MEDIA DE CULTURĂ: ISTORIE, FUNCȚIE, TIPURI, PREGĂTIRE - BIOLOGIE - 2025

De Mediile de cultură sunt preparatele nutritive speciale pentru recuperarea, izolarea și întreținerea microorganismelor bacteriene și fungice. Aceste medii pot fi solide, lichide sau semi-solide.

Louis Pasteur a fost primul care a arătat că într-un bulion preparat cu bucăți de carne fiartă, acesta a fost folosit pentru ca bacteriile să se reproducă în număr mare, până în punctul de a înnoi bulionul. În acest sens, bulionul de carne al lui Pasteur este considerat primul mediu de cultură lichid utilizat.

Medii de cultură brute și preparate (solide și lichide). Sursa: Flickr

Apoi, Robert Koch, cu ajutorul colaboratorilor săi Julius Richard Petri și Walter Hesse, au făcut pași mari. Prima a conceput vasul Petri, care este încă utilizat astăzi; iar cel de-al doilea i s-a întâmplat să înlocuiască gelatina cu agar-agar pentru a pregăti medii de cultură solide, ceea ce era foarte relevant, deoarece gelatina a fost degradată de unele microorganisme.

În prezent, există multe clase de medii de cultură cu scopuri diferite, prin urmare, acestea sunt clasificate în funcție de funcția lor: printre cele mai importante putem menționa mediile de cultură nutritive, selective, diferențiale, de transport, de îmbogățire și de numărare. colonii, întreținere și pentru testarea sensibilității.

Unele medii de cultură sunt speciale pentru observarea reacțiilor chimice, fiind foarte utile pentru identificarea microorganismului implicat. Printre ei putem menționa: mediu Kligler, MIO, LIA, citrat, printre altele.

Istorie

Primul mediu de cultură a fost pregătit de Louis Pasteur când a încercat să arate că viața microbiană nu a fost produsul generarii spontane, ci că microorganismele se pot multiplica și, de asemenea, că provin din aer.

El a pregătit un bulion cu bucăți de carne și a observat că după câteva zile după ce a fost expus la aer, a devenit tulbure și a existat o cantitate apreciabilă de microorganisme în bulion. În același timp, un alt bulion cu bucăți de carne fiarte anterior și sigilate ermetic a rămas translucid pe măsură ce au trecut zilele.

Acest lucru a atras atenția multor cercetători și și-au dat seama că aceste microorganisme au fost responsabile de descompunerea cărnii și, de asemenea, de a provoca unele boli.

Din acest motiv, a fost esențial să se creeze o metodă de reproducere a acestor microorganisme în laborator pentru a le studia în continuare.

În acest sens, Robert Koch a adus o contribuție neprețuită la îmbunătățirea anumitor tehnici de laborator, în special a celor legate de izolarea bacteriană, deoarece a introdus conceptul de mediu solid de cultură.

La început a folosit felii de cartof ca mediu solid, dar mai târziu a adăugat gelatină la bulionurile de carne cu rezultate mai bune. Cu toate acestea, au fost momente în care jeleul s-ar topi și s-ar transforma într-o cultură lichidă. Astăzi se știe că acest lucru se întâmplă deoarece unele bacterii sunt capabile să hidrolizeze gelatina.

Atunci, unul dintre colaboratorii săi a venit cu ideea de a folosi agar-agar, un compus pe care soția lui îl folosea pentru a-și îngroșa dulciurile.

Acest mediu de cultură rudimentară a devenit treptat mai sofisticat, până când ajunge la mediile de cultură cunoscute astăzi.

Compoziţie

Fiecare mediu are o compoziție diferită, dar este esențial să conțină nutrienții specifici pentru o bună dezvoltare a tipului de microorganism căutat.

Poate conține, de asemenea, substanțe chimice specifice care ajută la dezvăluirea căii metabolice pe care o anumită tulpină o are sau care arată prezența anumitor enzime.

Un alt element important este utilizarea substanțelor tampon. Acestea ajută la menținerea echilibrului osmotic al mediului, precum și a pH-ului.

