КУЛТУРНИ МЕДИИ: ИСТОРИЯ, ФУНКЦИЯ, ВИДОВЕ, ПОДГОТОВКА - БИОЛОГИЯ - 2025

В хранителната среда са специални хранителните препарати за възстановяване, изолация и поддръжка на бактериални и гъбични микроорганизми. Тези среди могат да бъдат твърди, течни или полутвърди.

Луи Пастьор е първият, който показа, че в бульон, приготвен с варени парчета месо, той се използва за бактериите да се размножават в голям брой, до степен да замъгли бульона. В този смисъл месният бульон на Пастьор се счита за първата използвана течна култура.

Сурова и подготвена културална среда (твърда и течна). Източник: Flickr

Тогава Робърт Кох, с помощта на своите сътрудници Джулиус Ричард Петри и Уолтър Хесе, постигна големи крачки. Първото проектирано блюдо на Петри, което се използва и до днес; и второто му хрумна да замести желатин с агар-агар за приготвяне на твърда културална среда, което беше много уместно, тъй като желатинът се разгражда от някои микроорганизми.

Понастоящем има много класове културни медии с различни цели, поради което те са класифицирани според тяхната функция: сред най-важните можем да споменем хранителните, селективни, диференциални, транспортни, обогатяващи и преброяващи културни медии. колонии, поддръжка и за изпитване на чувствителност.

Някои културни среди са специални за наблюдение на химични реакции, като са много полезни за идентифициране на участващите микроорганизми. Сред тях можем да споменем: Kligler medium, MIO, LIA, цитрат и др.

история

Първата културална среда е подготвена от Луи Пастьор, когато той се опита да покаже, че животът на микроби не е продукт на спонтанно генериране, но че микроорганизмите могат да се размножават и също, че те идват от въздуха.

Той приготвя бульон с парчета месо и наблюдава, че след няколко дни след излагане на въздуха, той се замъглява и в бульона има значително количество микроорганизми. В същото време друг бульон с предварително сварени и херметически затворени парчета месо остана прозрачен с течение на дните.

Това привлече вниманието на много изследователи и те разбраха, че тези микроорганизми са отговорни за разграждането на месото, а също и причиняват някои заболявания.

Поради тази причина беше от съществено значение да се създаде начин за възпроизвеждане на тези микроорганизми в лабораторията, за да се изследва допълнително.

В този смисъл Робърт Кох направи безценен принос за усъвършенстването на някои лабораторни техники, особено на тези, свързани с бактериалната изолация, тъй като въведе концепцията за солидна културална среда.

Отначало той използва картофени филийки като твърда среда, но по-късно добави желатин към месните бульони с по-добри резултати. Въпреки това, имаше моменти, когато желето ще се разтопи и ще се превърне в течна култура. Днес е известно, че това се случва, защото някои бактерии са способни да хидролизират желатина.

Тогава един от неговите сътрудници излезе с идеята да използва агар-агар, съединение, което съпругата му използва за сгъстяване на сладките си.

Този рудиментарен носител на култура постепенно става все по-усъвършенстван, докато достига до културните медии, които са известни днес.

композиция

Всяка среда има различен състав, но е от съществено значение тя да съдържа специфичните хранителни вещества за добро развитие на типа микроорганизъм, който се търси.

Той може също да съдържа специфични химични вещества, които помагат да се разкрие метаболитният път, който има определен щам, или които показват наличието на определени ензими.

Друг важен елемент е използването на буферни вещества. Те помагат за поддържане на осмотичния баланс на средата, както и pH.

Те също могат да съдържат въглехидрати и pH индикатор, за да покажат добавена захарна ферментация. Ще се наблюдава промяна в цвета на средата, ако има подкиселяване, генерирано чрез ферментация.

Някои културни среди съдържат инхибиторни вещества. В зависимост от използваното вещество растежът на някои микроорганизми ще бъде ограничен, а на други - благоприятно.

Видове културни медии

Културните медии се класифицират според различни критерии. Това са: според консистенцията му, състава и функцията му.

- Според неговата последователност

Течности

Те не съдържат агар-агар. Бактериалният или гъбичният растеж се доказва от мътността на бульона, който първоначално е полупрозрачен.

твърд

Те съдържат между 1,5 до 2% агар-агар. Втвърдената смес има повърхност, която издържа на финото движение на платинената дръжка, без да я счупи.

Полутвърди

Те съдържат приблизително 0,5% агар-агар, следователно, това е междинно състояние между течност и твърдо вещество. Идеален в медии, които служат за видимост на подвижността. Препоръчват се и за опазване на щамовете, тъй като поддържат влажността много по-дълго.

