Podłoże mikrobiologiczne - Polski Serwis Naukowy

Pożywka agarowa z koloniami drobnoustrojów.

Cztery typy pożywek

Różne typy hemolizy na agarze krwawym

Pożywka bakteryjna (zwana czasem podłożem bakteryjnym lub pożywką) to mieszanina związków chemicznych umożliwiających hodowlę bakterii lub grzybów. Po raz pierwszy bulionu odżywczego użył w 1877 roku Ludwik Pasteur. Oprócz tego Robert Koch używał pożywek zestalanych żelatyną, które udoskonalił za radą żony swego współpracownika, pani Hesse, używając agaru.

Żelatyna (gelatin, ATC: B 05 AA 06) – naturalna substancja białkowa pozyskiwana z kości i chrząstek zwierzęcych. Składa się z glicyny, proliny i hydroksyproliny. Rozpuszczona w wodzie tworzy układ koloidalny – zol liofilowy, który łatwo przechodzi w żel, o ile temperatura otoczenia nie jest zbyt wysoka.

Sole - związki chemiczne powstałe w wyniku całkowitego lub częściowego zastąpienia w kwasach atomów wodoru innymi atomami, bądź grupami o właściwościach elektrofilowych, np. kationy metali, jony amonowe i inne postaci XR4+ (gdzie X = {N, P, As, ...}, R - dowolna grupa organiczna) itp. Sole znalazły liczne zastosowania jako nawozy sztuczne, w budownictwie, komunikacji, przemyśle spożywczym i wielu innych. Sole występują w przyrodzie, jako minerały lub w organizmach żywych w roztworach płynów ustrojowych.

Pożywki mikrobiologiczne są również wykorzystywane w procesach biotechnologicznych do otrzymywania biomasy oraz określonych produktów metabolizmu mikroorganizmów. Tak też hodowle na pożywkach stanowią podstawę nieomal każdego zabiegu w bakteriologii i mikologii oraz dziedzinach na nich opartych.

Agar czekoladowy (CHOC; ang. chocolate agar) – nieselektywna mikrobiologiczna pożywka specjalna, w której skład wchodzi zlizowana krew (wzbogacająca pożywkę o NAD, hem i inne składniki odżywcze), umożliwiająca hodowlę wybrednych szczepów bakterii.

Agar z krwią - wzbogacone podłoże hodowlane, używane do diagnostyki wielu drobnoustrojów. Pożywka jest nieselektywna, wzrastają na niej bakterie beztlenowe, bakterie tlenowe, Gram dodatnie, Gram ujemne oraz grzyby. Składnikiem jest zwykły agar i najczęściej krew owcza. Na tej pożywce można sprawdzać zdolność bakterii do wytwarzania hemolizyn (strefa hemolizy).

Właściwości

W skład pożywek wchodzi woda destylowana (nie może zawierać domieszek metali) oraz sole w stężeniu zapewniającym izotoniczność środowiska. pH musi być odpowiednie dla wzrostu, ponieważ bakterie są wrażliwe na jego wahania. Najczęściej stosowaną dziś pożywką jest bulion odżywczy, który składa się z peptonu, wodnego wyciągu mięsnego oraz soli kuchennej, umożliwiającej zachowanie izotoniczności podłoża w stosunku do wnętrza komórek bakteryjnych. Niektórym samożywnym (autotroficznym) bakteriom obecność związków organicznych może zaszkodzić. Z tego powodu podłoża przeznaczone do ich hodowli zestala się krzemionką, tworząc dość twardy i elastyczny żel. Po przygotowaniu pożywkę wyjaławia się w wysokiej temperaturze.

Pożywka z tioglikolanem sodu – płynne podłoże używane w mikrobiologii do hodowli bakterii beztlenowych, zwłaszcza przetrwalnikujących rodzaju Clostridium.

Roztwór izotoniczny - roztwór, który w kontakcie z innym roztworem przez błonę półprzepuszczalną pozostaje z nim w osmotycznej równowadze dynamicznej.