De asemenea, pot conține carbohidrați și un indicator de pH pentru a arăta fermentarea adăugată a zahărului. Se va observa o schimbare de culoare a mediului dacă există acidifiere generată de fermentație.

Unele medii de cultură conțin substanțe inhibitoare. În funcție de substanța folosită, creșterea unor microorganisme va fi restricționată, iar cea a altora va fi favorizată.

Tipuri de medii de cultură

Mediile de cultură sunt clasificate după diferite criterii. Acestea sunt: ​​în funcție de consistența, compoziția și funcția sa.

- Conform consistenței sale

lichide

Nu conțin agar-agar. Creșterea bacteriană sau fungică este evidențiată de turbiditatea bulionului, care este inițial translucidă.

Solid

Conțin între 1,5 și 2% agar-agar. Amestecul solidificat are o suprafață care rezistă mișcării fine a mânerului de platină, fără a-l rupe.

Semi solid

Conțin aproximativ 0,5% agar-agar, prin urmare, este o stare intermediară între lichid și solid. Ideal în media care servește pentru a vedea motilitatea. De asemenea, sunt recomandate pentru conservarea tulpinilor, deoarece mențin umiditatea mult mai mult timp.

bifazică

Sunt medii care sunt preparate în așa fel încât să existe o fază solidă și pe aceasta un mediu lichid. Folosit pe scară largă pentru culturile de sânge.

- Conform compoziției sale

Medii naturale în creștere

Sunt substanțe prelevate direct din natură pentru a cultiva bacterii, oferindu-le un mediu cât mai aproape de modul în care se dezvoltă în mod normal în ecosistem. Exemplu, lapte, sucuri, sânge diluat, ser etc.

Medii de cultură sintetice

Sunt cele mai utilizate astăzi, sunt mediile deshidratate pe care le dobândim în casele comerciale și despre care se cunoaște toată compoziția lor chimică, deoarece au fost concepute strategic în funcție de tipul de microorganism care trebuie izolat.

Medii de cultură semisintetice

Este combinația unui mediu sintetic la care se adaugă un element natural pentru a îmbogăți mediul.

Medii de cultură celulară

Sunt medii speciale pentru virusuri în creștere, deoarece aceste microorganisme nu pot supraviețui în afara celulelor, trebuie să conțină țesuturi sau celule vii de la un animal sau o plantă.

Exemplu: culturi de celule renale maimuță sau ouă embrionate.

- După utilitatea sa

Medii de testare nutritive, selective, diferențiale, de transport, de îmbogățire, de identificare, de cuantificare a coloniei, de întreținere și de sensibilitate. Acestea vor fi descrise mai târziu.

Funcţie

Indiferent de tipul de mediu de cultură, toate au ceva în comun și este acela că facilitează sau promovează reproducerea anumitor microorganisme. Diferența constă în compoziția fiecăruia dintre ei, care este un factor determinant pentru utilitatea finală pe care o vor avea.

Fiecare dintre mediile de cultură existente este conceput strategic pentru funcția specifică pentru care a fost creat, adică toate au o bază care guvernează orientările funcției lor specifice.

Trebuie menționat că mediul de cultură odată semănat trebuie să fie supus unor condiții de temperatură și oxigen adecvate tipului de bacterii sau ciuperci care trebuie izolate.

De exemplu, dacă doriți să izolați bacteriile anaerobe meofile, puteți utiliza agar de sânge și să incubați în condiții anaerobe (fără oxigen) la 37 ° C timp de 48 de ore.

Acum, dacă o ciupercă trebuie izolată, se folosește agoura Sabouraud cu antibiotice. Este incubat în aerobioză, la temperatura camerei timp de câteva zile, deoarece acestea din urmă sunt cu creștere lentă.

Medii de cultură simplă nutritive

După cum indică numele său, aceste medii de cultură conțin substanțe nutritive, cum ar fi surse de vitamine, aminoacizi, azot și carbon, printre ele putem menționa: extract de carne sau extract de drojdie, amidon de porumb, digestie pancreatică, peptone, glucoză, printre alții.

De asemenea, conțin și alte componente care oferă mediului un echilibru osmotic, deoarece majoritatea culturilor necesită un pH apropiat de 7,0. Aceste elemente pot fi: clorură de sodiu, fosfat disodic, printre altele.

