
 Desinfetantes – são substancias que agem diretamente sobre as estruturas
microbianas, causando a morte dos MICRO-ORGANISMOs. Não matam
necessariamente todos os MICRO-ORGANISMOs, diminuem o numero de
tal forma que os indesejáveis não representam mais um risco para o processo.
 Quimioterápicos – são substancias que interferem na grande maioria dos
casos, em determinadas vias metabólicas, isto é, a ação dos agentes
quimioterápicos se restringe as células de MICRO-ORGANISMOs que
possuem a via metabólica sensível.
Microbicida – determinando a morte dos MICRO-ORGANISMOs
Microbiostático – apenas impedindo a sua proliferação
UNIDADE III- MICRO-ORGANISMOS COMO INDICADORES DE POLUIÇÃO.
POR QUE USAR BIOINDICADORES?
 1) Eles fornecem sinais rápidos sobre problemas ambientais, mesmo antes do homem
saber sua ocorrência e amplitude;
 2) Permitem que se identifiquem as causas e os efeitos entre os agentes estressores e
as respostas biológicas;
 3) Oferecem um panorama da resposta integrada dos organismos e modificações
ambientais;
 4)Permitem avaliar a efetividade de ações mitigadoras tomadas para contornar os
problemas criados pelo homem.
Bioindicadores para avaliar degradação ambiental
41
CONDIÇÃO ORIGINAL
PARÂMETRO ALTERADO
MODIFICAÇÃO
AMBIENTAL
MODIFICAÇÃO
AMBIENTAL
MODIFICAÇÃO
AMBIENTAL
Tipos de Biondicadores:
• sentinelas: introduzidas para indicar níveis de degradação e prever ameaças ao
ecossistema;
• detectoras: são espécies locais que respondem a mudanças ambientais de forma
mensurável;
• exploradoras: reagem positivamente a perturbações;
• acumuladoras: permitem a verificação de bioacumulação;
• bio-ensaio: usados na experimentação;
• sensíveis: modificam acentuadamente o comportamento.
Características dos melhores bioindicadores:
 limites de tolerância estreitos – sensíveis a pequenas mudanças ambientais;
42
 Abundância;
 Identificação fácil e rápida;
 Bem conhecidos (biologia e ecologia);
 Pouca mobilidade
CRITÉRIOS PARA DEFINIÇÃO DE UM MICRO-ORGANISMO OU GRUPO DE
MICRO-ORGANISMOS COMO INDICADORES
 Deve ser de rápida e fácil detecção
 Deve ser facilmente distinguível de outros MICRO-ORGANISMOs da microbiota
do alimento
 Não deve estar presente como contaminante natural do alimento
 Deve estar sempre presente quando o patógeno associado estiver
 Seu número deve correlacionar-se com o do patógeno
 Deve apresentar velocidades e necessidade de crescimento e morte semelhantes à do
patógeno
 Deve estar ausente nos alimentos que estão livres do patógeno ou em quantidade
mínima
INDICADORES DE CONTAMINAÇÃO FECAL OU DA QUALIDADE HIGIÊNICOSANITÁRIA DO ALIMENTO
 O uso de Escherichia coli como um indicador de contaminação de origem fecal
presente em água foi proposto em 1892
 Indicador ideal:
–
Ter como habitat exclusivo o trato intestinal de homens e outros animais
–
Ocorrer em números muito altos nas fezes
–
Apresentar alta resistência ao ambiente extra-enteral
–
Existir técnicas rápidas, simples e precisas para sua detecção e/ou contagem
43
COLIFORMES TOTAIS
 Bactérias da família Enterobacteriaceae, capazes de fermentar a lactose com
produção de gás, quando incubadas a 35-37ºC, por 48 horas. São gram-negativas e
não formadoras de esporos.
 Escherichia → habitat primário é o trato intestinal do homem e animais
 Enterobacter, Citrobacter e Klebsiella → presentes nas fezes, vegetais e solo.
 Presença não indica necessariamente contaminação fecal recente ou ocorrência de
enteropatógenos.
COLIFORMES TERMOTOLERANTES E ESCHERICHIA COLI
 Correspondem aos coliformes totais que continuam fermentando lactose com
produção de gás, quando incubadas à temperatura de 44-45,5ºC.