Podział

Podłoża mogą być dzielone na wiele sposobów. Dzieli się je ze względu na stan na stałe (zestalone agarem określa się agarem odżywczym a żelatyną - żelatyną odżywczą), półpłynne i płynne (zwykły bulion odżywczy). Oprócz tego ze względu na pochodzenie wyróżniamy podłoża naturalne, półsyntetyczne i sztuczne. Naturalne wykonywane są z surowców pochodzenia naturalnego, które mogą zostać poddane jedynie niewielkiej ingerencji. Aktualnie używa się ich bardzo rzadko, wyłącznie w specjalnych celach badawczych. Można je uzyskać z jabłek, mleka, jajek, otrębów (dla grzybów) i innych roślin. Podłoża sztuczne stanowią mieszaninę wybranych związków chemicznych. Oprócz tego istnieją także pożywki półsyntetyczne. Najczęściej jednak podział dotyczy jakości składników.

Agar SS (agar Salmonella-Shigella) - jest to wykorzystywana w mikrobiologii pożywka typu wybiórczo-różnicującego. Wykorzystuje się ją do hodowli bakterii (np. w celu ustalenia lekooporności) grup Salmonella i Shigella z próbek kału. Ponieważ kał zawiera wiele bakterii z różnych rodzin, ważna jest tutaj wybiórczość wzrostu.

Jaja jako bogate źródło substancji odżywczych są podstawą wielu potraw. W Polsce najczęściej spożywa się jaja kurze, a także kacze, gęsie i przepiórcze (ostatnimi czasy wzrasta popularność jaj strusich). Jaja towarzyszą człowiekowi od początku jego istnienia. Jaja rybie zwane są ikrą i uważane w postaci kawioru za wyrafinowany przysmak.

Pożywki minimalne

Zawierają one wyłącznie te składniki, które są niezbędne do podtrzymania funkcji życiowych danego mikroba lub badanej funkcji mikroorganizmu.

Pożywki proste

Na tych pożywkach mogą wzrastać jedynie najmniej wymagające drobnoustroje. Są to bulion i pepton, a w przypadku podłoża stałego agar i żelatyna.

Przykłady: pożywka LB, pożywka YPD.

Bakterie (łac. Bacteriae, od gr. bakterion – "pałeczka") – grupa mikroorganizmów, stanowiących osobne królestwo. Są to jednokomórkowce lub zespoły komórek o budowie prokariotycznej. Badaniem bakterii zajmuje się bakteriologia, gałąź mikrobiologii.

Pożywka (podłoże) LB (z ang. Lysogeny Broth, dosł. Bulion Lizogenny), szerzej znana pod niepoprawną nazwą jako Luria-Bertani Broth (Pożywka Luria-Bertani) lub Luria Broth (Pożywka Luria) – kompletna, bogata pożywka do mikrobiologicznej hodowli bakterii.

Pożywki wzbogacone

Większość chorobotwórczych bakterii wzrasta właśnie na tych pożywkach. Poza standardowymi składnikami, znajduje się tu jeszcze dodatkowy czynnik - krew barania, glukoza, witaminy etc.

Przykłady: agar z krwią, agar Brauna.

Pożywki wybiórczo-namnażające (selekcyjne)

Są to pożywki, na których rośnie ograniczona ilość bakterii, a wzrost innych jest hamowany. Wykorzystywane są w nich cechy charakterystyczne szukanego szczepu: jeśli na przykład gatunek X rośnie przy wysokim stężeniu jakieś substancji, których dla innych gatunków jest śmiertelny, można zastosować pożywkę z daną substancją. W większości wypadków nie da się ograniczyć wzrostu tylko do jednego szczepu, można jednak znacznie zawęzić zakres.

Krew (łac. sanguis, gr. αἷμα, haima) – płyn ustrojowy, który za pośrednictwem układu krążenia pełni funkcję transportową, oraz zapewnia komunikację pomiędzy poszczególnymi układami organizmu. Krew jest płynną tkanką łączną, krążącą w naczyniach krwionośnych (układ krwionośny zamknięty) lub w jamie ciała (układ krwionośny otwarty). W szerokiej definicji obejmuje krew obwodową i tkankę krwiotwórczą, a w wąskiej tylko tę pierwszą. Jako jedyna (wraz z limfą) występuje w stanie płynnym. Dziedzina medycyny zajmująca się krwią to hematologia.