Diluantul este apă distilată, iar mediile solide au agar-agar.

Scopul acestor medii de cultură este recuperarea microbiotei bacteriene sau fungice care există într-un eșantion dat. Nu face discriminări între microorganisme, deoarece este capabil să crească un număr mare de bacterii, atât Gram pozitive și Gram negative, cât și drojdiile și ciupercile micelare.

Sunt recomandate pentru semănarea probelor din situri normal sterile. Cu toate acestea, nu sunt potrivite pentru microorganisme fastidioase.

De asemenea, sunt utile pentru întreținerea tulpinilor, atât timp cât nu conțin glucoză.

Media de cultură îmbogățită

Dacă se adaugă sânge sau sânge încălzit la mijloacele nutritive simple, acestea devin medii îmbogățite (respectiv agar de sânge și respectiv agar de ciocolată).

Aceste medii sunt foarte utile pentru semănarea probelor în mod normal sterile, pentru salvarea tulpinilor slabe și pentru izolarea microorganismelor care necesită nutriție.

Media selective de cultură

Medii de cultură selectivi, pe lângă conținerea de nutrienți esențiali pentru creșterea anumitor microorganisme de interes, sunt adăugate și substanțe inhibitoare, precum antibiotice, antifungice, coloranți, săruri biliare, printre altele.

Substanțele inhibitoare sunt destinate să reducă varietatea de tulpini care pot crește, favorizând creșterea unui grup deosebit de special care urmează să fie salvat.

Exemplu: bulion CE (special pentru coliformele totale și fecale) sau agoura Sabouraud cu antibiotice (specifice pentru ciuperci).

Media de cultură diferențială

Mediile diferențiale conțin elemente nutritive necesare creșterii unui grup specific de microorganisme și, de asemenea, conțin substanțe care, în prezența anumitor microorganisme, vor fi metabolizate sau degradate.

Adică vor produce reacții chimice care într-un fel sau altul vor fi evidențiate în mediul de cultură.

Unele reacții alcalinizează sau acidifiază mediul și, datorită prezenței unui indicator de pH, aceste modificări pot fi evidențiate printr-o schimbare de culoare în mediu și în colonie.

Prin urmare, dintre un grup mare de bacterii care vor putea să crească în acest mediu, se vor distinge cele care metabolizează sau degradează substanța și cele care nu, pur și simplu prin observarea culorii coloniei și a mediului.

De exemplu, agarul din sânge permite să distingă bacteriile care provoacă hemoliza beta (halo limpede) de cele care provoacă hemoliza alfa (halo verde) și cele care nu produc hemoliză.

Medii selective și diferențiale

Un exemplu în acest sens este ceea ce se întâmplă în agar MacConkey. Este selectiv, deoarece permite doar creșterea bacililor Gram negativ; și este diferențial, deoarece bacteriile care fermentează lactoza (coloniile fuchsia) se pot distinge de bacteriile care nu fermentează (roz pal sau incolor).

Media de cultură a transporturilor

După cum sugerează și numele lor, acestea sunt mijloace utilizate pentru transportul probelor care au fost luate într-un loc mai mult sau mai puțin îndepărtat până la laboratorul care va prelucra eșantionul. Mediul de transport păstrează eșantionul în cele mai bune condiții, astfel încât să se obțină rezultate fiabile.

Aceste medii de cultură au caracteristici foarte speciale, deoarece nu pot fi depășite în nutrienți, deoarece populația bacteriană care este prezentă trebuie să rămână viabilă, dar fără a crește în număr.

Acestea sunt, în general, medii semi-solide, care permit eșantionului să rămână hidratat. Cu toate acestea, nu trebuie făcut niciun compromis în ceea ce privește aducerea eșantionului în laborator cât mai curând posibil. Exemple de mijloace de transport: Stuart medium, Cary Blair și Amies.

Media de cultură de îmbogățire

Aceste medii de cultură sunt lichide. Acestea sunt utilizate pentru salvarea agenților patogeni specifici care, în orice moment, pot fi prezenți într-un eșantion în cantitate minimă.

