9.6: Meios usados para o crescimento bacteriano

Objetivos de

• Identifique e descreva meios de cultura para o crescimento de bactérias, incluindo exemplos de meios multiuso, meios enriquecidos, seletivos, diferenciais, definidos e de enriquecimento

O estudo dos microrganismos é muito facilitado se formos capazes de cultivá-los, ou seja, manter as populações reprodutoras vivas em condições de laboratório. Cultivar muitos microrganismos é um desafio devido aos requisitos nutricionais e ambientais altamente específicos e à diversidade desses requisitos entre diferentes espécies.

Exigências nutricionais

O número de meios disponíveis para cultivar bactérias é considerável. Algumas mídias são consideradas mídias gerais para todos os fins e apoiam o crescimento de uma grande variedade de organismos. Um excelente exemplo de meio multiuso é o caldo tríptico de soja (TSB). Meios especializados são usados na identificação de bactérias e são complementados com corantes, indicadores de pH ou antibióticos. Um tipo, meio enriquecido, contém fatores de crescimento, vitaminas e outros nutrientes essenciais para promover o crescimento de organismos exigentes, organismos que não conseguem produzir certos nutrientes e exigem que eles sejam adicionados ao meio. Quando a composição química completa de um meio é conhecida, ela é chamada de meio quimicamente definido. Por exemplo, no meio EZ, todos os componentes químicos individuais são identificados e as quantidades exatas de cada um são conhecidas. Em meios complexos, que contêm extratos e digestões de leveduras, carne ou plantas, a composição química precisa do meio não é conhecida. As quantidades de componentes individuais são indeterminadas e variáveis. Caldo nutritivo, caldo tríptico de soja e infusão cerebral cardíaca são exemplos de meios complexos.

Os meios que inibem o crescimento de microrganismos indesejados e apoiam o crescimento do organismo de interesse fornecendo nutrientes e reduzindo a competição são chamados de meios seletivos. Um exemplo de meio seletivo é o ágar MacConkey. Ele contém sais biliares e violeta cristalino, que interferem no crescimento de muitas bactérias gram-positivas e favorecem o crescimento de bactérias gram-negativas, particularmente as Enterobacteriaceae. Essas espécies são comumente chamadas de entéricas, residem no intestino e são adaptadas à presença de sais biliares. As culturas de enriquecimento promovem o crescimento preferencial de um microrganismo desejado que representa uma fração dos organismos presentes em um inóculo. Por exemplo, se quisermos isolar bactérias que decompõem o petróleo bruto, bactérias hidrocarbonoclásticas, a subcultura sequencial em um meio que fornece carbono somente na forma de petróleo bruto enriquecerá as culturas com bactérias que comem óleo. Os meios diferenciais facilitam a distinção de colônias de diferentes bactérias por uma mudança na cor das colônias ou na cor do meio. As mudanças de cor são o resultado de produtos finais criados pela interação de enzimas bacterianas com substratos diferenciais no meio ou, no caso de reações hemolíticas, a lise dos glóbulos vermelhos no meio. Na Figura\(\PageIndex{1}\), a fermentação diferencial da lactose pode ser observada no ágar MacConkey. Os fermentadores de lactose produzem ácido, o que torna o meio e as colônias de fermentadores fortes em rosa quente. O meio é complementado com o indicador de pH vermelho neutro, que se transforma em rosa quente em pH baixo. Meios seletivos e diferenciais podem ser combinados e desempenham um papel importante na identificação de bactérias por métodos bioquímicos.

Figura\(\PageIndex{1}\): Nesta placa de ágar MacConkey, as colônias de E. coli fermentadoras de lactose são rosa brilhante. Serratia marcescens, que não fermenta a lactose, forma uma faixa de cor creme no meio bronzeado. (crédito: Sociedade Americana de Microbiologia)

Exercício\(\PageIndex{1}\)

1. Distinguir meios complexos e quimicamente definidos.
2. Distinguir meios seletivos e de enriquecimento.

Link para o aprendizado

Compare as composições do meio EZ e do ágar de sangue de ovelha.

