מדיה תרבותית: היסטוריה, פונקציה, סוגים, הכנה - ביולוגיה - 2025

התקשורת והתרבות הן הכנות תזונתיות מיוחדות עבור התאוששות, בידוד ותחזוקה של מיקרואורגניזמים חיידקים ופטריות. אמצעי מדיה אלה יכולים להיות מוצקים, נוזליים או מוצקים למחצה.

לואי פסטר היה הראשון שהראה כי בתוך מרק שעשוי עם נתחי בשר מבושלים, הוא שימש לחיידקים להתרבות במספרים גדולים עד כדי סתימת המרק. במובן זה, מרק הבשר של פסטר נחשב לאמצעי התרבות הנוזלי הראשון בו משתמשים.

מדיה תרבות גולמית ומוכנה (מוצקה ונוזלית). מקור: פליקר

ואז רוברט קוך, בעזרת משתפי פעולה שלו יוליוס ריצ'רד פטרי וולטר הס, עשה צעדים גדולים. הראשון עיצב את מנת הפטרי המשמשת עד היום; והשני עלה בדעתו להחליף ג'לטין לאגר-אגר להכנת מדיה תרבותית מוצקה, מה שהיה מאוד רלוונטי, מכיוון שג'לטין הושפל על ידי מיקרואורגניזמים מסוימים.

נכון לעכשיו ישנם סוגים רבים של מדיה תרבותית עם מטרות שונות, ולכן אלה מסווגים לפי תפקידם: בין החשובים ביותר שאנו יכולים להזכיר את מדיות התרבות התזונתית, הסלקטיבית, הדיפרנציאלית, הובלת, העשרה וספירה. מושבות, תחזוקה ולבדיקת רגישות.

יש אמצעי תקשורת תרבותיים המיוחדים לצפייה בתגובות כימיות, והם מועילים מאוד לזיהוי המיקרואורגניזם המעורב. ביניהם ניתן להזכיר: מדיום קליגלר, MIO, LIA, citrate, בין היתר.

הִיסטוֹרִיָה

המדיום התרבותי הראשון הוכן על ידי לואי פסטר כאשר ניסה להראות שחיים מיקרוביאלים אינם פרי דור ספונטני, אלא שמיקרואורגניזמים יכולים להתרבות וגם שהם באו מהאוויר.

הוא הכין מרק עם נתחי בשר וציין כי לאחר מספר ימים לאחר שנחשף לאוויר, היה מעונן והייתה כמות ניכרת של מיקרואורגניזמים בתוך המרק. במקביל, מרק נוסף עם נתחי בשר קודחים ואטומים הרמטית בעבר נותר שקוף ככל שחלפו הימים.

זה תפס את תשומת ליבם של חוקרים רבים והם הבינו שמיקרו-אורגניזמים אלה אחראים לפירוק הבשר וגם לגרום למחלות מסוימות.

מסיבה זו היה חיוני ליצור דרך לשכפל את המיקרואורגניזמים הללו במעבדה על מנת ללמוד אותם בהמשך.

במובן זה, רוברט קוך תרם תרומה שלא יסולא בפז לשיפור טכניקות מעבדה מסוימות, במיוחד אלה הקשורות לבידוד חיידקים, כאשר הציג את המושג מדיום תרבות מוצק.

תחילה הוא השתמש בפרוסות תפוחי אדמה כמדיום יציב אך בהמשך הוסיף ג'לטין למרקצי הבשר עם תוצאות טובות יותר. עם זאת, היו זמנים שהג'לי נמס והפך לתרבות נוזלית. כיום ידוע שזה קורה מכיוון שחיידקים מסוימים מסוגלים לבצע הידרוליזה של ג'לטין.

זה היה אז שאחד ממשתפי הפעולה שלו הגה את הרעיון להשתמש באגר-אגר, מתחם שאשתו נהגה לעבות את הממתקים שלה.

