Признаки присутствия микроорганизмов
при культивировании их на питательных средах
Разные виды микроорганизмов по – разному растут на питательных средах. Эти различия являются одним из показателей, используемых для их дифференцировки. Одни хорошо растут на простых средах, другие требовательны и растут только на специальных (элективных) средах.
Микроорганизмы характеризуются обильным (пышным) ростом, умеренным или скудным.
Культуры могут быть бесцветными, сероватыми, серо – голубыми, розовыми, белыми, золотистыми, синими, фиолетовыми, черными, бурыми. Многие виды бактерий, актиномицетов, грибов, обитающих в почве, воде и воздухе, обладают способностью вырабатывать различные пигменты.
Образование пигментов происходит при хорошем доступе кислорода, температуре 20 – 25 градусов и рассеянном солнечном свете.
Пигменты подразделяются на растворимые в воде, растворимы в спирте и нерастворимые в воде, не растворимые ни в воде ни в спирте.
Пигменты могут выделяться живой микробной клеткой в окружающую среду (Ps. aeruginosa) или накапливаться и сохраняться только в цитоплазме, вакуолях или оболочке клетки (St.aureus).
Пигментообразование характерно в основном для сапрофитов, среди патогенных микробов не так много сохранивших способность продуцировать пигмент. Из числа бактерий, патогенных для человека, способностью продуцировать пигмент обладают стафилококки (белый, лимонно – желтый, золотистый), синегнойная палочка (синий, зеленый, коричневый). Пигментообразование у микробов имеет определенное физиологическое значение. Возможно оно выполняет функцию акцептора водорода в процессах дыхания, защищает клетку от природной ультрафиолетовой радиации, участвует в процессах синтеза и антибиотической защите.
Наиболее существенной особенностью роста бактерий, актиномицетов, грибов, микоплазм на плотной среде является характер колонии.
Колония – это совокупность особей одного вида на плотной питательной среде.
Различают поверхностные, глубинные и донные колонии в зависимости от того, где они развиваются – на поверхности питательной среды, в ее толще или на дне сосуда, в котором находится питательная среда
Вертикальное расположение колоний зависит от типа дыхания микробов.
Обычно изучают и описывают колонии, выросшие на поверхности среды, потому что именно эти колонии отличаются большим разнообразием. Глубинные колонии, как правило, довольно однообразны. Образование глубинных колоний часто сопровождается разрывом агаризованной среды вследствие выделения развивающимися микробными клетками углекислого или других газов. Донные колонии самых разнообразных видов микроорганизмов обычно растут в виде тонких прозрачных пленок, стелющихся по дну.
Описание поверхностных колоний проводят по следующим показателям:
1. Форма колонии – округлая, неправильной формы, ризоидная, овальная и др.
2. Поверхность колонии – гладкая, шероховатая, морщинистая, исчерченная и пр.
3. Профиль колонии – плоский, конусовидный, кратерообразный, выпуклый и др.
4. Блеск и прозрачность колонии – блестящая, матовая, прозрачная, тусклая, непрозрачная и др.
5. Цвет колонии – бесцветная, белая, оранжевая, фиолетовая, черная и пр.
6. Размер колонии по диаметру – точечная, мелкая, средняя, крупная.
7. Край колонии – ровный, зубчатый, волнистый (определяется при помощи малого увеличения микроскопа).
8. Структура колонии – однородная, мелко зернистая, крупнозернистая и др. (определяется при помощи малого увеличения микроскопа).
Кроме этих показателей определяют консистенцию колонии. Колония может легко сниматься петлей с агара, быть плотной , мягкой, врастающей в агар, слизистой, тягучей, хрупкой, волокнистой.
По способности колоний эмульгировать одни колонии образуют в физиологическом растворе гомогенную взвесь, другие – в виде обрывков пленки.
Характер роста микроорганизмов в жидких питательных средах отражает в определенной степени тип дыхания микроорганизмов.
Микроорганизмы при росте в жидкой питательной среде могут вызвать ее равномерное помутнение (факультативные анаэробы), образование пленки на поверхности среды (аэробы) или осадка (анаэробы).
Степень помутнения питательной среды оценивается как слабая, умеренная или сильная. Если образуется пленка, то отмечают ее характер – тонкая, плотная, рыхлая, гладкая, морщинистая, складчатая. При образовании осадка отмечают его количество (скудный, обильный и т.д.) и консистенцию (плотный, рыхлый).
Если присутствие бактерий, микоплазм, актиномицетов, грибов при культивировании их на плотных или жидких питательных средах можно обнаружить невооруженным глазом по образованию колоний или по изменению состояния жидкой среды, то присутствие риккетсий, хламидий или вирусов при культивировании их в культуре ткани можно обнаружить только микроскопически, изучая фиксированые окрашенные клетки культуры ткани.
