Особенности культивирования анаэробных бактерий

Общие методы культивирования для анаэробных организмов

GasPak — система химическим путем обеспечивает постоянство газовой смеси, приемлемой для роста большинства анаэробных микроорганизмов. В герметичном контейнере, в результате реакции воды с таблетками боргидрида натрия и бикарбоната натрия образуется водород и диоксид углерода . Водород затем реагирует с кислородом газовой смеси на палладиевом катализаторе с образованием воды, уже вторично вступающей в реакцию гидролиза боргидрида.

Данный метод был предложен Брюером и Олгаером в 1965 году. Разработчики представили одноразовый пакет, генерирующий водород, который был позднее усовершенствован ими до саше, генерирующих двуокись углерода и содержащих внутренний катализатор.

Метод Цейсслера применяется для выделения чистых культур спорообразующих анаэробов. Для этого производят посев на среду Китт-Тароцци, прогревают 20 мин при 80 °C (для уничтожения вегетативной формы), заливают среду вазелиновым маслом и инкубируют 24 ч в термостате. Затем производят посев на сахарно-кровяной агар для получения чистых культур. После 24-часового культивирования интересующие колонии изучаются — их пересеивают на среду Китт-Тароцци (с последующим контролем чистоты выделенной культуры).

Метод Фортнера

Метод Фортнера — посевы производят на чашку Петри с утолщенным слоем среды, разделённым пополам узкой канавкой, вырезанной в агаре. Одну половину засевают культуру аэробных бактерий, на другую — анаэробных. Края чашки заливают парафином и инкубируют в термостате. Первоначально наблюдают рост аэробной микрофлоры, а затем (после поглощения кислорода) — рост аэробной резко прекращается и начинается рост анаэробной.

Метод Вейнберга используется для получения чистых культур облигатных анаэробов. Культуры, выращенные на среде Китта-Тароцци, переносят в сахарный бульон. Затем одноразовой пастеровской пипеткой материал переносят в узкие пробирки (трубки Виньяля) с сахарным мясо-пептонным агаром, погружая пипетку до дна пробирки. Засеянные пробирки быстро охлаждают, что позволяет фиксировать бактериальный материал в толще затвердевшего агара. Пробирки инкубируют в термостате, а затем изучают выросшие колонии. При обнаружении интересующей колонии на её месте делают распил, материал быстро отбирают и засеивают на среду Китта-Тароцци (с последующим контролем чистоты выделенной культуры).

Метод Перетца

Метод Перетца — в расплавленный и охлаждённый сахарный агар-агар вносят культуру бактерий и заливают под стекло, помещённое на пробковых палочках(или фрагментах спичек) в чашку Петри . Метод наименее надежен из всех, но достаточно прост в применении.

Врачи отмечают, что культивирование анаэробных бактерий представляет собой сложный и ответственный процесс, требующий особого внимания. Эти микроорганизмы, обитающие в бескислородной среде, имеют уникальные физиологические характеристики, что делает их трудными для изоляции и изучения. Специалисты подчеркивают важность использования специализированных питательных сред, которые обеспечивают необходимые условия для роста анаэробов. Кроме того, необходимо строго соблюдать асептические условия, чтобы избежать контаминации образцов. Врачи также акцентируют внимание на том, что правильное культивирование анаэробных бактерий имеет ключевое значение для диагностики и лечения инфекционных заболеваний, связанных с этими микроорганизмами. Понимание их особенностей позволяет более эффективно разрабатывать методы терапии и профилактики, что в конечном итоге способствует улучшению здоровья пациентов.

Культивирование аэробных и анаэробных микроорганизмов

Дифференциально — диагностические питательные среды

• Среды Гисса («пестрый ряд»)
• Среда Ресселя (Рассела)
• Среда Плоскирева или бактоагар «Ж»
• Висмут-сульфитный агар

Среды Гисса: К 1 % пептонной воде добавляют 0,5 % раствор определенного углевода (глюкоза, лактоза, мальтоза, маннит, сахароза и др.) и кислотно-щелочной индикатор Андреде, разливают по пробиркам, в которые помещают поплавок для улавливания газообразных продуктов, образующихся при разложении углеводородов.

Среда Ресселя (Рассела) применяется для изучения биохимических свойств энтеробактерий(шигелл, сальмонелл). Содержит питательный агар-агар , лактозу, глюкозу и индикатор (бромтимоловый синий). Цвет среды травянисто-зелёный. Обычно готовят в пробирках по 5 мл со скошенной поверхностью. Посев осуществляют уколом в глубину столбика и штрихом по скошенной поверхности.

Среда Плоскирева (бактоагар Ж) — дифференциально-диагностическая и селективная среда, поскольку подавляет рост многих микроорганизмов, и способствует росту патогенных бактерий (возбудителей брюшного тифа, паратифов, дизентерии). Лактозоотрицательные бактерии образуют на этой среде бесцветные колонии, а лактозоположительные — красные. В составе среды — агар, лактоза, бриллиантовый зелёный , соли желчных кислот, минеральные соли, индикатор (нейтральный красный).