O piquenique de fim de ano

O departamento de microbiologia está comemorando o final do ano letivo em maio com seu tradicional piquenique no verde. Os discursos se prolongam por algumas horas, mas finalmente todos os professores e alunos podem se aprofundar na comida: salada de frango, tomate, cebola, salada e torta de creme. À noite, todo o departamento, exceto dois estudantes vegetarianos que não comeram a salada de frango, sofre de náuseas, vômitos, vômito e cólicas abdominais. Várias pessoas se queixam de diarreia. Um paciente mostra sinais de choque (pressão arterial baixa). Amostras de sangue e fezes são coletadas dos pacientes e uma análise de todos os alimentos servidos na refeição é realizada.

As bactérias podem causar gastroenterite (inflamação do estômago e do trato intestinal) tanto pela colonização e replicação no hospedeiro, o que é considerado uma infecção, quanto pela secreção de toxinas, o que é considerado intoxicação. Os sinais e sintomas de infecções geralmente são retardados, enquanto a intoxicação se manifesta em poucas horas, como aconteceu após o piquenique.

Amostras de sangue dos pacientes não mostraram sinais de infecção bacteriana, o que sugere ainda que se tratou de um caso de intoxicação. Como a intoxicação é causada por toxinas secretadas, as bactérias geralmente não são detectadas em amostras de sangue ou fezes. Placas de ágar MacConkey e ágar Sorbitol-MacConkey e placas de xilose-lisina-desoxicolato (XLD) foram inoculadas com amostras de fezes e não revelaram colônias de cores incomuns, e nenhuma colônia preta ou colônia branca foi observada no XLD. Todos os fermentadores de lactose no ágar MacConkey também fermentam o sorbitol. Esses resultados descartaram agentes comuns de doenças transmitidas por alimentos: E. coli, Salmonella spp. e Shigella spp.

A análise da salada de frango revelou um número anormal de cocos gram-positivos dispostos em grupos (Figura\(\PageIndex{2}\)). Uma cultura de cocos gram-positivos libera bolhas quando misturada com peróxido de hidrogênio. A cultura tornou o ágar de sal de manitol amarelo após uma incubação de 24 horas.

Todos os testes apontam para o Staphylococcus aureus como o organismo que secretou a toxina. Amostras da salada mostraram a presença de bactérias cocci gram-positivas em grupos. As colônias foram positivas para catalase. A bactéria cresceu em ágar salgado de manitol fermentando manitol, conforme mostrado pela mudança para amarelo do meio. O indicador de pH no ágar salgado de manitol é o vermelho de fenol, que fica amarelo quando o meio é acidificado pelos produtos da fermentação.

Sabe-se que a toxina secretada pelo S. aureus causa gastroenterite grave. O organismo provavelmente foi introduzido na salada durante o preparo pelo manipulador de alimentos e multiplicado enquanto a salada era mantida em temperatura ambiente quente durante os discursos.

Exercício\(\PageIndex{2}\)

1. Quais são alguns outros fatores que podem ter contribuído para o rápido crescimento do S. aureus na salada de frango?
2. Por que o S. aureus não seria inibido pela presença de sal na salada de frango?

Figura\(\PageIndex{2}\): Cocos gram-positivos em grupos. (crédito: Centros de Controle e Prevenção de Doenças)

Conceitos principais e resumo

• Os meios quimicamente definidos contêm apenas componentes quimicamente conhecidos.
• Os meios seletivos favorecem o crescimento de alguns microrganismos enquanto inibem outros.
• Os meios enriquecidos contêm nutrientes essenciais adicionados que um organismo específico precisa para crescer
• Os meios diferenciais ajudam a distinguir as bactérias pela cor das colônias ou pela mudança no meio.