 Ao redor de 90% das culturas de E. coli são positivas nessas condições.
Escherichia coli
Os rios são habitados normalmente por muitos tipos de bactérias, algas e peixes. As
bactérias são importantes porque se alimentam de matéria orgânica e consomem a carga
poluidora lançada na água, fazendo a autodepuração.
Quando um rio recebe esgoto, passa a ter outros tipos de bactérias que não são da água e
podem causar doenças às pessoas que a beberem.
As nossas fezes contém cerca de 200 bilhões de coliformes fecais que são eliminados
diariamente e, geralmente, lançadas nos rios em forma de esgoto.
Coliformes termotolerantes s= indicador de poluição por fezes na água
Bioindicadores da qualidade da água:
Água
 Componente indispensável para os organismos vivos.
44
 Menos de 3% água doce.
 Crescimento populacional → falta de água potável
 Preocupação com o tratamento de esgoto
Vantagens do uso de protozoários ciliados como indicadores:
 Abundância
 Tempo de geração curto
 Sensíveis a pequenas alterações na cadeia trófica
 Facilmente mantidos em laboratório
45
Bioindicadores de poluentes do ar
Por que monitorar?
As medidas de bioindicadores têm sido usadas para apontar a probabilidade de um agente
estressor (contaminante) causar efeito adverso no ambiente e nas populações.
Agentes Poluentes:
- Gases emanados de indústrias
- Fumaça de chaminés domésticas
- Gases de veículos automotivos
- Gases vulcânicos
Principal responsável: Homem
46
Leveduras:
Por que é utilizada?
Pois é simples, rápido e não requer equipamentos sofisticados (baixo custo).
As leveduras do gênero Sporobolomycetes são sensíveis ao dióxido de enxofre e dióxido de
carbono, que é a poluição do ar. A presença delas em folhas de Ipê amarelo ou roxo se dá
em áreas com menores índices de poluição do ar.
47
Líquens:
 São plantas resultantes da associação mutualística entre fungos e algas, cuja
coloração predominante é verde amarelado ou verde acizentado.
 Por que os Líquens?
 - Os impactos dos poluentes sobre os organismos vivos não podem ser precisamente
medidos.
 - Os líquens são sensíveis à poluição do ar, principalmente a dióxido de enxofre,
fluoretos e ozônio.
 - A morfologia dos líquens não varia com as estações, permitindo que a acumulação
decorra todo o ano.
 Estes organismos têm uma longevidade considerável, o que permite que sejam
utilizados como integradores a longo prazo da deposição atmosférica.
 - Uma grande concentração dessas plantas num tronco de árvore exposto à poluição
aérea, é um indicativo de que nesse local o nível de poluição do ar está baixo e a
qualidade do ar está adequada para as plantas e ser humano.
48
Bioindicadores de poluentes do solo
Qualidade do solo seria sua capacidade de funcionar dentro dos limites dos ecossistemas
para:
 - Sustentar a produtividade biológica;
 - Manter a qualidade da água e do ar;
 - Promover a saúde humana, de plantas e de animais.
Dificuldades:
 - Multiplicidade de fatores químicos, físicos e biológicos que controlam os processos
biogeoquímicos e suas variações em função do tempo e espaço;
 - Complexidade do solo;
 Quais indicadores?
 - Bactérias, fungos e arqueabactéria
 Por que utilizar?
 - O uso de agrotóxicos e pesticidas poluem o solo;
49
 - Permitem verificar a qualidade do solo, pois englobam atributos físicos, químicos e
biológicos que são necessários.
UNIDADE IV - MICROBIOLOGIA DAS ÁGUAS NATURAIS POTÁVEIS E
ESGOTO
Os MICRO-ORGANISMOs podem:
•
mudar a composição química da água
•
fornecer nutrientes para outros organismos aquáticos
► CICLOS DA MATÉRIA
•
representar um grande risco para a saúde humana e animal