De asemenea, este util să se salveze o tulpină patogenă care poate fi slabă de la orice tratament anterior primit. Ex: apă peptonică, bulion de tioglicolat și bulion de selenit.

Aceste medii au substanțe inhibitoare care împiedică creșterea microbiotei însoțitoare și substanțe nutritive specifice care favorizează dezvoltarea microorganismului de interes.

Media de cultură în scopuri de identificare

Aceste medii conțin substanțe care pot fi metabolizate chimic de anumite bacterii, producând reacții chimice care arată prezența enzimelor specifice sau a căilor metabolice.

Prin urmare, sunt utilizate ca teste biochimice care ajută la recunoașterea genului și a speciilor unui anumit grup de tulpini. Exemplu: Mediul Kligler arată dacă microorganismul este capabil să fermenteze glucoza și lactoza, dacă produce hidrogen sulfurat și gaz.

Acest mediu conține substanțe revelatoare care permit observarea reacției, precum indicatorul de pH și ioni de fier.

Acest test simplu poate diferenția două grupuri mari de microorganisme bacteriene, cum ar fi bacteriile aparținând familiei Enterobacteriaceae de așa-numitele bacterii care nu fermentează.

Media pentru numărarea coloniilor

Acestea sunt medii simple, non-selective, care servesc la cuantificarea unei populații microbiene, cum ar fi mediul de numărare standard. Tipul de microorganism care va crește în acest mediu va depinde de condițiile de temperatură și oxigen stabilite.

Media de cultură pentru testarea sensibilității

Mediul standardizat în acest scop este agerul Müeller Hinton, acest mediu este ideal pentru evaluarea comportamentului diferitelor antibiotice împotriva unui microorganism patogen izolat.

Este util mai ales în bacteriile nedemne, în timp ce în bacteriile fastidioase poate fi utilizat numai dacă este suplimentat cu sânge.

Media de cultură pentru întreținere

Scopul acestor mijloace este de a reproduce microorganismul și de a menține viabilitatea bacteriilor sau a ciupercii cât mai mult timp și, de asemenea, de a-și păstra funcțiile fiziologice.

O caracteristică importantă este că acest tip de mediu nu trebuie să conțină glucoză, deoarece, deși este un element care asigură o creștere rapidă, fermentația sa produce, de asemenea, acizi care scad viața microorganismului.

Unele laboratoare trebuie să mențină viabilă anumite microorganisme pentru utilizarea ulterioară în studii de cercetare, controale interne sau în scopuri educaționale.

preparare

În prezent, există numeroase mărci comerciale care distribuie diferitele medii de cultură. Mediile sunt sub formă uscată prin congelare sau deshidratate, conținute în borcane etanșe și protejate de lumină.

Fiecare mediu este livrat cu o etichetă care specifică numele mediului, componentele sale, numărul lotului și cât trebuie să cântărească pentru a prepara un litru de mediu de cultură.

Apa distilată este utilizată ca diluant. Cantitatea cântărită se dizolvă într-un litru de apă distilată până când omogenizarea amestecului. Majoritatea mediilor sunt autoclavate, la o presiune de 15 kilograme, temperatura de 121 ° C, timp de 15 minute.

Mediile lichide sunt autoclavate deja distribuite în tuburile de lucru respective, în timp ce mediile solide sunt autoclavate în baloane Erlenmeyer.

Acestea din urmă sunt lăsate să stea până când ating temperatura de 55 ° C și sunt servite în vasele Petri în interiorul unei hote cu flux laminar sau în apropierea arzătorului Bunsen. Se lasă să se solidifice și se păstrează în frigider cu susul în jos.

Există, de asemenea, medii de cultură solide, care sunt distribuite în tuburi, permițându-le să se solidifice fie în tije (drepte), fie în cioc de flaut (înclinat).

Înainte de a folosi orice mediu de cultură preparat, indiferent dacă este solid sau lichid, acesta trebuie temperat înainte de semănarea probei.

Importanţă

Mediile de cultură sunt, fără îndoială, un instrument de lucru foarte valoros pentru microbiologi, deoarece fac posibilă recuperarea agentului infecțios care, într-un anumit moment, poate afecta un individ sau poate contamina un aliment, un mediu sau o suprafață.