Висмут-сульфитный агар предназначен для выделения сальмонелл в чистом виде из инфицированного материала. Содержит триптический гидролизат, глюкозу, факторы роста сальмонелл, бриллиантовый зелёный и агар. Дифференциальные свойства среды основаны на способности сальмонелл продуцировать сероводород , на их устойчивости к присутствию сульфида, бриллиантового зелёного и лимоннокислого висмута. Маркируются колонии в чёрный цвет сернистого висмута (методика схожа со средой Вильсона — Блера).

Культивирование анаэробных бактерий представляет собой уникальную задачу, требующую особого подхода. Многие исследователи отмечают, что создание анаэробной среды — это ключевой момент, который влияет на рост и метаболизм этих микроорганизмов. Для этого часто используют специальные анаэробные камеры или пакеты, которые исключают доступ кислорода.

Некоторые ученые подчеркивают важность выбора питательной среды, так как различные виды анаэробов могут требовать специфических условий для успешного размножения. Например, добавление редукционных агентов, таких как тиогликолят, помогает поддерживать низкий уровень кислорода.

Кроме того, наблюдается интерес к применению анаэробных бактерий в биотехнологии, особенно в производстве биогаза и переработке органических отходов. Это открывает новые горизонты для устойчивого развития и эффективного использования ресурсов. В целом, изучение анаэробных бактерий продолжает оставаться актуальной темой в микробиологии и смежных областях.

Классификационное деление прокариотов

Видовое разнообразие этих безъядерных огромно: наука описала только 10000 видов, а предположительно существует более миллиона видов бактерий. Их классификация крайне сложна и осуществляется, опираясь на общность следующих признаков и свойств:

• морфологических – форма, способ передвижения, способность к спорообразованию и другие);
• физиологических – дыхание кислородом (аэробные) или бескислородный вариант (анаэробные бактерии), по характеру продуктов метаболизма и другие;
• биохимических;
• сходство генетических характеристик.

К примеру, морфологическая классификация по внешнему виду подразделяет все бактерии как:

• палочковидные;
• извилистые;
• шаровидные.

Классификация физиологическая по отношению к кислороду делит все прокариоты на:

• анаэробные – микроорганизмы, дыхание которых не требует наличия свободного кислорода;
• аэробные – микроорганизмы, нуждающиеся в кислороде для своей жизнедеятельности.

Культивирование Бактерий .

Вопрос-ответ

Как культивировались анаэробные бактерии?

Микробиологи применяют ряд методов при культивировании анаэробных организмов, например, обработку бактерий в перчаточном боксе, заполненном азотом, или использование других специально герметичных контейнеров, или такие методы, как инъекция бактерий в двудольное растение , которое представляет собой среду с ограниченными

Лекция 6 – Выделение чистой культуры аэробов (3-4 день). Выделение чистой культуры анаэробов

Как культивируют анаэробов?

Анаэробные микроорганизмы можно выращивать в анаэростатах – вакуумных металлических камерах, снабженных манометром. Анаэростатом может служить обычный вакуумный стеклянный эксикатор.

В чем основное отличие культивирования аэробов от анаэробов?

Анаэробные микроорганизмы Облигатные анаэробы растут и размножаются только в бескислородных условиях. Аэротолерантные микроорганизмы не используют кислород для получения энергии, но могут развиваться в его атмосфере (например, молочнокислые бактерии).

Какой метод создания анаэробных условий является наиболее эффективным при культивировании анаэробов?

Для создания атмосферы с повышенной концентрацией СО2 к прибору подключается баллон с углекислым газом. Этот метод является наиболее эффективным для создания анаэробных, микроаэрофильных и капнофильных условий.

Советы

СОВЕТ №1

Перед началом культивирования анаэробных бактерий убедитесь, что у вас есть все необходимые материалы и оборудование. Это включает в себя анаэробные камеры, специальные питательные среды и инструменты для поддержания анаэробных условий, такие как газовые генераторы или вакуумные насосы.

СОВЕТ №2

Обратите внимание на условия хранения и транспортировки образцов. Анаэробные бактерии чувствительны к кислороду, поэтому используйте герметичные контейнеры и минимизируйте время, в течение которого образцы находятся в открытом воздухе.

СОВЕТ №3

Регулярно проверяйте и контролируйте параметры среды, такие как pH, температура и состав газовой фазы. Эти факторы могут существенно влиять на рост и метаболизм анаэробных бактерий, поэтому поддержание оптимальных условий является ключевым для успешного культивирования.

СОВЕТ №4

Не забывайте о стерильности. Все инструменты и материалы, используемые для работы с анаэробными бактериями, должны быть стерильными, чтобы избежать контаминации и получения недостоверных результатов. Используйте автоклавирование и другие методы стерилизации, чтобы обеспечить чистоту ваших экспериментов.