№10. Культивирование на питательных средах

Параграф 1. История культурального метода

Это совокупность методик искусственного выращивания микроорганизмов на питательных средах в целях их идентификации, изучения физиологических, генетических, цитохимических признаков, выявления их роли в микробных сообществах и др.

История этого раздела микробиологической науки возникла одновременно с классическими исследованиями Пастера и Коха.

• Особая заслуга в этом принадлежит Роберту Коху (слайд 2). Он был первым, кто постулировал выделение чистой культуры микроорганизмов для нужд микробиологии (вспомнить три постулата Коха). Чистой, или аксенической, культурой называют такую культуру, в которой преобладают организмы одного вида.

• Кох определил необходимость создания условий для решения этой задачи. Важнейшим из них явилась питательная среда, на которой можно было бы получить рост определённого, необходимого микроорганизма. Именно он в 1881 г. внедрил в микробиологическую практику использование плотных питательных сред. Сама идея их использования возникла раньше и принадлежит немецкому исследователю, микологу Оскару Брефельду (1835 - 1925) (слайд 3).

• Заслуга Коха заключается в глубоком научном подходе к проблеме, широком использовании питательных сред в собственных исследованиях. Им же предложен первый отвердитель – желатин, как компонент плотной среды. Желатин (желатина) (слайд 4) – это животный экстракт из богатых коллагеном частей тела: костей, хрящей, сухожилий, чешуи. Недостатком является то, что желатиновый гель плавится уже при температуре 25 градусов, которая ниже оптимальной для большинства микроорганизмов. Многие организмы способны её перерабатывать, что тоже плохо.

• Однако, время не стоит на месте. Легенда гласит, что однажды немецкий микробиолог Вальтер Хессе (1846 – 1911) отправился на пикник с женой. Внезапно, он заметил, что желе и пудинги, которые она привезла, не таят в знойную летнюю погоду. Когда он спросил жену, почему они не таят, она ответила, что они сделаны с добавлением агара, и что этой хитрости её научил сосед-голландец, вернувшийся с острова Ява (Индонезия). Вальтер Хессе был первым, кто использовал агар-агар как питательную среду и написал об этом в 1884 году (слайд 5).

• Агар (агар-агар) (слайд 6) - сложный полисахарид, который получают из морских водорослей (анфельция, гелидиум, грациллярия), и выпускают в виде пластин, столбиков или порошка. Он очень удобен тем, что большинство микроорганизмов не использует его в качестве субстрата для роста. В воде он образует гель, который плавиться при температуре около 100 градусов, и затвердевает при температуре около 40 градусов.

• В мировую науку этот метод был введён позднее, в 1919 г. американским микробиологом Фростом (слайд 7) в статье, которую можно увидеть по адресу: http://jama.jamanetwork.com, а можно и не увидеть, достаточно взглянуть на следующий слайд в презентации.

• Однако (слайд 8) ещё в 1913 г. русский микробиолог Василий Леонидович Омелиянский (1867 – 1928) отмечал, что агаризованные питательные среды предпочтительнее в тех случаях, когда микроб разжижает желатин. Вывод: мы снова профукали научное открытие.

• Слайд 9. Сергеем Николаевичем Виноградским изобретены элективные (избирательные) среды для различных групп микроорганизмов. Эти среды обеспечивают развитие одного вида или группы родственных микроорганизмов; исключают или подавляют развитие всех остальных. Выращиваются микроорганизмы с заранее заданными свойствами.

Виноградским и Мартинусом Виллемом Бейеринком был впервые введён метод выращивания накопительных культур. Накопительная культура – культура, в которой преобладают организмы одной физиологической группы или даже одного вида микроорганизмов.

В настоящее время получение чистой культуры многих сапротрофов немыслимо без получения их накопительной культуры с пробой из среды обитания.

Закончим с разбором собственно исторической части, хотя его можно было бы и продолжить…и ещё продолжить.… Сейчас в мире описано и используется более 5 000 сред, при этом они постоянно совершенствуются. Для сложных и дорогих синтетических сред используют кремнекислый гель (силикагель). К соляной кислоте добавляют в соотношении 1:1 раствора жидкого стекла.