► PATÓGENOS
Ciclo hidrológico da água
50
Águas Naturais
•
Água atmosférica: nuvens, chuva, neve, geadas
•
Água de superfície: lagos, riachos, rios, oceanos
•
Água subterrânea: lençol freático, poros do solo
- habitat para muitos MICRO-ORGANISMOs
O ambiente aquático
•
Pressão hidrostática - pressão no fundo de uma coluna d’água: 1 atm/10 m - no fundo
dos oceanos é enorme - Danos às células
–
BAROFÍLICOS, encontrados a  2500 m de profundidade (possuem
vesículas de gás)
–
em profundidades acima de 4000 m, ocorrem
os BAROFÍLICOS
EXTREMOS
•
Luz
–
a vida na água depende, direta ou indiretamente, dos produtos da fotossíntese
•
algas e cianobactérias são os principais MICRO-ORGANISMOs
fotossintetizantes encontrados nos ambientes aquáticos
- estão limitados às regiões superficiais
•
Salinidade da água
–
água doce: 0 %
–
água do mar: 2,75 % de NaCl + outros sais = 3,3 - 3,7 %
► HALOFÍLICOS
–
lagos salgados (ex.: Salt Lake, EUA): 32 %
► HALOFÍLICOS EXTREMOS
•
Turbidez
51
–
material suspenso:
•
partículas minerais: erosão das rochas, solo
•
MICRO-ORGANISMOs suspensos
•
matéria orgânica: tecidos vegetais e animais
- superfície de adesão dos MICRO-ORGANISMOs
- fonte de nutrientes
TURBIDEZ x LUZ
•
pH
–
A maioria dos MICRO-ORGANISMOs aquáticos cresce melhor próximo à
neutralidade: 6,5 - 8,5
•
–
pH dos oceanos: 7,5 - 8,5
–
organismos marinhos: 7,2 - 7,6
–
lagos e rios: variação ampla
•
Archaea de lagos do sul da África: 11,5
•
Archaea de geisers: 1,0
•
orgânicos e inorgânicos
Nutrientes
•
nitratos e fosfatos:
•
algas
eutrofização O2
crescimento
de
outros organismos
•
carga de nutrientes:
•
águas próximas à praia: variável (esgotos)
•
águas de mar aberto: estável e baixa
•
baixo fitoplâncton (baixo N e Fe)
52
•
•
baixa atividade heterotrófica
•
atividade fotossintetizante: cianobactérias
efluentes industriais: presença de antimicrobianos
•
alguns
MICRO-ORGANISMOs
convertem
tais
substâncias em formas menos nocivas: Pseudomonas
spp.: mercúrio
metil mercúrio (volátil)
MICROBIOLOGIA DA ÁGUA POTÁVEL
•
rios, riachos, lagos,
–
–
•
sujeitos a freqüente poluição:
•
esgoto doméstico
•
agricultura
•
dejetos industriais
reutilização da água
•
processo natural, parte do ciclo hidrológico
•
mas, atualmente, há enormes pressões
–
 crescimento populacional
–
 uso industrial
–
 irrigação
Poluição
–
água pode ser límpida, inodora e sem sabor e mesmo assim ser não potável
devido à presença de contaminações
–
Água potável: livre de MICRO-ORGANISMOs patogênicos e de substâncias
químicas nocivas
53
•
•
contaminantes:
–
químicos
–
físicos
–
biológicos
Purificação da água
–
abastecimento residencial:
•
áreas rurais: poços e fontes: filtração no solo
•
cidades: estações de tratamento:
–
sedimentação
–
filtração
–
cloração
MICRO-ORGANISMOs patogênicos na água
•
Bactérias
–
Salmonella spp.
–
Vibrio cholerae
»
principais problemas associados à falta de cuidados
sanitários
–
Shigella spp.
–
Yersinia enterocolitica: gastroenterite aguda
–
Escherichia coli: linhagens patogênicas: enterites
–
Clostridium perfringens: enterite, gangrena gasosa
–
Vibrio parahaemolyticus: gastroenterites
–
Pseudomonas aeruginosa: infecções nos olhos, ouvidos
54
–
Staphylococcus aureus: infecções cutâneas, garganta e
intoxicações alimentares
–
•
Fungos
•
aquáticos: saprófitas, parasitas de peixes
•
oriundos do solo: leveduras
–
•
Geotrichum
Protozoários
•
ciliados
•
•
Giardia lamblia: esporos resistentes ao cloro
amebas
•
•
Candida albicans: infecções da pele, mucosas
fungos dermatófitos
–
•
Leptospira: hepatite, conjuntivite e insuficiência renal
Entamoeba hystolytica (amebíase-doença intestinal)