Бифазен

Те са медии, които се приготвят по такъв начин, че има твърда фаза и върху това течна среда. Широко използван за кръвни култури.

- Според състава си

Естествено растящи медии

Те са вещества, взети директно от природата за култивиране на бактерии, осигурявайки им среда, близка до това, как се развиват нормално в екосистемата. Например мляко, сокове, разредена кръв, серум и т.н.

Синтетични среди за култура

Те са най-широко използваните в наши дни, те са дехидратираната среда, която придобиваме в търговски къщи и чийто цял химичен състав е известен, тъй като са стратегически проектирани според типа микроорганизъм, който трябва да бъде изолиран.

Полусинтетични среди за култура

Това е комбинация от синтетична среда, към която се добавя естествен елемент за обогатяване на средата.

Средства за клетъчна култура

Те са специална среда за отглеждане на вируси, тъй като тези микроорганизми не могат да оцелеят извън клетките, те трябва да съдържат тъкан или живи клетки от животно или растение.

Пример: маймунски клетъчни култури или ембрионални яйца.

- Според неговата полезност

Хранителни, селективни, диференциални, транспортни, обогатяващи, идентифициращи, количествено определящи колонии, поддържащи и чувствителни среди. Те ще бъдат описани по-късно.

функция

Независимо от типа културна среда, всички те имат нещо общо и това е, че улесняват или насърчават размножаването на определени микроорганизми. Разликата се състои в състава на всеки от тях, което е определящ фактор за крайната полезност, която ще имат.

Всяка от съществуващите културни медии е стратегически проектирана за конкретната функция, за която е създадена, тоест всички те имат основа, която управлява насоките на тяхната специфична функция.

Трябва да се отбележи, че веднъж посетите културни среди трябва да бъдат подложени на температурни условия и кислород, подходящи за типа бактерии или гъбички, които трябва да бъдат изолирани.

Например, ако искате да изолирате мезофилни анаеробни бактерии, бихте могли да използвате кръвен агар и да инкубирате при анаеробни условия (без кислород) при 37 ° С в продължение на 48 часа.

Сега, ако трябва да се изолира гъбичка, се използва агар Sabouraud с антибиотици. Инкубира се при аеробиоза, при стайна температура в продължение на няколко дни, тъй като последните бавно нарастват.

Хранителни прости медии за култура

Както показва името му, тези културни среди съдържат хранителни вещества, като източници на витамини, аминокиселини, азот и въглерод, сред тях можем да споменем: месен екстракт или екстракт от дрожди, царевично нишесте, панкреатичен дайджест, пептони, глюкоза и др. между другото.

Те съдържат и други компоненти, които осигуряват на околната среда осмотичен баланс, тъй като повечето култури изискват рН, близко до 7,0. Тези елементи могат да бъдат: натриев хлорид, динатриев фосфат, наред с други.

Разредителят е дестилирана вода, а твърдата среда има агар-агар.

Целта на тези културни среди е да възстановят бактериалната или гъбичната микробиота, която съществува в дадена проба. Той не прави разлика между микроорганизмите, тъй като е способен да отглежда голям брой бактерии, както грамположителни, така и грамотрицателни, както и дрожди и мицелиални гъбички.

Те се препоръчват за засяване на проби от нормално стерилни места. Те обаче не са подходящи за бързи микроорганизми.

Те са полезни и за поддържане на щамове, стига да не съдържат глюкоза.

Обогатена културна среда

Ако към простата хранителна среда се добави кръв или загрята кръв, те стават обогатена среда (съответно кръвен агар и шоколадов агар).

Тези среди са много полезни за засяване на нормално стерилни проби, за спасяване на слаби щамове и за изолиране на хранителни микроорганизми.

Селективна среда за култура

Селективните културни среди, освен че съдържат основни хранителни вещества за растежа на определени микроорганизми, представляващи интерес, се добавят и инхибиторни вещества, като например антибиотици, противогъбични, оцветители, жлъчни соли.

Инхибиращите вещества са предназначени да намалят разнообразието от щамове, които могат да растат, като благоприятстват растежа на особено специална група, която трябва да бъде спасена.

Пример: бульон на ЕО (специален за общи и фекални колиформи) или агар Sabouraud с антибиотици (специфични за гъбички).

Диференциална култура

Диференциалната среда съдържа хранителни елементи, необходими за растежа на определена група микроорганизми, а също така съдържа вещества, които в присъствието на определени микроорганизми ще бъдат метаболизирани или разградени.

Тоест, те ще произведат химични реакции, които по един или друг начин ще бъдат доказани в хранителната среда.