המדיום התרבותי הבסיסי הזה התחיל להיות בהדרגה מתוחכם יותר, עד שהוא מגיע לתקשורת התרבותית המוכרת כיום.

הרכב

לכל מדיום הרכב שונה, אך חיוני שהוא יכיל את החומרים המזינים הספציפיים להתפתחות טובה של סוג המיקרואורגניזם המבוקש.

הוא עשוי להכיל גם חומרים כימיים ספציפיים המסייעים לחשוף את המסלול המטבולי שיש לזן מסוים, או שמראים נוכחות של אנזימים מסוימים.

אלמנט חשוב נוסף הוא השימוש בחומרים מאגר. אלה עוזרים לשמור על האיזון האוסמוטי של המדיה, כמו גם על ה- pH.

הם יכולים גם להכיל פחמימות ומדד pH להראות תסיסה נוספת של סוכר. שינוי צבע של המדיום ייצפה אם קיימת החמצה שנוצרת כתוצאה מהתסיסה.

מדיות תרבות מסוימות מכילות חומרים מעכבים. תלוי בחומר המשמש, צמיחתם של מיקרואורגניזמים מסוימים תוגבל וצמיחה של אחרים.

סוגי מדיה תרבותית

אמצעי תרבות מסווגים לפי קריטריונים שונים. אלה הם: על פי העקביות, ההרכב ותפקודו.

- לפי העקביות שלה

נוזלים

הם אינם מכילים אגר-אגר. עדות לגידול בקטריאלי או פטרייתי על ידי עכירות המרק, שקורה במקור.

מוצק

הם מכילים בין 1.5 ל -2% אגר-אגר. לתערובת המוצקה יש משטח המתנגד לתנועה הדקה של ידית הפלטינה מבלי לשבור אותה.

חצי מוצק

הם מכילים כ- 0.5% אגר-אגר, לכן זהו מצב ביניים בין נוזל למוצק. אידיאלי בתקשורת המשמשת לראות תנועתיות. הם מומלצים גם לשמירה על זנים, מכיוון שהם שומרים על לחות הרבה יותר זמן.

ביפאסית

הם מדיה שמוכנים בצורה כזו שיש שלב יציב ועל זה מדיום נוזלי. בשימוש נרחב לתרבויות דם.

- על פי הרכבו

מדיה צומחת טבעית

מדובר בחומרים שנלקחו ישירות מהטבע לעיבוד חיידקים, ומספקים להם סביבה קרובה לאופן בו הם מתפתחים בדרך כלל במערכת האקולוגית. דוגמה, חלב, מיצים, דם מדולל, סרום וכו '.

מדיה תרבותית סינתטית

הם הנפוצים ביותר בימינו, הם המדיה המיובשת שאנו רוכשים בבתים מסחריים ושכל ההרכב הכימי שלה ידוע, מכיוון שהם תוכננו אסטרטגית לפי סוג המיקרואורגניזם שיש לבודד.

מדיה תרבותית סינתטית למחצה

זהו השילוב של מדיום סינטטי אליו מוסיפים אלמנט טבעי כדי להעשיר את המדיום.

מדיה לתרבית תאים

הם מדיה מיוחדת לגידול וירוסים, מכיוון שמיקרואורגניזמים אלה אינם מסוגלים לשרוד מחוץ לתאים, עליהם להכיל רקמות או תאים חיים מבעל חיים או מצמח.

דוגמה: תרביות תאי כליה של קוף או ביצים עוברות.

- על פי התועלת שלה

מדיה תזונתית, סלקטיבית, דיפרנציאלית, הובלה, העשרה, זיהוי, כימות מושבות, תחזוקה ובדיקת רגישות. הם יתוארו בהמשך.

פוּנקצִיָה

ללא קשר לסוג המדיום התרבותי, לכולם יש משהו משותף וזה מאפשרים או מקדמים את ההתרבות של מיקרואורגניזמים מסוימים. ההבדל נעוץ בהרכב כל אחד מהם המהווה גורם מכריע לתועלת הסופית שתהיה להם.