Vírus
•
Hepatites A e B
•
Gastroenterite infecciosa não bacteriana
•
Poliomielite
UNIDADE V – MICROBIOLOGIA DO SOLO
Solo: maior reservatório de MICRO-ORGANISMOs do planeta
•
direta ou indiretamente recebe todos os dejetos dos seres vivos
•
local de transformação da matéria orgânica em substâncias nutritivas
com grande abundância e diversidade de MICRO-ORGANISMOs
•
1 hectare de solo pode conter até 4 tons de MICRO-ORGANISMOs
55
1.Definição:
•
Em agricultura e geologia, solo é a camada que recobre as rochas, sendo constituído
de proporções e tipos variáveis de minerais de húmus
2.Principais fatores que afetam a atividade:
•
- Umidade
•
- Status nutricional
3.Constituintes do solo
•
•
Minerais:
–
sílica (SiO2), Fe, Al, Ca,Mg, K
–
P, S, Mn, Na, N ...
Matéria orgânica: origem vegetal, animal e microbiana
–
insolúvel (húmus): melhora a estrutura, libera nutrientes
•
–
solúvel: produtos da degradação de polímeros complexos:
•
•
•
efeito tampão, retenção de água
Açúcares, fenóis, aminoácidos
Água
–
livre: poros do solo
–
adsorvida: ligada aos colóides (argilas)
Gases:
CO2, O2, N2 ...
–
•
composição variável em função dos processos biológicos
Sistemas biológicos:
–
plantas
56
•
–
animais
–
MICRO-ORGANISMOs: grande diversidade e abundância
Dependendo de:
–
nutrientes
–
umidade
–
aeração
–
temperatura
–
pH
–
interações
4. A microbiota do solo
•
Bactérias:
–
grupo mais numeroso e mais diversificado
3 x 106 a 5 x 108 por g de solo seco
•
limitações impostas pelas discrepâncias entre técnicas
•
heterotróficos são mais facilmente detectados
Gêneros mais frequentes:
•
Bacillus,
Clostridium,
Arthrobacter,
Pseudomonas,
Nocardia,
Streptomyces, Micromonospora, Rizóbios
•
•
Cianobactérias: pioneiras, fixação de N2
Fungos:
•
5 x 103 - 9 x 105 por g de solo seco
•
limitados à superfície do solo
•
favorecidos em solos ácidos
57
•
ativos decompositores de tecidos vegetais
•
melhoram a estrutura física do solo
Gêneros mais frequentes:
•
•
•
Penicillium, Mucor, Rhizopus, Fusarium, Aspergillus, Trichoderma
Algas
•
103 - 5 x 105 por g de solo seco
•
abundantes na superfície
•
acumulação de matéria orgânica: solos nus, erodidos
Protozoários e vírus
- equilíbrio das populações
- predadores de bactérias
- parasitas de bactérias, fungos, plantas, ...
5. Micro-organismos e os ciclos da matéria
•
Terra: quantidade praticamente constante de matéria
Mudanças no estado químico produzindo uma grande diversidade de compostos.
•
Ciclo carbono
•
Ciclo nitrogênio
•
Ciclo do enxofre
58
O CICLO DO CARBONO
Transformações bioquímicas do carbono
O mecanismo mais rápido de transferência global do carbono ocorre pelo CO 2
•
Fixação do CO2
•
CO2 + 4H
(CH2O) + H2O
–
Plantas
–
bactérias verdes e púrpuras fotossintetizantes
–
algas
–
cianobactérias
–
bactérias quimiolitróficas
–
algumas bactérias heterotróficas:
»
CH3COCOOH + CO2
HOOCCH2COCOOH
ácido pirúvico
•
ácido oxaloacético
Degradação de substâncias orgânicas complexas
59
•
celulose (40-50% dos tecidos vegetais)
•
hemiceluloses (10-30% dos tecidos vegetais)
•
lignina (20-30%)
O CICLO DO NITROGÊNIO
Transformações bioquímicas do nitrogênio
•
Fixação do nitrogênio atmosférico
N2
NH3
aminoácidos
•
Fixação simbiótica: 60-600 Kg/ha.ano
•
90% pelas leguminosas
•
Economia em fertilizantes nitrogenados
•
Associações simbióticas fixadoras:
–
Anabaena - Azolla
–
Frankia - Alnus
–
Rizóbios - Leguminosas
Rizóbios – Leguminosas
•
etapas da formação de um nódulo:
–
reconhecimento: lectinas
–
disseminação:
•
citocininas
células tetraplóides
–
formação dos bacteróides nas células
–
leghemoglobina
–
maturidade: fixação do nitrogênio