În acest sens, se poate spune că microbiologia are diferite domenii, printre care se numără microbiologia clinică, industrială, de mediu, alimentară, printre altele, iar mediile de cultură sunt utilizate în toate.

Desigur, tipul de mediu utilizat în fiecare caz poate varia în funcție de nevoile și tipul de eșantion prelucrat. Grupul de microorganisme a căutat și influențe.

Izolarea microorganismului patogen sau cauza oricărei contaminări este esențială pentru a putea implementa un tratament eficient sau adopta proceduri care ajută la eliminarea contaminantului în cauză.

În cazul microbiologiei clinice, nu este importantă doar izolarea microorganismului și identificarea acestuia (cunoașteți genul și specia), dar trebuie efectuată și antibiograma.

Acest studiu, care utilizează, de asemenea, un mediu de cultură, ne va permite să spunem care antimicrobiene este sensibilă și care este rezistent sau, pe scurt, care poate fi utilizat ca tratament și care nu.

Prin urmare, mediile de cultură în general nu pot lipsi într-un laborator de microbiologie, indiferent de zonă.

În cele din urmă, se poate spune că mediile de cultură au făcut posibilă investigarea diverselor aspecte atât ale bacteriilor, cât și ale ciupercilor.

Controlul calității mediilor de cultură

Pregătirea și utilizarea mediilor de cultură nu ar trebui să se facă ușor. În fiecare laborator trebuie să existe un departament care să aplice protocoale de control al calității pe suporturi, de fiecare dată când sunt pregătite loturi noi și, astfel, să se asigure că sunt pregătite corespunzător, sterile și funcționale.

Pentru a evalua sterilitatea lor, unul sau două medii sunt prelevate la întâmplare din fiecare lot și se incubează la 37 ° C timp de câteva zile (nu trebuie să existe creștere). Tulpini de referință ATCC (American Type Culture Collection), bine cultivate și viabile, sunt utilizate pentru a verifica funcția acestora.

Eliminarea mijloacelor de cultură

După utilizarea mediilor de cultură, acesta trebuie eliminat astfel încât să nu contamineze mediul înconjurător.

Pentru aceasta, materialul este sterilizat într-o autoclavă înainte de a fi aruncat. Ulterior, materialul este scos din sticlărie. Acesta din urmă este apoi spălat, uscat, sterilizat și păstrat pentru utilizare ulterioară. În cazul utilizării plăcilor de unică folosință, acestea sunt sterilizate și aruncate ulterior în pungi speciale.

Referințe

1. Microbiologie Borrego în timbre VIII. Robert Koch: Triumful perseverenței (I). Știri SEM 2018, 117 (1): 1-18 Universitatea din Malaga. Disponibil la: jornades.uab.cat/
2. Volcy C. Geneza și evoluția postulatelor lui Koch și relația lor cu fitopatologia. O recenzie Colomb. 2008; 26 (1): 107-115. Disponibil pe: scielo.org.co/
3. Lacul Burguet Nancy, Castelul Abraham Lourdes. Controlul calității mediilor de cultură utilizate în monitorizarea mediului a zonelor de producție clasificate Rev Cubana Hig Epidemiol 2013; 51 (2): 155-160. Disponibil în: scielo.
4. Bonilla M, Pajares S, Vigueras J, Sigala J, Le Borgne S. Manualul materialului didactic al practicilor de microbiologie de bază. Universitatea autonomă metropolitană. Divizia de Științe Naturale și Inginerie. Unitatea Cuajimalpa. 2016. Disponibil la adresa: cua.uam.mx/
5. Carbajal A. Media de cultură celulară: o recenzie. Labome Lumea laboratoarelor. Universitatea din Pittsburgh Medical Center, Statele Unite. 2013 disponibil în: es /
6. Koneman E, Allen S, Janda W, Schreckenberger P, Winn W. (2004). Diagnosticul microbiologic. 5 ed. Editorial Panamericana SA Argentina.
7. Forbes B, Sahm D, Weissfeld A. (2009). Diagnostic microbiologic Bailey & Scott. 12 ed. Editorial Panamericana SA Argentina.