Някои реакции алкализират или подкисляват средата и благодарение на наличието на pH индикатор, тези промени могат да бъдат доказани чрез промяна на цвета в средата и в колонията.

Следователно сред голяма група бактерии, които ще могат да растат в тази среда, ще се разграничат тези, които метаболизират или разграждат веществото, и тези, които не го правят, просто като наблюдават цвета на колонията и средата.

Например, кръвният агар различава бактериите, които причиняват бета хемолиза (бистър ореол) от тези, които причиняват алфа хемолиза (зеленикав ореол), и тези, които не произвеждат хемолиза.

Селективни и диференциални среди

Пример за това е какво се случва в агар MacConkey. Той е селективен, тъй като позволява само растежа на грамотрицателни бацили; и тя е диференциална, тъй като бактериите, които ферментират с лактоза (колонии фуксия), могат да бъдат разграничени от неферментиращи бактерии (бледо розови или безцветни).

Медиите за транспортна култура

Както подсказва името им, те са средства, използвани за транспортиране на проби, взети на повече или по-малко отдалечено място, до лабораторията, която ще обработва пробата. Транспортната среда поддържа пробата в най-добрите условия, така че да се получат надеждни резултати.

Тези културни среди имат много специални характеристики, тъй като не могат да бъдат надвишени в хранителните вещества, тъй като присъстващата бактериална популация трябва да остане жизнеспособна, но без да нараства.

Обикновено те са полутвърди среди, позволяващи на пробата да остане хидратирана. Не бива обаче да се правят компромиси в възможно най-бързо получаване на пробата в лабораторията. Примери за транспортни средства: Stuart medium, Cary Blair и Amies.

Медиите за култура за обогатяване

Тези културни среди са течни. Те се използват за спасяване на специфични патогени, които във всеки даден момент могат да присъстват в пробата в минимално количество.

Също така е полезно да се спаси патогенен щам, който може да е слаб от всяко получено предишно лечение. Пример: пептонова вода, тиогликолатен бульон и бульон селенит.

Тези среди имат инхибиторни вещества, които предотвратяват растежа на придружаващите микробиоти, и специфични хранителни вещества, които благоприятстват развитието на микроорганизма, който представлява интерес.

Средства за култура за идентифициране

Тези среди съдържат вещества, които могат да бъдат химически метаболизирани от определени бактерии, произвеждайки химични реакции, които показват наличието на специфични ензими или метаболитни пътища.

Поради това те се използват като биохимични тестове, които спомагат за разпознаването на рода и вида на определена група щамове. Пример: Средата на Kligler показва дали микроорганизмът е способен да ферментира глюкоза и лактоза, ако произвежда сероводород и газ.

Тази среда съдържа разкриващи вещества, които позволяват да се наблюдава реакцията, като индикатор за рН и железни йони.

Този прост тест може да разграничи две големи групи бактериални микроорганизми, като бактериите, принадлежащи към семейството на Enterobacteriaceae, от така наречените неферментиращи бактерии.

Медиите за броене на колонии

Това са прости, неселективни среди, които служат за количествено определяне на микробна популация, като стандартната среда за броене. Видът на микроорганизма, който ще расте в тази среда, ще зависи от температурата и кислородните условия, които са установени.

Културна среда за тестване на чувствителност

Стандартизираната среда за тази цел е Müeller Hinton агар, тази среда е идеална за оценка на поведението на различни антибиотици срещу изолиран патогенен микроорганизъм.

Той е особено полезен при неизискващите бактерии, докато при бързи бактерии може да се използва само ако е допълнен с кръв.

Културни носители за поддръжка

Целта на тези средства е да възпроизведат микроорганизма, а също и да поддържат жизнеспособността на бактериите или гъбичките възможно най-дълго, а също и да запазят неговите физиологични функции.

Важна характеристика е, че този тип среда не трябва да съдържа глюкоза, тъй като въпреки че е елемент, който осигурява бърз растеж, ферментацията му също произвежда киселини, които намаляват живота на микроорганизма.

Някои лаборатории трябва да поддържат определени микроорганизми жизнеспособни за по-късна употреба в научни изследвания, вътрешен контрол или за образователни цели.

подготовка

Понастоящем има много търговски марки, които разпространяват различните културни медии. Средата се предлага в сушен чрез замразяване или дехидратиран вид, съдържа се в херметични буркани и е защитена от светлина.

Всяка среда се предлага с етикет, указващ името на носителя, неговите компоненти, номер на партидата и колко да тежи, за да се подготви литър хранителна среда.

Дестилираната вода се използва като разредител. Претегленото количество се разтваря в един литър дестилирана вода, докато сместа се хомогенизира. Повечето среди се автоклавират при налягане от 15 килограма, температура 121 ° С в продължение на 15 минути.