–
senescência do nódulo: deterioração
60
•
Proteólise:
Proteínas Peptídeos  Aminoácidos
•
Amonificação (desaminação)
–
CH3-CHNH2-COOH + ½O2  CH3-CO-COOH + NH3
»
alanina
ác. pirúvico
amônia
»
A amônia é rapidamente reciclada, mas uma parte
volatiliza
•
Nitrificação: - produção de nitrato
- Solos bem drenados e pH neutro
•
Embora seja rapidamente utilizado pelas plantas, também pode ser lixiviado quando
chove muito (muito solúvel).
•
Uso de inibidores da nitrificação na agricultura
Etapas:
•
Nitritação: oxidação de amônia a nitrito
•
2NH3+ 3O2  2HNO2 + 2H2O
•
(Nitrosomonas, Nitrosovibrio, Nitrosococcus, Nitrosospira, Nitrosolobus)
•
Nitratação: oxidação de nitrito a nitrato
•
NO2- + ½O2  NO3-
•
(Nitrobacter, Nitrospina, Nitrococcus, Nitrospira)
Utilização do nitrato:
•
Redução assimilatória: plantas e MICRO-ORGANISMOs
–
•
NO3- + 8e- + 9H+  NH3 + 3H2O
Desnitrificação: ocorre em condições de anaerobiose como aceptor de
elétrons.
61
redução de nitratos a N2 (nitrogênio atmosférico)
–
2NO3  2NO2  2NO  N2O  N2
(Agrobacterium, Alcaligenes, Thiobacillus, Bacillus etc.)
- Como o N2 é menos facilmente utilizado que o nitrato como fonte de N, esse processo é
prejudicial pois remove o N fixado no ambiente.
- Por outro lado, é importante no tratamento de efluentes.
Para Leitura:
O nitrogênio é um elemento fundamental para a formação de proteínas e ácidos nucleicos
nos seres vivos
O nitrogênio (N2) é um elemento fundamental para os seres vivos, pois ele participa da
composição de aminoácidos, que compõem as proteínas; e também dos nucleotídeos, que
compõem os ácidos nucleicos.
A atmosfera tem cerca de 80% de nitrogênio, porém as plantas só conseguem utilizá-lo na
forma de amônia (NH3) ou nitrato (NO-3), enquanto os animais conseguem aproveitá-lo
somente na forma de aminoácidos. Portanto, com exceção de alguns MICROORGANISMOs, os seres vivos são incapazes de aproveitar diretamente esse gás.
Algumas poucas espécies de MICRO-ORGANISMOs conseguem fixar o nitrogênio
disponível na atmosfera, sendo as bactérias fixadoras de nitrogênio as mais conhecidas. Ao
incorporar os átomos de nitrogênio em suas moléculas orgânicas, esses MICROORGANISMOs fazem um processo chamado de fixação do nitrogênio. É um processo que
envolve muito gasto de energia, mas várias bactérias, cianobactérias e algumas espécies de
fungos são capazes de fazê-lo.
A fixação do nitrogênio é feita principalmente por espécies de cianobactérias e bactérias
que podem viver livres no solo, como é o caso das bactérias do gênero Azotobacter, e
também por outras que vivem no interior das células de espécies eucarióticas, como as
bactérias do gênero Rhizobium, que vivem em mutualismo nas raízes das leguminosas, como
feijão, soja, ervilha, etc. Alguns fungos fixadores de nitrogênio podem viver nas raízes de
plantas que não são leguminosas. Esses fungos formam nódulos nas raízes dessas plantas, e
a essa associação damos o nome de micorrizas, mas convém lembrar que nem todas as
micorrizas são formadas por fungos. Há também algumas bactérias e cianobactérias que
62
vivem associadas a plantas dos ecossistemas aquáticos, como a pteridófita Azzola, que vive
em mutualismo com a cianobactéria do gênero Anabaena.
Todos esses MICRO-ORGANISMOs transformam o nitrogênio disponível na atmosfera em
amônia (NH3). Nas raízes das leguminosas podemos encontrar inúmeros nódulos que são
formados por milhões de bactérias do gênero Rhizobium. Essas bactérias fixam o nitrogênio,
transformando-o em amônia, sendo uma parte fornecida à planta e a outra liberada no solo.