כל אחת ממדיות התרבות הקיימות מיועדת אסטרטגית לפונקציה הספציפית שלשמה היא נוצרה, כלומר לכולם יש בסיס ששולט בהנחיות הפונקציה הספציפית שלהם.

יש לציין כי על מדיה התרבותית שנזרעה, לאחר שנזרע, להיות נתון לתנאים של טמפרטורה וחמצן המתאימים לסוג החיידק או הפטריה שיש לבודד.

לדוגמה, אם אתה רוצה לבודד חיידקים אנאירוביים מזופילים, אתה יכול להשתמש באגר דם ולדגור בתנאים אנאירוביים (ללא חמצן) ב 37 מעלות צלזיוס למשך 48 שעות.

כעת, אם צריך לבודד פטריה, משתמשים באגר סבורוד עם אנטיביוטיקה. הוא מודגר באירוביוזה, בטמפרטורת החדר במשך מספר ימים, מכיוון שהאחרונים צומחים באטיות.

מדיה תרבות פשוטה ומזינה

כשמו כן הוא, אמצעי תרבות אלה מכילים חומרים מזינים, כמו מקורות לויטמינים, חומצות אמינו, חנקן ופחמן, ביניהם ניתן להזכיר: תמצית בשר או תמצית שמרים, עמילן תירס, עיכול לבלב, פפונים, גלוקוז, בין היתר.

הם מכילים גם רכיבים אחרים המספקים לסביבה איזון אוסמוטי, מכיוון שרוב הגידולים דורשים pH קרוב ל 7.0. אלמנטים אלה יכולים להיות: נתרן כלורי, נודין פוספט, בין היתר.

הדילול הוא מים מזוקקים ולתקשורת המוצקה יש אגר-אגר.

מטרת מדיה תרבית זו היא לשחזר את המיקרוביוטה החיידקית או הפטרייתית הקיימת במדגם נתון. זה לא מבחין בין מיקרואורגניזמים, מכיוון שהוא מסוגל לגדל מספר גדול של חיידקים, הן גרם חיובי והן גרם שלילי, כמו גם פטריות שמרים ושרירים.

הם מומלצים לזריעת דגימות מאתרים סטריליים בדרך כלל. עם זאת, הם אינם מתאימים למיקרואורגניזמים קשים.

הם מועילים גם לשמירה על זנים, כל עוד הם אינם מכילים גלוקוז.

מדיה תרבותית מועשרת

אם מוסיפים דם או דם מחומם לתקשורת התזונתית הפשוטה, הם הופכים לתקשורת מועשרת (אגר דם ואגר שוקולד בהתאמה).

אמצעי מדיה אלה מועילים מאוד לזריעת דגימות סטריליות בדרך כלל, להצלת זנים חלשים ולבידוד מיקרואורגניזמים תובעניים תזונתיים.

מדיה תרבותית סלקטיבית

מדיה תרבותית סלקטיבית בנוסף להכיל חומרים תזונתיים חיוניים לצמיחתם של מיקרואורגניזמים מסוימים המעניינים, מתווספים גם חומרים מעכבים, כמו אנטיביוטיקה, נוגדי פטריות, צבעים, מלחי מרה, בין היתר.

החומרים המעכבים נועדו להפחית את מגוון הזנים שיכולים לצמוח, לטובת צמיחת קבוצה מיוחדת במיוחד שתציל.

דוגמה: מרק EC (מיוחד לקוליפורמים מוחלטים וצואה) או אגר סבורוד עם אנטיביוטיקה (ספציפית לפטריות).

מדיה תרבותית דיפרנציאלית

מדיה דיפרנציאלית מכילה אלמנטים תזונתיים הנחוצים לגידול קבוצה ספציפית של מיקרואורגניזמים ומכילים גם חומרים שבנוכחות מיקרואורגניזמים מסוימים יעברו חילוף חומרים או השפלה.

כלומר, הם יפיקו תגובות כימיות שבאופן כזה או אחר יוכח במדיום התרבות.