Течните среди се автоклавират вече разпределени в съответните им епруветки, докато твърдите среди се автоклавират в колби от Ерленмайер.

Последните се оставят да престоят, докато достигнат температура от 55 ° C и се сервират в чашките на Петри вътре в качулка за ламинарен поток или близо до горелката Bunsen. Оставят се да се втвърдят и се съхраняват в хладилника с главата надолу.

Съществуват и твърди културни среди, които се разпределят в епруветки, което им позволява да се втвърдят или в шпилки (прави), или в флейта клюн (наклонен).

Преди да използвате всяка подготвена културална среда, твърда или течна, тя трябва да се темперира преди сеитбата на пробата.

важност

Културните медии несъмнено са много ценен инструмент за работа на микробиолозите, тъй като те дават възможност за възстановяване на инфекциозния агент, който в определен момент може да засегне човек или да замърси храна, среда или повърхност.

В този смисъл може да се каже, че микробиологията има различни области, сред тях са клиничната, индустриалната, екологичната, хранителната микробиология, между другото, и културните среди се използват във всички тях.

Разбира се, типът използвана среда във всеки случай може да варира в зависимост от нуждите и вида на обработената проба. Търсена е и групата на микроорганизмите.

Изолирането на патогенния микроорганизъм или причината за всяко замърсяване е от съществено значение, за да може да се проведе ефективно лечение или да се приемат процедури, които помагат за премахване на въпросния замърсител.

В случай на клинична микробиология е важно не само да се изолира микроорганизмът и да се идентифицира (познайте рода и вида), но и антибиограмата трябва да бъде извършена.

Това проучване, което също използва културална среда, ще ни позволи да кажем кой антимикробен препарат е чувствителен и кой е устойчив или накратко, кой може да се използва като лечение и кой не може.

Следователно като цяло културните среди не могат да липсват в лаборатория по микробиология, независимо от района.

И накрая, може да се каже, че културните среди позволиха да се изследват различни аспекти както на бактерии, така и на гъбички.

Контрол на качеството на културните медии

Подготовката и използването на културните среди не трябва да се извършва леко. Във всяка лаборатория трябва да има отдел, който прилага протоколи за контрол на качеството в медиите, всеки път когато се подготвят нови партиди и по този начин се гарантира, че те са правилно подготвени, стерилни и функционални.

За да се оцени тяхната стерилност, една или две среди се вземат произволно от всяка партида и се инкубират при 37 ° С в продължение на няколко дни (не трябва да има растеж). За проверка на тяхната функция се използват правилно култивирани и жизнеспособни ATCC (American Type Culture Collection) щамове.

Изхвърляне на културни среди

След използване на културните среди, трябва да се изхвърлят по такъв начин, че да не замърсяват околната среда.

За това материалът се стерилизира в автоклав, преди да бъде изхвърлен. Впоследствие материалът се отстранява от стъклените съдове. Последната се измива, суши, стерилизира и съхранява за по-късна употреба. В случай на използване на чинии за еднократна употреба, те се стерилизират и по-късно се изхвърлят в специални торби.

Препратки

1. Микробиология на Borrego в марки VIII. Робърт Кох: Триумфът на постоянството (I). Новини SEM 2018, 117 (1): 1-18 University of Malaga. Достъпно на: jornades.uab.cat/
2. Volcy C. Генезис и еволюция на постулатите на Кох и връзката им с фитопатологията. Ревю на Colomb. 2008; 26 (1): 107-115. Достъпно на: scielo.org.co/
3. Бургутското езеро Нанси, замъкът Ейбрахам Лурд. Контрол на качеството на културните среди, използвани при мониторинг на околната среда на класифицирани производствени зони. Rev Cubana Hig Epidemiol 2013; 51 (2): 155-160. Предлага се в: scielo.
4. Bonilla M, Pajares S, Vigueras J, Sigala J, Le Borgne S. Дидактически материал наръчник за основни микробиологични практики. Столичен автономен университет. Отдел естествени науки и инженерство. Отдел Куаджималпа. 2016.Достъпно на: cua.uam.mx/
5. Carbajal A. Media cell media media: преглед. Лаборатория Светът на лабораториите. Медицински център на Университета в Питсбърг, САЩ. 2013 на разположение на: es /
6. Koneman E, Allen S, Janda W, Schreckenberger P, Winn W. (2004). Микробиологична диагноза. 5-то изд. Редакция Panamericana SA Аржентина.
7. Forbes B, Sahm D, Weissfeld A. (2009). Микробиологична диагностика на Бейли и Скот. 12 изд. Редакция Panamericana SA Аржентина.