A amônia que está disponível no solo provém da fixação do nitrogênio pelos MICROORGANISMOs fixadores, mas há outra parte que provém da decomposição das proteínas,
dos ácidos nucleicos e de resíduos nitrogenados presentes em excretas e cadáveres. Quando
a transformação do nitrogênio em amônia é realizada por bactérias, fungos e
decompositores, chamamos esse processo de amonificação. Nesse processo, bactérias e
fungos conseguem a energia necessária para seu metabolismo, sendo a decomposição o
produto da respiração celular desses MICRO-ORGANISMOs.
Alguns vegetais conseguem aproveitar a amônia diretamente, enquanto que outros
empregam o nitrato (NO-3). Ao fenômeno de transformação da amônia em nitrato damos o
nome de nitrificação. A nitrificação é dividida em duas etapas, sendo que a primeira
chamamos de nitrosação. Nanitrosação, parte da amônia não aproveitada pelos vegetais é
oxidada
em
nitrito
por
bactérias
nitrificantes
do
gênero Nitrosomonas,
Nitrosococcus e Nitrosolobus. Nesse processo há a liberação de energia, e essas bactérias a
utilizam na produção de compostos orgânicos.
O CICLO DO ENXOFRE
Transformações bioquímicas do enxofre
As transformações do enxofre são ainda mais complexas que do nitrogênio:
-
Devido à variedade de estados de oxidação (-2 a +6) (S-orgânico a sulfato)
-
Porém, apenas 3 estados de oxidação se encontram em quantidade significativas na
natureza (-2, 0, +6)
Alguns componentes do ciclo:
•
Oxidação do enxofre elementar:
–
2S + 2H2O + 3O2
2H2SO4
63
2H+
–
ex. Thiobacillus thioxidans
–
O S0 também pode ser reduzido pela respiração anaeróbia
•
Degradação (oxid/red) de comp. orgânicos sulfurados:
–
•
cisteína + H2O
ácido pirúvico + NH3 + H2S
Utilização dos sulfatos:
–
plantas
–
MICRO-ORGANISMOs
•
•
+ SO4=
S é incorporado a aminoácidos:
»
cistina
»
cisteína
»
metionina
Redução de sulfatos (por bactérias amplamente distribuídas na natureza)
–
anaerobiose
•
CaSO4 + 8H
»
H2S + Ca(OH)2 + 2H2O
Desulfovibrio
- Necessidade da presença de compostos orgânicos (doadores de e-)
•
Oxidação de sulfato
–
bactérias fototróficas
•
CO2 + 2H2S
enzimas/luz
(CH2O) + H2O + 2S
Para leitura:
O enxofre apresenta um ciclo que se passa entre o ar e os sedimentos. Existe um grande
depósito na crosta terrestre e nos sedimentos e um depósito menor na atmosfera.
64
No reservatório terrestre, os microorganismos têm função preponderante pois realizam a
oxidação ou redução química. Dessas reações, resulta a recuperação do enxofre dos
sedimentos mais profundos.
Na crosta e no ar, paralelamente, ocorrem processos geoquímicos e meteorológicos, tais
como erosão, lixiviação, ação da chuva, etc. e processos biológicos de produção e
decomposição. Há, portanto, no ciclo, uma interdependência entre água, ar e terra.
Os sulfatos constituem a forma mais reduzida que é incorporada pelos autótrofos para fazer
parte das proteínas sendo o enxofre um elemento constituinte de certos aminoácidos.
O ecossistema não necessita tanto de enxofre como de nitrogênio e do fósforo. Mas, quando
se formam sulfetos de ferro nos sedimentos, o fósforo é convertido de uma forma insolúvel a
solúvel, que pode ser assimilada pelos organismos vivos. Esse fato mostra como um ciclo
pode interagir regulando outro.
O SO2 normalmente constitui passo transitório no ciclo e na maioria dos ambientes aparece
em concentrações muito baixas. Todavia, a poluição industrial produzindo óxidos de enxofre
vem afetando esse ciclo. Com as emissões das indústrias e queima de carvão nas
termoelétricas, o SO2 tem sido encontrado em grandes quantidades na atmosfera. Odióxido
de enxofre prejudica a fotossíntese como pode ser verificado pela destruição dos vegetais