חלק מהתגובות מלהבות או מחמצות את המדיום, ובזכות נוכחותו של אינדיקטור pH ניתן להוכיח שינויים אלה באמצעות שינוי צבע במדיום ובמושבה.

לפיכך, בקרב קבוצה גדולה של חיידקים אשר יוכלו לצמוח במדיום זה, יבדלו אלו המטבוליזים או מבדרים את החומר וכאלה שלא, פשוט על ידי התבוננות בצבע המושבה והמדיום.

לדוגמא, אגר הדם מאפשר לאחד להבחין בין חיידקים הגורמים למוליזה בטא (הילה צלולה) מאלו הגורמים למוליזה אלפא (הילה ירקרקה) לבין אלו שאינם מייצרים המוליזה.

מדיה סלקטיבית ודיפרנציאלית

דוגמה לכך היא מה שקורה באגר MacConkey. זה סלקטיבי מכיוון שהוא מאפשר רק גידול של בייקילי שלילי גראם; וזה דיפרנציאלי, מכיוון שניתן להבדיל בין חיידקים המתסיסים לקטוז (מושבות פוקסיה) ובין חיידקים שאינם תוססים (ורוד בהיר או חסר צבע).

תחבורה מדיה תרבותית

כפי שהשם מרמז, הם אמצעים המשמשים להובלת דגימות שנלקחו פחות או יותר רחוק מהמעבדה שתעבד את הדגימה. מדיום ההובלה שומר על המדגם בתנאים הטובים ביותר כך שתתקבלו תוצאות אמינות.

לתקשורת תרבותית אלה מאפיינים מיוחדים מאוד, מכיוון שלא ניתן לחרוג מהם ברכיבים תזונתיים, מכיוון שאוכלוסיית החיידקים הקיימת נדרשת להישאר ברת קיימא, אך מבלי לגדול במספרם.

לרוב מדובר בתקשורת מוצקה למחצה, המאפשרת לדגימה להישאר מתייבשת. עם זאת, אין להתפשר בקבלת הדגימה למעבדה בהקדם האפשרי. דוגמאות לאמצעי תחבורה: בינוני סטיוארט, קרי בלייר ואיימס.

מדיה העשרה תרבות

מדיה תרבותית זו נוזלית. הם משמשים להצלת פתוגנים ספציפיים שבכל זמן נתון עשויים להימצא במדגם בכמות מינימלית.

כדאי גם להציל זן פתוגני שעשוי להיות חלש מכל טיפול קודם שהתקבל. דוגמה: מי פפטון, מרק תיוגליקולאט ומר סלניט.

במדיה זו יש חומרים מעכבים המונעים את צמיחת המיקרוביוטה המלווה, וחומרים מזינים ספציפיים המעדיפים את התפתחות המיקרואורגניזם המעניין.

אמצעי תרבות למטרות זיהוי

מדיה זו מכילה חומרים הניתנים לחילוף חומרים כימיים על ידי חיידקים מסוימים, ומייצרים תגובות כימיות המראות נוכחות של אנזימים או מסלולי מטבוליות.

לכן הם משמשים כבדיקות ביוכימיות המסייעות להכרת הסוג והמינים של קבוצת זנים מסוימת. דוגמה: המדיום קליגלר מראה אם ​​המיקרואורגניזם מסוגל לתסיס גלוקוז ולקטוז, אם הוא מייצר מימן גופרתי וגז.

מדיום זה מכיל חומרים חושפניים המאפשרים לצפות בתגובה, כמו מדד pH, ויוני ברזל.

בדיקה פשוטה זו יכולה להבדיל בין שתי קבוצות גדולות של מיקרואורגניזמים חיידקיים, כמו החיידקים השייכים למשפחת Enterobacteriaceae, מה שנקרא חיידקים לא תוססים.

