48.Рост м/о. Параметры роста клеточной популяции.

Когда говорят о росте м/о, то подразумевают увеличение не одной особи, а численности членов популяции, поскольку микробиологи всегда имеют дело с более или менее многочисленными микробными культурами. В то же время онтогенез отдельно взятой микробной клетки обязательно сопряжен с ее ростом, и, таким образом, необходимо разграничить понятие «рост клетки» и «рост популяции».

Рост микробной клетки – скоординированное необратимое увеличение всех химических компонентов, формирующих клеточные структуры. Рост клетки сопровождается увеличением ее массы и размеров. Когда клетка достигает характерного для данного вида размера, она обычно делится или приступает к размножению иным путем.

Рост каждой микробной популяции подчиняется определенным закономерностям и сильно зависит от условий окружающей среды.

Выделяют 4 фазы роста: - лаг-фаза (она начинается сразу после инокуляции среды и продолжается до достижения бактериями максимальной скорости роста. В этой фазе происходит адаптация клеток к новым условиям культивирования: начинается синтез новых ферментов, что связано с увеличением содержания РНК и рибосом);

- логарифмическая (log) фаза (экспоненциальная) – деление клеток здесь происходит с постоянной максимальной скоростью (2⁰-2¹-2²-2³-…-2ⁿ, где n-число клеточных делений.); сбалансированный рост: величина клеток и их химический состав в течении всей фазы остаются постоянными.

- стационарная фаза. Переход в стац. фазу роста вызван нехваткой одного или нескольких питательных веществ, обычно из числа биогенных элементов.

- фаза отмирания – фаза роста культуры называется одинаково с 3-ей, и основным ее признаком явл. быстрая гибель клеток.

Рост клеточной популяции сопровождается как увеличением числа клеток, так и накоплением биомассы.

Параметры роста:

1. Концентрация клеток. Определяется либо путем прямо подсчета числа клеток в определенном объеме суспензии под микроскопом, либо путем высева суспензий на плотные питательные среды с последующим учетом количества сформировавшихся колоний. В первом случаи подсчитывают концентрацию всех клеток, во 2 – только жизнеспособных. Существуют косвенные методы определения конц. клеток: турбидиметрия (определение степени мутности суспензий), нефелометрия (определения светорассеяния), микрокалориметрия (определение тепловыделения клеток).

2. Константа скорости деления – этот параметр определяется через показатель n, который обозначает число совершившихся клеточных делений и выражается формулой:

где N_t - конц. клеток в логарифмической культуре в определенный момент времени; N₀ – исх. конц. клеток; lg 2 = 0,3010.

В таком случае констанат скорости деления клеток в лог-ой фазе роста ν может быть выражена отношением числа клеток к промежутку времени t:

3.Время генерации – это время, необходимое для одного цикла деления g, или показатель, обратный константе скорости деления.

4.Плотность клеточных суспензий (определение массы клеток в единице объема суспензии). Прямое измерение подразумевает извлечение клеток из известного объема культуральной жидкости и измерение их масс. Среди косвенных методов определения плотности суспензий могут использоваться турбидиметрия, нефелометрия и калориметрия, а также определение общего белка, общего азота и углерода.

5.Констаната скорости роста (удельная скорость роста) μ – определяется в лог-ой фазе роста:

, где lgе=0,43429; х_t – плотность клеточной суспензии в оредел. момент времени; х₀ – исходная плотность суспензии.

6.Время удвоения – время, в течении которого происходит удвоение клеточной массы t_d определяется по формуле t_d= ln2/μ.

7.Урожай – это еще один параметр роста клеточной популяции, применяемый во внимание при оценке продуктивности м/о. Под урожаем Х понимают разность между максимальной и исходной массой клеток: Х=Х_макс-Х₀. Обычно эту величину выражают в гр.сухого в-ва.

8.Экономический коэффициент У – отношение урожая к количеству потребленного субстрата S, к-ое может быть выражено в гр.: Y=X/S.