junto às fundições de cobre.
A concentração de óxidos voláteis de enxofre, nitrogênio, etc. no ar, tem sido
consideravelmente aumentada pela queima de combustíveis fósseis (petróleo entre outros),
principalmente nas áreas urbanas, até causarem problemas de intoxicação e envenenamento
dos seres vivos como já ocorreu no Japão e outros países. Em 1966, nos estados unidos,
esses óxidos voláteis constituíam aproximadamente a terça parte das 125 milhões de
toneladas dos poluentes industriais do ar.
UNIDADE VI - MICROBIOLOGIA DO AR
Tipos de MICRO-ORGANISMOs no ar
• algas
• protozoários
• leveduras
• bolores
• bactérias
65
Origem dos MICRO-ORGANISMOs do ar
• solo: ventos
• água: gotas d’água na superfície de:
– oceanos
– lagos
– baías
• irrigação com efluentes de esgoto
• debulhamento de vegetais
• abatedouros
Fatores que afetam a microbiota do ar
•umidade
•temperatura
•radiação
•densidade populacional
Doenças transmitidas pelo ar
• Doenças de plantas
• ventos na superfície dos órgãos atacados (parte aérea) ou na superfície do solo (patógenos
de raízes) ferrugem do café•
Doenças do homem e dos animais
– inalação de poeira ou gotículas contendo propágulos, provenientes de:
– pessoas infectadas (diretamente)
– outras fontes: roupas, cama, solo
– aerossóis
» infecções respiratórias: secreções nasais, garganta
gotículas de 10 µm: inaladas depositadas nos objetos manuseio ressuspensão
Importantes doenças transmitidas de pessoa a pessoa pela inalação de partículas aéreas
Doenças virais
Catapora (Varicela)
66
Gripe (Influenza
Resfriado comum
Rubela (Rubella)
Doenças bacterianas
Coqueluche (Bordetella pertussis)
Meningite (Neisseriaspp.)
Difteria (Corynebacterium diphtheriae)
Pneumonia (Mycoplasma peneumoniae, Streptococcus spp.)
Tuberculose/Lepra (Mycobacterium tuberculosis, M. leprae)
Amigdalites (Streptococcus pyogenes)
Impetigo (Staphylococcus aureus)
Outras doenças adquiridas pela inalação de partículas de fontes ambientais
Doença Psitacose (Chlamydia psittaci)
Fonte: Gotículas de poeira oriundas de pássaros infectados (papagaios, pombos)
Doença do Legionário (Legionella pneumophila)
Fonte: Gotículas de sistemas de ar condicionado, tanques de armazenamento de água etc.
Doença: Alveolite alérgica aguda
Fonte: (vários Esporos de fungos ou de) de matéria orgânica em decomposição (compostos,
armazenamento de grãos, feno etc.)
Aspergilose (Aspergillus fumigatus ,A. flavus, A. niger)
Fonte: Esporos de fungos inalados de matéria orgânica em decomposição
Histoplasmose (Histoplasma capsulatum)
Fonte: Esporos do fungo de excrementos de morcegos ou de pássaros
Coccidioidomicose (Coccidioides immitis)
67
Fonte:Esporos em poeira de regiões desertas (América Central, do Sul e do Norte), onde o
fungo cresce no solo.
Controle das populações microbianas do ar
. filtração: filtros HEPA
• radiação
• desinfetantes/esterilizantes
UNIDADE VII - MICROBIOLOGIA INDUSTRIAL
MICRO-ORGANISMOs como elementos-chave em processos biotecnológicos
Microbiologia industrial = otimização de certas reações para produção de compostos de
interesse
Biotecnologia = MICRO-ORGANISMOs geneticamente modificados visando a produção
de produtos que normalmente eles não são capazes de produzir.
Principais organismos
Fungos = leveduras e bolores
Actinomycetes = Streptomyces
Características
dos
MICRO-ORGANISMOs
empregados
em
processos
biotecnológicos:
* Crescer in vitro
* Crescer em larga escala
* Não ser fastidioso
* Crescer mesmo em condições subótimas
* Ser de fácil manutenção
* Não ser patogênico
68
* Ser facilmente manipulável e geneticamente estável
Processos