מדיה לספירת מושבות

אלה אמצעי מדיה פשוטים ולא סלקטיביים המשמשים לכימות אוכלוסייה מיקרוביאלית, כמו מדיום הספירה הרגיל. סוג המיקרואורגניזם שיצמח במדיום זה יהיה תלוי בתנאי הטמפרטורה והחמצן שנקבעו.

מדיה תרבותית לבדיקת רגישות

המדיום הסטנדרטי למטרה זו הוא אגר מולר הינטון, המדיום הזה אידיאלי להערכת התנהגות אנטיביוטיקה שונה כנגד מיקרואורגניזם פתוגני מבודד.

זה שימושי במיוחד בחיידקים לא תובעניים, ואילו בחיידקים קשוחים ניתן להשתמש בו רק אם הוא תוסף דם.

מדיה תרבותית לתחזוקה

מטרת אמצעים אלה היא לשחזר את המיקרואורגניזם וגם לשמור על הכדאיות של החיידק או הפטריה למשך זמן רב ככל האפשר וגם לשמור על תפקידיו הפיזיולוגיים.

מאפיין חשוב הוא כי סוג זה של מדיום לא צריך להכיל גלוקוז, מכיוון שהוא אמנם גורם שמספק צמיחה מהירה, אך התסיסה שלו מייצרת גם חומצות שמורידות את חיי המיקרואורגניזם.

מעבדות מסוימות צריכות לשמור על קיום של מיקרואורגניזמים מסוימים לשימוש מאוחר יותר במחקרי מחקר, בקרות פנימיות או למטרות חינוך.

הכנה

נכון לעכשיו ישנם מותגים מסחריים רבים המפיצים את מדיות התרבות השונות. התקשורת מגיעה בצורה מיובשת או מיובשת בהקפאה, כלולה בצנצנות אטומות ומוגנות מפני אור.

כל מדיום מגיע עם תווית המפרטת את שם המדיום, מרכיביו, מספר המגרש וכמה לשקול להכנת ליטר מדיום תרבותי.

מים מזוקקים משמשים כדילול. הכמות השוקלת מומסת בליטר אחד של מים מזוקקים עד לקבלת תערובת הומוגנית. מרבית אמצעי המדיה נחרצים באופן אוטומטי, בלחץ של 15 פאונד, טמפרטורה של 121 מעלות צלזיוס למשך 15 דקות.

מדיה נוזלית מוחזרת אוטומטית כבר מופצת בצינורות העבודה שלהם בהתאמה, ואילו מדיה מוצקה עוברת חיטוי בקבוקי ארלנמאייר.

האחרונים מורשים לעמוד עד שהם מגיעים לטמפרטורה של 55 מעלות צלזיוס ומוגשים בכלי פטרי בתוך מכסה זרימה למינרית או בסמוך למבער בונסן. הם נותרים להתמצקות ומאוחסנים במקרר הפוך.

ישנן גם אמצעי תרבות מוצקים המופצים בצינורות, ומאפשרים להם להתמצק ברבעה (ישר) או במקור חליל (נוטה).

לפני שמשתמשים בכל מדיום תרבות מוכן, בין אם מוצק או נוזלי, יש להקפיד על מזג לפני זריעת הדגימה.

חֲשִׁיבוּת

מדיה תרבותית היא ללא ספק כלי עבודה יקר מאוד למיקרוביולוגים, מכיוון שהם מאפשרים לשחזר את החומר הזיהומי שברגע מסוים עשוי להשפיע על אדם או לזהם אוכל, סביבה או משטח.

במובן זה ניתן לומר כי למיקרוביולוגיה תחומים שונים, ביניהם קליני, תעשייתי, סביבתי, מיקרוביולוגיה של מזון, בין היתר, ומדידת תרבות משמשים בכולם.

כמובן שסוג המדיום המשמש בכל מקרה עשוי להשתנות בהתאם לצרכים וסוג הדגימה שעובדה. גם קבוצת המיקרואורגניזם שביקשה השפעות.

הבידוד של המיקרואורגניזם הפתוגני או הגורם לזיהום כלשהו חיוני בכדי להיות מסוגל ליישם טיפול יעיל או לאמץ נהלים המסייעים לחסל את המזהם המדובר.