Для обнаружения риккетсий микропрепараты можно окрашивать по Циль – Нильсену, по Здродовскому, по Романовскому – Гимзе. При выявлении риккетсий, используя иммерсионный объектив, в цитоплазме или ядре тканевых клеток можно обнаружить микробы кокковидной, палочковидной или нитевидной формы. Это и есть риккетсии. Среди риккетсий есть представители, способные существовать только в цитоплазме или только в ядре клетки.
Для обнаружения хламидий фиксированные препараты окрашивают метиленовой синью или по Романовскому – Гимзе. Чаще всего хламидии обнаруживаются в цитоплазме тканевых клеток в виде колоний.
О присутствии вирусов судят по нескольким тестам (в зависимости от характеристики вируса). Наиболее ярким и практически характерным для всех вирусов, является цитопатическое действие вирусов в отношении тканевых клеток.
Вирусы при внутриклеточной репродукции вызывают цитопатическое действие, которое проявляется в изменении формы, размеров и взаиморасположения клеток. Для обнаружения вирусов, препараты, содержащие тканевые клетки, окрашивают по Романовскому – Гимзе.
Просмотр тканевых клеток при культивировании вирусов начинают с применения малого увеличения. Клетки, не пораженные вирусом, как правило расположены в один слой, имеют характерную форму и соединены друг с другом. Подавляющее большинство вирусов, поражая тканевые клетки, обуславливают их разобщение, уменьшение в размерах и округление. Некоторые вирусы, наоборот способствуют способствуют образованию гигантских многоядерных клеток.
При изучении тканевых клеток с использованием иммерсионного объектива можно наблюдать вакуолизацию цитоплазмы, образование внутриклеточных включений, отслаивание клеток от стекла и пр.
Образование в цитоплазме тканевых клеток включений, окруженных светлым ореолом, впервые наблюдал Гварниери в клетках, пораженных вирусом натуральной оспы.
Включения в клетках нервной ткани, пораженных вирусом бешенства, обнаружили Бабеш и Негри.
Внутрицитоплазматические включения образуются в тканевых клетках, пораженными вирусами гриппа, кори, цитомегалии и др.
Характер дегенерации клеток зависит от особенностей репродуцирующего вируса. Дегенеративные изменения, происходящие с тканевыми клетками при поражении их вирусами, развиваются в разные сроки в зависимости от латентного периода.
О репродукции вирусов в культуре клеток можно судить по цветной пробе. Для этого используют клетки, выращенные на питательной среде с индикатором (метиловый красный или другой краситель). Индикатор изменяет цвет в питательной среде при росте непораженных клеток вследствие образования кислых продуктов метаболизма. При репродукции вируса происходит нарушение нормального метаболизма клеток и сдвиг рН в сторону нейтральной реакции. В результате этого сохраняется первоначальный цвет среды.
Если происходит лизис тканевых клеток, то о наличии вирусов можно судить при помощи реакции гемагглютинации. Многие вирусы обладают гемагглютинином, который участвует в адсорбции вириона на эритроците, в результате чего происходит склеивание эритроцитов. Эритроциты при этом, выстилая дно лунки планшета, располагаются рыхло. Такое расположение эритроцитов называется «перевернутым зонтиком». При отсутствии вирусов эритроциты оседают на дно лунки в виде компактного осадка – «пуговичка». При помощи гемагглютинации можно обнаружить вирусы гриппа, натуральной оспы и др. Результат гемагглютинации можно учитывать визуально.
Существует метод индикации репродукции вирусов в культуре ткани – это реакция гемадсорбции. Гемадсорбцию применяют для обнаружения парамиксовирусов, ортомиксовирусов, тогавирусов. Эти вирусы, обеспечивая состояние лизогении, постепенно выходят на поверхность тканевых клеток, в которых они репродуцировались. При внесении взвеси эритроцитов в пробирку с клетками, пораженными этими вирусами, эритроциты адсорбируются на поверхности тканевых клеток. Это происходит в результате того, что некоторые вирусы имеют на своей поверхности гемагглютинин, что позволяет им вступить в контакт с эритроцитами. Если при этом вирус еще только частично выплыл из тканевой клетки, то создается видимость адсорбции эритроцитов на поверхности тканевой клетки. Гемадсорбция как тест позволяет судить о репродукции вирусов даже при отсутствии признаков цитопатического действия вирусов.
Результат гемадсорбции учитывают при помощи микроскопа, используя малое увеличение.
При культивировании фагов их наличие определяется визуально по образованию зон отсутствия роста микробных клеток на плотной питательной среде. Если для культивирования фагов использовались микробные клетки, выращиваемые в жидкой среде, то о присутствии фагов судят по просветлению питательной среды в результате лизиса микробных клеток.