ólicas: cerveja, vinho, destilados, etc.



MICRO-ORGANISMOs na mineração e na indústria do petróleo

ade dos solos: micorrizas, FBN, etc.
Processos podem ser melhorados engenharia genética grande -- potencial com grande
impacto econômico.
MICRO-ORGANISMOs na produção de alimentos


– Lactococcus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus

– Lactococcus lactis, L. bulgaricus e leveduras


– Lactobacillus acidophilus
– Streptococcus cremoris, Leuconostoc cremoris e Lactobacillus lactis
MICRO-ORGANISMOs na produção de alimentos
Fermentação de produtos lácteos




– queijo Suíço
– queijo camembert, roquefort, brie
Vegetais fermentados

Chucrute – Enterobacter cloacae, Leuconostoc mesenteroides,

Lactobacillus plantarum, L. brevis

Picles – L. plantarum, L. mesentereoides, Enterococcus faecalis,

Pediococcus cerevisae, Pseudomonas spp., Flavobacterium spp.,
69

Bacillus spp. e leveduras

Azeitonas – Leuconostoc

Molho de soja – Aspergillus oryzae, Pediococcus soyae, Saccharomyces spp.,
Torulopsis spp., e Lactobacillus spp.

Miso – Aspergillus oryzae
Fermentação de carnes

– produzidos por bactérias do ácido lático, em particular Pediococcus
cerevisae


– Saccharomyces cerevisae, Clostridium spp. e bactérias coliformes podem
ser empregados
Bebidas alcoólicas

Saccharomyce
cerevisae


ntação a álcool (S. cerevisae) e em seguida a ácido acético
(Acetobacter e Gluconobacter) ou conversão direta a acetato (Clostridium spp.)
BIOMINERAÇÃO
* Redução das reservas mundiais
* Exploração de minérios de baixa qualidade
* Poluição causada pelos métodos tradicionais de extração uso de MICRO-ORGANISMOs
mineradores Thiobacillus thioxidans e Thiobacillus ferroxidans ácidos oxidação do minério
precipitação
A companhia Vale tem um projeto em biomineração
BIOREMEDIAÇÃO DE SOLOS COM POLUIÇÃO QUÍMICA
BIOREMEDIAÇÃO DE SOLOS COM POLUIÇÃO QUÍMICA
MICRO-ORGANISMOS NA RECUPERAÇÃO DE ÁREAS DEGRADADAS
MICRO-ORGANISMOS NO CONTROLE BIOLÓGICO
70
REFERENCIAS





http://www.dms.ufsc.br/mip5117/arquivos/7653_Microbiologia_Industrial_e_Biotec
nologia.pdf
http://www.mundoeducacao.com/biologia/ciclo-nitrogenio.htm
https://www.google.com.br/#q=aula+microbiologia+do+solo
https://www.google.com.br/#q=AULA+Microbiologia+das+%C3%A1guas+naturais
+pot%C3%A1veis+e+esgoto
http://www.infoescola.com/microbiologia/metodos-fisicos-de-controle-demicroorganismos/

http://professor.ucg.br/SiteDocente/admin/arquivosUpload/5583/material/Meios%20
de%20Cultura%20aula%20pr%C3%A1tica.pdf

https://www.google.com.br/#q=Microorganismos+como+indicadores+de+polui%C3%A7%C3%A3o.+

http://www.enq.ufsc.br/labs/probio/disc_eng_bioq/trabalhos_pos2003/const_microor
g/protozoarios.htm

http://www.infoescola.com/evolucao/abiogenese-biogenese/

https://www.google.com.br/#q=cianobact%C3%A9rias+pdf

http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Reinos/biofungos3.php

http://inezita-cientista.blogspot.com.br/2010/01/seres-autotroficos-eheterotroficos.html

http://www.infoescola.com/bioquimica/coloracao-de-gram/

Amabis, José Mariano. Biologia. Volume 1. Editora Moderna.
71