במקרה של מיקרוביולוגיה קלינית, לא רק חשוב לבודד את המיקרואורגניזם ולזהות אותו (דע את הסוג והמינים), אלא יש לבצע גם את האנטי-ביוגרמה.

מחקר זה שמשתמש גם במדיום תרבות יאפשר לנו לומר איזה אנטי מיקרוביאלי רגיש ואיזו עמיד או בקיצור, מה יכול לשמש כטיפול ואיזה לא יכול.

לפיכך, מדיה תרבותית בכלל לא יכולה להיות חסרה במעבדה למיקרוביולוגיה, לא משנה מה האזור.

לבסוף ניתן לומר שתקשורת התרבית אפשרה לחקור היבטים שונים של חיידקים ופטריות כאחד.

בקרת איכות של מדיות תרבות

אין להיעשות בקלילות על ההכנה והשימוש בתקשורת התרבותית. בכל מעבדה חייבת להיות מחלקה המיישמת פרוטוקולי בקרת איכות על אמצעי התקשורת, בכל פעם שמכינים קבוצות חדשות וכך להבטיח שהן מוכנות, סטריליות ותפקודיות כראוי.

כדי להעריך את הסטריליות שלהם, מדיה אחת או שתיים נלקחות באופן אקראי מכל אצווה ומודגרות ב 37 מעלות צלזיוס למשך מספר ימים (לא אמורה להיות צמיחה). זני הפניה ATCC (American Type Culture Collection) מתורבתים ובת-קיימא משמשים לאימות תפקודם.

השלכת מדיה תרבותית

לאחר השימוש בתקשורת התרבותית, יש להיפטר ממנה באופן שאינו מזהם את הסביבה.

לשם כך, החומר מעוקר במערכת החיטוי לפני השלכתו. לאחר מכן, החומר מוסר מכלי הזכוכית. האחרון נשטף, מיובש, מעוקר ואוחסן לשימוש מאוחר יותר. במקרה של שימוש בפלטות חד פעמיות, אלה מעוקרים ובהמשך מושלכים בשקיות מיוחדות.

הפניות

1. Borrego Microbiology בולים VIII. רוברט קוך: נצחון ההתמדה (אני). חדשות SEM 2018, 117 (1): 1-18 אוניברסיטת מלאגה. ניתן להשיג ב: jornades.uab.cat/
2. Volcy C. בראשית והתפתחות המוצבים של קוך והקשר שלהם לפיטופתולוגיה. סקירה קולומבית. 2008; 26 (1): 107-115. ניתן להשיג ב: scielo.org.co/
3. אגם בורגואט ננסי, טירת אברהם לורדס. בקרת איכות של מדיות תרבות המשמשות לניטור סביבתי של אזורי ייצור מסווגים. הכומר קובאנה היג אפידמיול 2013; 51 (2): 155-160. ניתן להשיג ב: scielo.
4. Bonilla M, Pajares S, Vigueras J, Sigala J, Le Borgne S. מדריך חומרים דידקטי של פרקטיקות מיקרוביולוגיה בסיסיות. אוניברסיטת מטרופולין אוטונומית. החוג למדעי הטבע והנדסה. יחידת קוג'ימלפה. 2016. זמין ב: cua.uam.mx/
5. קרבג'ל א. מדיה לתרבות תאים: סקירה. Labome עולם המעבדות. המרכז הרפואי של אוניברסיטת פיטסבורג, ארצות הברית. 2013 זמין ב: es /
6. Koneman E, אלן S, Janda W, Schreckenberger P, Winn W. (2004). אבחון מיקרוביולוגי. מהדורה חמישית עריכה Panamericana SA ארגנטינה.
7. פורבס B, Sahm D, Weissfeld A. (2009). אבחון מיקרוביולוגי של ביילי וסקוט. 12 ed. עריכה Panamericana SA ארגנטינה.