Obiettivi di Apprendimento
- Identificare e descrivere la cultura media per la crescita di batteri, tra cui esempi di media, arricchito, selettivi, differenziali, definito e arricchimento supporto
Lo studio di microrganismi è molto facilitata se siamo in grado di coltura di loro, che è, per mantenere la riproduzione delle popolazioni vive in condizioni di laboratorio., Coltivare molti microrganismi è impegnativo a causa di requisiti nutrizionali e ambientali altamente specifici e della diversità di questi requisiti tra le diverse specie.
Requisiti nutrizionali
Il numero di mezzi disponibili per coltivare i batteri è considerevole. Alcuni media sono considerati media generali per tutti gli usi e supportano la crescita di una grande varietà di organismi. Un primo esempio di un mezzo per tutti gli usi è tryptic soy broth (TSB). I mezzi specializzati sono utilizzati nell’identificazione dei batteri e sono integrati con coloranti, indicatori di pH o antibiotici., Un tipo, media arricchiti, contiene fattori di crescita, vitamine e altri nutrienti essenziali per promuovere la crescita di organismi fastidiosi, organismi che non possono produrre determinati nutrienti e richiedono che vengano aggiunti al mezzo. Quando è nota la composizione chimica completa di un mezzo, viene chiamato mezzo chimicamente definito. Ad esempio, in EZ medium, vengono identificati tutti i singoli componenti chimici e sono note le quantità esatte di ciascuno. Nei mezzi complessi, che contengono estratti e digeriti di lieviti, carne o piante, la composizione chimica precisa del mezzo non è nota., Le quantità di singoli componenti sono indeterminate e variabili. Il brodo nutriente, il brodo di soia triptico e l’infusione del cuore del cervello sono tutti esempi di media complessi.
Figura 1. Su questa piastra di agar MacConkey, le colonie di E. coli fermentatore di lattosio sono di colore rosa brillante. Serratia marcescens, che non fermenta il lattosio, forma una striscia color crema sul mezzo di abbronzatura., (credit: American Society for Microbiology)
I media che inibiscono la crescita di microrganismi indesiderati e supportano la crescita dell’organismo di interesse fornendo nutrienti e riducendo la concorrenza sono chiamati media selettivi. Un esempio di mezzo selettivo è l’agar MacConkey. Contiene sali biliari e viola cristallina, che interferiscono con la crescita di molti batteri gram-positivi e favoriscono la crescita di batteri gram-negativi, in particolare le Enterobacteriaceae. Queste specie sono comunemente chiamate enterici, risiedono nell’intestino e sono adattate alla presenza di sali biliari., Le colture di arricchimento favoriscono la crescita preferenziale di un microrganismo desiderato che rappresenta una frazione degli organismi presenti in un inoculo. Ad esempio, se vogliamo isolare i batteri che abbattono il petrolio greggio, i batteri idrocarbonoclastici, la sottocultura sequenziale in un mezzo che fornisce carbonio solo sotto forma di petrolio greggio arricchirà le colture con batteri mangiatori di petrolio. I media differenziali rendono facile distinguere colonie di batteri diversi da un cambiamento nel colore delle colonie o il colore del mezzo., I cambiamenti di colore sono il risultato di prodotti finali creati dall’interazione di enzimi batterici con substrati differenziali nel mezzo o, nel caso di reazioni emolitiche, la lisi dei globuli rossi nel mezzo. Nella figura 1, la fermentazione differenziale del lattosio può essere osservata sull’agar MacConkey. I fermentatori lattosio producono acido, che trasforma il mezzo e le colonie di fermentatori forti rosa caldo. Il mezzo è integrato con l’indicatore di pH neutro rosso, che diventa rosa caldo a pH basso., I mezzi selettivi e differenziali possono essere combinati e svolgere un ruolo importante nell’identificazione dei batteri con metodi biochimici.
Pensaci
- Distinguere i media complessi e chimicamente definiti.
- Distinguere i mezzi selettivi e di arricchimento.
Il Picnic di fine anno
Il dipartimento di microbiologia festeggia la fine dell’anno scolastico a maggio con il tradizionale picnic sul verde., I discorsi si trascinano per un paio d’ore, ma alla fine tutti i docenti e gli studenti possono scavare nel cibo: insalata di pollo, pomodori, cipolle, insalata e torta di crema pasticcera. Di sera, l’intero dipartimento, ad eccezione di due studenti vegetariani che non hanno mangiato l’insalata di pollo, è colpito da nausea, vomito, conati di vomito e crampi addominali. Diversi individui si lamentano di diarrea. Un paziente mostra segni di shock (bassa pressione sanguigna). I campioni di sangue e feci vengono raccolti dai pazienti e viene condotta un’analisi di tutti gli alimenti serviti al pasto.,
I batteri possono causare gastroenterite (infiammazione dello stomaco e del tratto intestinale) colonizzando e replicando nell’ospite, che è considerata un’infezione, o secernendo tossine, che è considerata intossicazione. Segni e sintomi di infezioni sono in genere ritardati, mentre l’intossicazione si manifesta in poche ore, come è successo dopo il picnic.
