MEDIJI U KULTURI: POVIJEST, FUNKCIJA, VRSTE, PRIPREMA - BIOLOGIJA - 2026

Medij za kulturu posebni su prehrambeni pripravci za oporavak, izolaciju i održavanje bakterijskih i gljivičnih mikroorganizama. Ovi mediji mogu biti kruti, tekući ili polučvrsti.

Louis Pasteur bio je prvi koji je pokazao da se u bujonu napravljenom od kuhanih komada mesa koristi bakterija za razmnožavanje u velikom broju do točke zamagljivanja juhe. U tom smislu, Pasterov mesni juh smatra se prvim tekućim kulturom koje se koristi.

Sirovi i pripremljeni mediji za kulturu (kruti i tekući). Izvor: Flickr

Tada je Robert Koch uz pomoć svojih suradnika Juliusa Richarda Petrija i Waltera Hessea napravio veliki napredak. Prvo je dizajnirao Petrijevu posudu, koja se koristi i danas; i drugo mu je palo na pamet da zamijeni želatinu agar-agarom kako bi se pripremio čvrsti medij kulture, što je bilo vrlo relevantno, budući da je želatin razgradio neke mikroorganizme.

Trenutno postoji mnogo klasa kulturnih medija s različitim namjenama, pa su oni svrstani prema njihovoj funkciji: među najvažnije možemo spomenuti hranjive, selektivne, diferencijalne, transportne, obogaćujuće i prebrojne kulturne medije. kolonije, održavanje i ispitivanje osjetljivosti.

Neki su kulturi pogodni za promatranje kemijskih reakcija, pa su vrlo korisni za identifikaciju mikroorganizama koji su uključeni. Među njima možemo spomenuti: Kligler medium, MIO, LIA, citrate, između ostalih.

Povijest

Prvi medij kulture pripremio je Louis Pasteur kad je pokušao pokazati da život mikroba nije proizvod spontane generacije, ali da se mikroorganizmi mogu množiti i također da dolaze iz zraka.

Pripremio je juhu s komadima mesa i primijetio da se nakon nekoliko dana nakon izlaganja zraku zamutio i u juhi je bila primjetna količina mikroorganizama. U isto vrijeme, još jedna juha s prethodno kuhanim i hermetički zatvorenim komadima mesa ostala je prozirna kako su dani prolazili.

To je privuklo pažnju mnogih istraživača i shvatili su da su ti mikroorganizmi odgovorni za razgradnju mesa i također uzrokovanje nekih bolesti.

Iz tog razloga, bilo je neophodno stvoriti način reprodukcije tih mikroorganizama u laboratoriju kako bi ih se dalje proučavalo.

U tom je smislu Robert Koch dao neprocjenjiv doprinos poboljšanju određenih laboratorijskih tehnika, posebno onih koje se odnose na izolaciju bakterija, kada je uveo koncept čvrstog medija kulture.

U početku je krumpir krumpira koristio kao čvrsti medij, ali kasnije je mesnim juhama dodao dobre želatine s boljim rezultatima. Međutim, bilo je vremena kada će se mliječ rastopiti i pretvoriti u tekuću kulturu. Danas se zna da se to događa jer su neke bakterije sposobne hidrolizirati želatinu.

Tada je jedan od njegovih suradnika došao na ideju da koristi agar-agar, spoj koji je njegova supruga koristila za zgušnjavanje slatkiša.

Ovaj rudimentarni kulturni medij postupno je postajao sofisticiraniji, sve dok nije stigao do medija kulture koji su danas poznati.

Sastav

Svaki medij ima različit sastav, ali ključno je da sadrži određene hranjive tvari za dobar razvoj vrste mikroorganizma koji se traži.

Može sadržavati i specifične kemijske tvari koje pomažu u otkrivanju metaboličkog puta koje određeni soj ima ili koje pokazuju prisutnost određenih enzima.

Drugi važan element je upotreba puferskih tvari. Oni pomažu u održavanju osmotske ravnoteže medija, kao i pH.

Također mogu sadržavati ugljikohidrate i pH indikator da pokažu dodavanje fermentacije šećera. Promjena boje medija primijetit će se ako dolazi do zakiseljavanja stvorenog fermentacijom.