Biomasa – masa materii zawarta w organizmach. Biomasa podawana jest w odniesieniu do powierzchni (w przeliczeniu na metr lub kilometr kwadratowy) lub objętości (np. w środowisku wodnym - metr sześcienny). Wyróżnia się czasem fitomasę (biomasę roślin) oraz zoomasę (biomasę zwierząt), a także biomasę mikroorganizmów. Inny podział wyróżnia w ekosystemach biomasę producentów i biomasę konsumentów, które składają się na całkowitą biomasę biocenozy. Biomasa producentów tworzona jest w procesie fotosyntezy. Konsumenci i reducenci (destruenci) tworzą swoją biomasę kosztem biomasy producentów.

Przykłady: bulion z żółcią, pożywka SF, pożywka Müllera i Kauffmanna.

Pożywki wybiórczo-różnicujące (elekcyjne)

Są to podłoża, na których różnicuje się bakterie ze względu na ich metabolizm. Jeżeli jeden z gatunków wytwarza enzym, którego nie wytwarza inny szczep rosnący na danym podłożu, można je zróżnicować ze względu na obecność (lub brak) katalizowania reakcji przez ten enzym. Jeśli wyników reakcji nie widać gołym okiem, stosowany jest dodatkowo wskaźnik informujący o zajściu przemiany chemicznej. Bardzo często dane podłoże jest równocześnie pożywką wybiórczo-namnażającą.

Peptony - polipeptydy tworzące się podczas enzymatycznego rozpadu białek. Są głównym źródłem azotu organicznego w pożywce do hodowli bakterii. Zawierają liczne wolne aminokwasy i krótkie łańcuchy peptydowe, pewne witaminy i czasami węglowodany.

Pożywka Chapmana - jest to pożywka typu wybiórczo-różnicującego stosowana do hodowli gronkowców. Wykorzystuje się w niej fakt, że stafylokoki (gronkowce) są w stanie rosnąć przy wysokim stężeniu chlorku sodu, w przeciwieństwie do większości pozostałych bakterii. S. aureus i S. saprophyticus fermentują mannitol, natomiast S. epidermidis nie (element różnicujący pożywki). S. aureus można odróżnić od S. saprohyticus testem na koagulazę - po wrzuceniu do krwi pierwszy ścina osocze, drugi nie. .

Przykłady: pożywka Levine'a, agar SS, pożywka Chapmana, pożywka MacConkeya, pożywka Wilsona-Blaira, pożywka Endo, pożywka Krumwielda, podłoże Kliglera.

Pożywki specjalne

Stosowane do hodowli szczególnie wymagających szczepów bakterii.

Przykłady: pożywka Löfflera, pożywka Tarroziego-Wrzoska, agar czekoladowy, pożywka Clauberga, pożywka z tioglikolanem sodu, pożywka Levinthala, podłoże Löwensteina-Jensena.

Bibliografia

red. Leon Jabłoński: Podstawy Mikrobiologii Lekarskiej. Warszawa: PZWL, 1979, s. 489-500 oraz 38-40. ISBN 83-200-0181-1.
Co to są drobnoustroje i jak się je bada. W: Władysław J.H. Kunicki-Goldfinger: Życie bakterii. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 1998, s. 52-54. ISBN 978-83-01-14378-7.

Zapoznaj się z zastrzeżeniami dotyczącymi pojęć medycznych i pokrewnych w Wikipedii.

Agar-agar, agar, E406 – substancja żelująca, której głównym składnikiem jest trudno przyswajalny przez człowieka cukier galaktoza. Agar-agar dobrze rozpuszcza się w wodzie o temperaturze ok. 90-100 °C, a zestala się, tworząc rodzaj żelu w 40-50 °C. Zestalony żel rozpuszcza się po ponownym podgrzaniu do 90-100 °C. Odmianą agaru o słabszych własnościach żelujących jest agaroid.

Władysław J. H. Kunicki-Goldfinger (ur. 13 lutego 1916 w Krakowie, zm. 14 sierpnia 1995 w Warszawie) – polski mikrobiolog, profesor Uniwersytetu Warszawskiego.