I campioni di sangue dei pazienti non hanno mostrato segni di infezione batterica, il che suggerisce inoltre che si trattasse di un caso di intossicazione., Poiché l’intossicazione è dovuta a tossine secrete, i batteri non vengono solitamente rilevati in campioni di sangue o feci. Le piastre di agar MacConkey e sorbitolo-agar MacConkey e le piastre di xilosio-lisina-desossicolato (XLD) sono state inoculate con campioni di feci e non hanno rivelato colonie insolitamente colorate, e non sono state osservate colonie nere o colonie bianche su XLD. Tutti i fermentatori di lattosio sull’agar MacConkey fermentano anche il sorbitolo. Questi risultati hanno escluso agenti comuni di malattie di origine alimentare: E. coli, Salmonella spp., e Shigella spp.
Figura 2., Cocchi gram-positivi in grappoli. (credit: Centers for Disease Control and Prevention)
L’analisi dell’insalata di pollo ha rivelato un numero anormale di cocchi gram-positivi disposti in cluster (Figura 2). Una coltura dei cocchi gram-positivi rilascia bolle se mescolata con perossido di idrogeno. La coltura ha trasformato l’agar del sale del mannitolo in giallo dopo un’incubazione di 24 ore.
Tutti i test indicano lo Staphylococcus aureus come l’organismo che ha secreto la tossina. I campioni dell’insalata hanno mostrato la presenza di batteri cocchi gram-positivi nei cluster. Le colonie erano positive alla catalasi., I batteri sono cresciuti su mannitolo agar sale fermentazione mannitolo, come dimostrato dal cambiamento al giallo del mezzo. L’indicatore di pH in mannitolo sale agar è rosso fenolo, che diventa giallo quando il mezzo viene acidificato dai prodotti della fermentazione.
La tossina secreta da S. aureus è nota per causare gravi gastroenteriti. L’organismo è stato probabilmente introdotto nell’insalata durante la preparazione dal gestore del cibo e moltiplicato mentre l’insalata è stata mantenuta nella temperatura ambiente calda durante i discorsi.,
- Quali sono alcuni altri fattori che potrebbero aver contribuito alla rapida crescita di S. aureus nell’insalata di pollo?
- Perché S. aureus non dovrebbe essere inibito dalla presenza di sale nell’insalata di pollo?
Concetti chiave e riepilogo
- I supporti chimicamente definiti contengono solo componenti chimicamente noti.
- I supporti selettivi favoriscono la crescita di alcuni microrganismi mentre ne inibiscono altri.,
- I supporti arricchiti contengono nutrienti essenziali aggiunti di cui un organismo specifico ha bisogno per crescere
- I supporti differenziali aiutano a distinguere i batteri dal colore delle colonie o dal cambiamento nel mezzo.
Scelta multipla
EMB agar è un mezzo utilizzato per l’identificazione e l’isolamento di batteri patogeni. Contiene proteine di carne digerite come fonte di nutrienti organici. Due coloranti indicatori, eosina e blu di metilene, inibiscono la crescita di batteri gram-positivi e distinguono tra organismi fermentanti lattosio e fermentanti non lattosio., I fermentatori di lattosio formano colonie metalliche verdi o viola intenso, mentre i fermentatori non lattosio formano colonie completamente incolori. EMB agar è un esempio di quale dei seguenti?
- un terreno selettivo solo
- un differenziale medio solo
- un terreno selettivo e un mezzo chimicamente definito
- un terreno selettivo, un differenziale medio, e un complesso di medie
Haemophilus influenzae deve essere coltivato su agar cioccolato, che è agar sangue trattato con calore per rilasciare fattori di crescita nel mezzo. H. influenzae è descritto come________.
- un acidofilo
- un termofilo
- un anaerobo obbligato
- fastidioso
Riempire il vuoto
L’agar del sangue contiene molti nutrienti non specificati, supporta la crescita di un gran numero di batteri e consente la differenziazione dei batteri in base all’emolisi (ripartizione del sangue). Il mezzo è _ _ _ _ _ _ _ _ e________.
Rogosa agar contiene estratto di lievito. Il pH è regolato a 5,2 e scoraggia la crescita di molti microrganismi; tuttavia, tutte le colonie sembrano simili. Il mezzo è _ _ _ _ _ _ _ _ e________.
Pensaci
Qual è la principale differenza tra una cultura di arricchimento e una cultura selettiva?
Pensiero critico
Haemophilus, influenzae cresce meglio a 35-37 °C con ~5% di CO2 (o in un barattolo di candela) e richiede emina (fattore X) e nicotinamide-adenina-dinucleotide (NAD, noto anche come fattore V) per la crescita. Utilizzando il vocabolario appreso in questo capitolo, descrivere H. influenzae.
- Centri per il controllo e la prevenzione delle malattie, Organizzazione Mondiale della Sanità., “Metodi di laboratorio CDC per la diagnosi di meningite causata da Neisseria meningitidis, Streptococcus pneumoniae e influenza Haemophilus. Manuale OMS, 2a edizione.” 2011. http://www.cdc.gov/meningitis/lab-manual/full-manual.pdf ↵