Neki kulturi sadrže inhibitorne tvari. Ovisno o korištenim tvarima, rast nekih mikroorganizama biće ograničen, a favoriziran je i drugi.

Vrste medija u kulturi

Mediji kulture razvrstavaju se prema različitim kriterijima. To su: prema svojoj dosljednosti, sastavu i funkciji.

- Prema svojoj dosljednosti

tekućine

Ne sadrže agar-agar. Rast bakterija ili gljivica dokazuje zamućenost juhe koja je izvorno prozirna.

solidan

Sadrže između 1,5 do 2% agar-agara. Učvršćena smjesa ima površinu koja odolijeva finom pokretu platinske ručke bez pucanja.

Polu-čvrsta supstanca

Sadrže otprilike 0,5% agar-agar, dakle, to je intermedijarno stanje između tekućeg i krute tvari. Idealno za medije koji služe da se vidi pokretnost. Preporučuju se i za očuvanje sojeva, jer oni duže zadržavaju vlažnost.

bifazični

Oni su mediji koji su pripremljeni na takav način da postoji čvrsta faza, a na ovom tekući medij. Široko koristi za krvne kulture.

- Prema svom sastavu

Prirodno rastući mediji

To su tvari uzete izravno iz prirode za uzgoj bakterija, pružajući im okruženje onoliko blizu koliko se normalno razvijaju u ekosustavu. Primjerice, mlijeko, sokovi, razrijeđena krv, serum itd.

Mediji sintetske kulture

Oni se danas najčešće koriste, oni su dehidrirani mediji koje nabavljamo u komercijalnim kućama i čiji je čitav kemijski sastav poznat, budući da su strateški dizajnirani prema vrsti mikroorganizma koji treba izolirati.

Polusintetički mediji za kulturu

To je kombinacija sintetičkog medija kojemu se dodaje prirodni element koji obogaćuje medij.

Mediji stanične kulture

Posebni su mediji za uzgoj virusa, jer ti mikroorganizmi nisu u stanju preživjeti izvan stanica, moraju sadržavati tkivo ili žive stanice životinje ili biljke.

Primjer: majmunske kulture bubrežnih stanica ili embrionirana jajašca.

- Prema svojoj korisnosti

Prehrambeni, selektivni, diferencijalni, transport, obogaćivanje, identifikacija, kvantifikacija kolonije, održavanje i ispitivanje osjetljivosti. Oni će biti opisani kasnije.

Funkcija

Bez obzira na vrstu medija kulture, svi imaju nešto zajedničko, a to je da omogućuju ili potiču razmnožavanje određenih mikroorganizama. Razlika je u sastavu svakog od njih, što je odlučujući faktor za konačnu korisnost koju će imati.

Svaki od postojećih medija kulture strateški je osmišljen za specifičnu funkciju za koju je stvoren, odnosno svi oni imaju temelje koji upravlja smjernicama njihove specifične funkcije.

Treba napomenuti da se kultura koja je jednom zasijana podvrgava uvjetima temperature i kisika koji odgovaraju vrsti bakterija ili gljivica koje se moraju izolirati.

Na primjer, ako želite izolirati mezofilne anaerobne bakterije, možete upotrijebiti krvni agar i inkubirati 48 sati u anaerobnim uvjetima (bez kisika) na 37 ° C.

Sada, ako treba izolirati gljivicu, koristi se Sabouraud agar s antibioticima. Inkubira se u aerobiozi, na sobnoj temperaturi nekoliko dana, jer potonje sporo rastu.

Hranjivi jednostavni mediji za kulturu

Kao što mu ime govori, ovi kulturi sadrže hranjive tvari, poput izvora vitamina, aminokiselina, dušika i ugljika, među njima možemo spomenuti: mesni ekstrakt ili ekstrakt kvasca, kukuruzni škrob, probava gušterače, peptoni, glukoza, između ostalih.

Oni također sadrže i druge komponente koje okolišu pružaju osmotsku ravnotežu, jer za većinu usjeva treba pH blizu 7,0. Ti elementi mogu biti: natrijev klorid, dinatrijev fosfat, među ostalim.

Razrjeđivač je destilirana voda, a kruti mediji imaju agar-agar.

