Хромогенные питательные среды

История питательных сред
Принцип действия и классификация
Жидкие питательные среды
Уреаплазма-50
Микоплазма-50
Микоплазма-АЧ-12
Уреаплазма-АЧ-12
Плотные питательные среды

История питательных сред имеет многовековой опыт. Начинается она с открытия Л. Пастера. В 1861 году он доказал, что брожение есть процесс, тесно связанный с жизнедеятельностью дрожжевых грибков, которые питаются и размножаются за счёт бродящей жидкости, т.е. положил начало культивированию в жидких средах.

В 1883 году Р. Кох разработал метод выделения чистых культур микробов путем посева на пластинки желатина. Другой состав плотной среды, который используется до сих пор, предложил в 1884 году немецкий микробиолог В. Хессе. Основным компонентом был агар-агар, который его жена использовала для приготовления фруктового желе.

Осталось только найти форму, в которую удобно заливать плотные среды, и наблюдать за ростом микробов. Такая форма в виде донышка, отрезанного от лабораторной бутыли, была предложена в 1887 году Ю. Петри и получила название - чашка Петри. Эти открытия положили основу для разработки, а затем промышленного выпуска и широкого практического использования жидких, полужидких и плотных питательных сред, которые, так же как и чашки Петри, до сих пор являются неотъемлемым атрибутом каждой микробиологической лаборатории.

В 1905 году бактериолог А. Мак-Конки разработал первую хромогенную среду. В ее состав входят селективные компоненты (нейтральный красный и соли желчных кислот), которые ингибируют рост грам-положительных микробов, и специфический субстрат – лактоза. Кишечные бактерии ферментируют лактозу, что приводит к понижению рН и изменению окраски рН-индикатора. В результате колонии сальмонелл, шигелл и колиформных бактерий имеют красный цвет и окружены мутной зоной преципитации желчных солей.

В настоящее время хромогенные питательные среды получают в мировой бактериологической практике все более широкое применение. Из основных производителей следует назвать Oxoid, Merck, bio Merieux, HiMedia, Fluka, Sifin, Biolife. Выпуск освоен и отечественными производителями: НПП "Питательные среды" (г. Махачкала), ГНЦ прикладной микробиологии и биотехнологии (г. Оболенск), НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера (г. Санкт-Петербург) и др.

Принцип действия и классификация

Слово хромоген является комбинацией двух греческих слов: chroma (chromatos) - цвет и genes – порождающий. Принцип действия заключается в образовании окрашенных веществ (индикаторов) в результате взаимодействия высокоспецифичных ферментов бактерий с компонентами среды. В зависимости от консистенции их делят на жидкие и плотные.

Жидкие питательные среды

Примером, основанным на способности микробов ферментировать неокрашенный субстрат в окрашенный, является хромогенный бульон на энтерококки фирмы Merck. Содержащийся в бульоне субстрат (5-бром-4-хлор-3-индолил-бета-D-глюкопиранозид) под действием бета-D-глюкозидазы энтерококков и D-стрептококков образует растворимый продукт сине-зеленого цвета. Рост сопутствующих грамм-отрицательных бактерий (колиформные бактерии), также имеющих бета-D-глюкозидазы, подавляется наличием в бульоне азида натрия.

Примером, основанным на изменении окраски редокс-индикатора, может служить «Набор реагентов для определения чувствительности грибов рода Candida к антимикотикам» («Микотест-АЧ»), разработанный и выпускаемый НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера (г. Санкт-Петербург). Механизм действия основан на восстановлении резазурина (синий раствор) до резофурина (флуоресцирующий розовый раствор). Наличие фенолового красного и селективных компонентов обеспечивает четкое изменение окраски от лилового до желтого в случае роста грибов рода Candida. Наличие селективных компонентов подавляет рост грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов.

Наиболее широкое практическое применение нашли среды с рН-индикаторами. Их механизм действия основан на изменении окраски индикатора при изменении рН. Ферментация аминокислот или мочевины приводит к защелачиванию, а ферментация сахаров - к закислению.

В качестве примера можно привести хромогенные селективные питательные среды для одновременного выделения, идентификации и определения титра урогенитальных микоплазм («Микоплазма-50» для Mycoplasma hominis и «Уреаплазма-50» для Ureaplasma urealyticum), разработанные и выпускаемые в НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера (г. Санкт-Петербург). Их механизм действия основан на повышении рН при ферментации мочевины («Уреаплазма-50») или аргинина («Микоплазма-50»). В результате, при наличии в исследуемой пробе Mycoplasma hominis окраска меняется с зеленой на фиолетовую, а при наличии в исследуемой пробе Ureaplasma urealyticum - с желтой на красно-малиновую.

Уреаплазма-50

Микоплазма-50

Микоплазма-АЧ-12

Уреаплазма-АЧ-12

Плотные питательные среды

Плотные хромогенные питательные среды имеют значительные преимущества. Во-первых, идентификация возбудителя происходит одновременно с его выделением и не требует проведения предварительных посевов с целью получения чистой культуры. Во-вторых, можно оценить спектр патогенов в пробе и их относительное количество. В-третьих, требования к селективности ниже, что позволяет идентифицировать на них широкий спектр микроорганизмов, принадлежащих к разным родам и видам.