Svrha ovih medija kulture je oporaviti bakterijsku ili gljivičnu mikrobiotu koja postoji u datom uzorku. Ne razlikuje mikroorganizme budući da je sposoban uzgajati velik broj bakterija, kako gram-gramnih, tako i gram-gram-negativnih, kao i gljivičnih kvasaca i micelija.

Preporučuju se za sijanje uzoraka s normalno sterilnih mjesta. Međutim, nisu prikladni za brzog mikroorganizma.

Korisni su i za održavanje sojeva, sve dok ne sadrže glukozu.

Obogaćeni kulturni mediji

Ako se u jednostavne hranjive medije doda krv ili zagrijana krv, oni postaju obogaćeni mediji (krvni agar i čokoladni agar).

Ovi su mediji vrlo korisni za sjetvu normalno sterilnih uzoraka, za spašavanje slabih sojeva i za izoliranje nutritivno zahtjevnih mikroorganizama.

Mediji selektivne kulture

Mediji selektivne kulture, osim što sadrže esencijalne hranjive sastojke za rast određenih mikroorganizama koji su od interesa, dodaju se i inhibitorne tvari, poput antibiotika, antifungalnih boja, boja, žučnih soli.

Inhibicijske tvari namijenjene su smanjenju različitih sojeva koji mogu rasti, pogodujući rastu posebno posebne skupine koju treba spasiti.

Primjer: EC juha (posebna za ukupne i fekalne koliforme) ili Sabouraud agar s antibioticima (specifičnim za gljivice).

Mediji diferencirane kulture

Diferencijalni mediji sadrže hranjive elemente potrebne za rast specifične skupine mikroorganizama, a sadrže i tvari koje će se u prisustvu određenih mikroorganizama metabolizirati ili razgraditi.

Odnosno, oni će proizvesti kemijske reakcije koje će se na ovaj ili onaj način dokazati u kulturi.

Neke reakcije alkaliziraju ili zakiseljuju medij, a zahvaljujući prisutnosti pH pokazatelja, ove promjene mogu se dokazati promjenom boje u mediju i u koloniji.

Stoga se među velikom skupinom bakterija koje mogu rasti u ovom mediju izdvojiti one koje tvari koje metaboliziraju ili razgraditi i one koje to ne čine, jednostavnim promatranjem boje kolonije i medija.

Na primjer, krvni agar omogućava razlikovanje bakterija koje uzrokuju beta hemolizu (bistra halo) od onih koje uzrokuju alfa hemolizu (zelenkasto halo) i one koje ne stvaraju hemolizu.

Selektivni i diferencijalni mediji

Primjer za to je ono što se događa u MacConkey agaru. Selektivna je jer omogućuje samo rast gram negativnih bacila; i različit je jer se bakterije koje sadrže fermentaciju laktoze (kolonije fuksije) od bakterija koje ne fermentiraju (blijedo ružičaste ili bezbojne).

Mediji o transportnoj kulturi

Kao što im ime govori, oni se koriste za prijevoz uzoraka koji su uzeti na više ili manje udaljeno mjesto u laboratorij koji će obrađivati ​​uzorak. Transportni medij održava uzorak u najboljim uvjetima, tako da se dobivaju pouzdani rezultati.

Ovi kulturni mediji imaju vrlo posebne karakteristike, jer ih nije moguće nadmašiti hranjivim tvarima, jer je potrebno da prisutna bakterijska populacija ostane održiva, ali bez porasta broja.

Obično su polučvrsti mediji, koji omogućuju da uzorak ostane hidriran. Međutim, ne treba praviti kompromise u što skorijem prikupljanju uzorka u laboratoriju. Primjeri prijevoznih sredstava: Stuart medium, Cary Blair i Amies.

Mediji za kulturu obogaćivanja

Ovi kulturi su tekući. Koriste se za spašavanje određenih patogena koji u bilo kojem trenutku mogu biti prisutni u uzorku u minimalnoj količini.

Također je korisno spasiti patogeni soj koji može biti slab od bilo kojeg prethodnog liječenja. Primjer: peptonska voda, juha od tioglikolata i selenit.

Ovi mediji sadrže inhibitorne tvari koje sprečavaju rast prateće mikrobiote i specifične hranjive tvari koje pogoduju razvoju mikroorganizama od interesa.

Mediji kulture za svrhu identifikacije

Ovi mediji sadrže tvari koje se mogu kemijski metabolizirati pomoću određenih bakterija, stvarajući kemijske reakcije koje pokazuju prisutnost specifičnih enzima ili metaboličkih putova.

Zbog toga se koriste kao biokemijski testovi koji pomažu u prepoznavanju roda i vrsta određene grupe sojeva. Primjer: Kliglerov medij pokazuje je li mikroorganizam sposoban fermentirati glukozu i laktozu ako proizvodi vodikov sulfid i plin.

Ovaj medij sadrži otkrivajuće tvari koje omogućuju promatranje reakcije, poput pokazatelja pH, i ione željeza.

Ovim jednostavnim testom mogu se razlikovati dvije velike skupine bakterijskih mikroorganizama, poput bakterija koje pripadaju obitelji Enterobacteriaceae, od takozvanih ne fermentirajućih bakterija.

Mediji za brojanje kolonija

Ovo su jednostavni, neselektivni mediji koji služe za kvantifikaciju mikrobne populacije, kao što je standardni medij za brojanje. Vrsta mikroorganizma koji će rasti u ovom mediju ovisit će o temperaturama i uvjetima kisika koji su uspostavljeni.

Mediji za kulturu za ispitivanje osjetljivosti

Standardizirani medij za ovu svrhu je Müeller Hinton agar, ovaj medij idealan je za procjenu ponašanja različitih antibiotika prema izoliranom patogenom mikroorganizmu.

Posebno je koristan u nezahtjevnim bakterijama, dok se kod gipkih bakterija može upotrijebiti samo ako je dopunjen krvlju.

Mediji za održavanje kulture

Svrha ovih sredstava je razmnožavanje mikroorganizama, kao i održavanje održivosti bakterija ili gljivica što je duže moguće, a isto tako očuvanje njegovih fizioloških funkcija.

Važna karakteristika je da ova vrsta medija ne bi trebala sadržavati glukozu, jer iako je element koji omogućuje brz rast, njegova fermentacija također stvara kiseline koje smanjuju život mikroorganizma.

Neki laboratoriji trebaju održavati određene mikroorganizme održivim za kasnije korištenje u istraživačkim studijama, unutarnjim kontrolama ili u obrazovne svrhe.

priprema

Trenutno postoje mnogi komercijalni brendovi koji distribuiraju različite kulture. Mediji se isporučuju u zamrzavanom ili dehidriranom obliku, sadržani su u nepropusnim staklenkama i zaštićeni od svjetlosti.

Svaki medij dolazi s etiketom koja navodi naziv medija, njegove sastavnice, broj serije i koliko treba težiti da biste pripremili litru medija za kulturu.

Destilirana voda koristi se kao razrjeđivač. Izmjerena količina se otopi u jednoj litri destilirane vode dok se smjesa ne homogenizira. Većina medija se autoklavira, pod pritiskom od 15 kilograma, temperaturom od 121 ° C, tokom 15 minuta.

Tekući mediji se autoklaviraju već raspodijeljeni u njihovim radnim epruvetama, dok se kruti mediji autoklaviraju u Erlenmeyerovim tikvicama.

Potonje se mogu stajati dok ne postignu temperaturu od 55 ° C i poslužuju se u petrijevim posudama unutar poklopca za laminarni protok ili u blizini Bunsenove plamenika. Ostavljeni su da se stvrdne i čuvaju u hladnjaku naopako.

Postoje i čvrsti mediji za kulturu koji se distribuiraju u epruvetama, što im omogućava da se stvrdne ili u klinovima (ravno) ili u kljunu flaute (nagnuto).

Prije upotrebe bilo kojeg pripremljenog medija za kulturu, bilo čvrsto ili tekuće, potrebno ga je temperirati prije sjetve uzorka.

Važnost

Mediji u kulturi su nesumnjivo vrlo vrijedan alat za mikrobiologe, jer omogućuju oporavak uzročnika infekcije koji u određenom trenutku mogu utjecati na pojedinca ili kontaminirati hranu, okoliš ili površinu.

U tom smislu, može se reći da mikrobiologija ima različita polja, među njima su klinička, industrijska, okolišna, prehrambena mikrobiologija, među ostalim i kulturi se koriste u svima njima.

Naravno, vrsta upotrijebljenog medija u svakom slučaju može varirati ovisno o potrebama i vrsti obrađenog uzorka. Skupina mikroorganizama također je tražila utjecaje.

Izolacija patogenog mikroorganizma ili uzroka bilo kakve kontaminacije je neophodna za učinkovito provođenje liječenja ili usvajanje postupaka koji pomažu u uklanjanju predmetnog onečišćenja.

U slučaju kliničke mikrobiologije nije važno samo izdvojiti mikroorganizam i identificirati ga (poznavati rod i vrstu), već se mora obaviti i antibiogram.

Ova studija, koja također koristi medij za kulturu, omogućit će nam da kažemo koji je antimikrobni lijek osjetljiv, a koji otporan ili, ukratko, koji se može koristiti kao liječenje, a koji ne može.

Stoga mediji za kulturu općenito ne mogu nedostajati u mikrobiološkom laboratoriju.

Konačno, može se reći da su kulturni mediji omogućili istraživanje različitih aspekata i bakterija i gljivica.

Kontrola kvalitete medija u kulturi

Priprema i uporaba medija u kulturi ne smije se olako odvijati. U svakom laboratoriju mora postojati odjel koji primjenjuje protokole za kontrolu kvalitete na medije, svaki put kad se pripreme nove serije i na taj način osiguraju da su pravilno pripremljene, sterilne i funkcionalne.

Da bi se procijenila njihova sterilnost, iz svake šarže se uzima nasumično jedan ili dva medija i nekoliko dana se inkubiraju na 37 ° C (ne bi trebalo biti rasta). Za provjeru njihove funkcije koriste se odgovarajuće kultivirani i održivi ATCC (American Type Culture Collection) referentni sojevi.

Zbrinjavanje kultura

Nakon upotrebe medija za kulturu, treba ga zbrinuti na takav način da ne kontaminira okoliš.

Za to se materijal sterilizira u autoklavu prije nego što se odbaci. Nakon toga materijal se uklanja iz staklenog posuđa. Potonji se zatim peru, suše, steriliziraju i čuvaju za kasniju upotrebu. U slučaju upotrebe jednokratnih tanjura, ti se steriliziraju i kasnije odbacuju u posebne vrećice.

Reference

1. Borrego Mikrobiologija u markama VIII. Robert Koch: Trijumf upornosti (I). Vijesti SEM 2018, 117 (1): 1-18 Sveučilište u Malagi. Dostupno na: jornades.uab.cat/
2. Volcy C. Postanak i evolucija Kochovih postulata i njihov odnos s fitopatologijom. Colombov pregled. 2008. godine; 26 (1): 107-115. Dostupno na: scielo.org.co/
3. Jezero Burguet Nancy, dvorac Abraham Lourdes. Kontrola kvalitete medija koji se koriste u nadzoru okoliša klasificiranih proizvodnih područja. Rev Kubana Hig Epidemiol 2013; 51 (2): 155-160. Dostupno na: scielo.
4. Bonilla M, Pajares S, Vigueras J, Sigala J, Le Borgne S. Didaktički materijalni priručnik osnovnih mikrobioloških praksi. Metropolitansko autonomno sveučilište. Odjel za prirodne znanosti i inženjerstvo. Cuajimalpa jedinica. 2016. Dostupno na: cua.uam.mx/
5. Carbajal A. Mediji o staničnoj kulturi: pregled. Labome Svijet laboratorija. Medicinski centar Sveučilišta u Pittsburghu, Sjedinjene Države. 2013 dostupno na: es /
6. Koneman E, Allen S, Janda W, Schreckenberger P, Winn W. (2004). Mikrobiološka dijagnoza. 5. izd. Uredništvo Panamericana SA Argentina.
7. Forbes B, Sahm D, Weissfeld A. (2009). Bailey & Scott mikrobiološka dijagnoza. 12 ed. Uredništvo Panamericana SA Argentina.