Культуральные свойства бактерий¶

Культуральные свойства бактерий — совокупность морфологических, тинкториальных и биохимических признаков, проявляемых бактериальными клетками при выращивании в стандартных питательных средах (культуре). Изучение этих свойств является основой классификации и идентификации бактерий в медицинской и ветеринарной микробиологии, а также в пищевой промышленности и научных исследованиях.

¶Общие сведения

Термин «культуральные свойства» подчёркивает, что наблюдаемые признаки фиксируются именно в условиях культивирования — на агаровых и жидких средах, в бульоне, на скошенном и уколом агаре, в глубинных слоях. Одна и та же бактерия в разных средах может проявлять себя по-разному, поэтому стандартные среды (мясопептонный бульон, агар, кровяной агар, сахарный бульон и др.) позволяют получать воспроизводимые результаты.

Культуральные свойства принято делить на три группы:

• морфология колоний;
• тинкториальные свойства;
• биохимические свойства.

¶Морфология колоний

При посеве на плотную питательную среду (обычно агар) из одной микробной клетки формируется видимая глазу колония — скопление клонов, происходящих от одного предка. Характеристики колоний стабильны для каждого вида и служат важным диагностическим признаком.

Основные параметры, которые оценивают при изучении колоний:

• Форма — круглая, неправильная, ветвистая, с рваными краями.
• Размер — от мелких (0,1–0,5 мм) до крупных (более 5 мм); зависит от вида, среды и условий культивирования.
• Поверхность — гладкая, шероховатая, складчатая, морщинистая.
• Край (периферия) — ровный, волнистый, зубчатый, нитевидный.
• Консистенция — слизистая, влажная, сухая, маслянистая, твёрдая (пастообразная).
• Прозрачность — прозрачные, полупрозрачные, непрозрачные.
• Цвет — белый, кремовый, жёлтый, оранжевый, розовый и др., обусловленный пигментами (например, жёлтый пигмент стафилококков, красный — Serratia marcescens).
• Высота — плоские, выпуклые, шаровидные.
• Запах — характерный для ряда видов (например, «фруктовый» у Pseudomonas, «запах земли» у Bacillus cereus).

При рассмотрении колонии с обратной стороны (на просвет) оценивают также её структуру: однородную, зернистую, с включениями, с диффузным или чётким краем.

¶Тинкториальные свойства

Тинкториальные свойства — это отношение бактерий к окрашиванию по методу Грама и другим красителям. Делятся на грамположительные (сохраняют фиолетовый цвет после обработки спиртом) и грамотрицательные (обесцвечиваются и окрашиваются контрастным красителем). Это свойство отражает структурные особенности клеточной стенки и является одним из первых разделительных признаков при идентификации.

Дополнительно оценивают кислотоустойчивость (по Цилю-Нильсену), спорообразование, наличие капсул, жгутиков, пили — эти признаки выявляют с помощью специальных окрашиваний.

¶Биохимические свойства

Биохимические свойства отражают метаболические возможности бактерий и составляют основу дифференциально-диагностических сред. К ним относят:

• Ферментативную активность — способность расщеплять определённые субстраты (белки, жиры, углеводы) с образованием узнаваемых продуктов. Например, коагулаза стафилококков, лецитиназа Clostridium perfringens.
• Гидролиз — разложение казеина, желатина, крахмала, лецитина.
• Кислото- и газообразование при ферментации сахаров (глюкозы, лактозы, маннита и др.) — важный признак энтеробактерий.
• Оксидазу и каталазу — ферменты, выявляемые экспресс-тестами.
• Способность к нитратредукции, индолу, ацетомуровому тесту, реакции Вогеса-Прскауэра и др.

На основе этих реакций строятся таблицы для определения родов и видов, например таблица Берджи для идентификации грамотрицательных факультативных анаэробов.

¶Условия культивирования

Проявление культуральных свойств зависит от условий выращивания:

• температура (психрофилы, мезофилы, термофилы);
• pH среды;
• наличие или отсутствие кислорода (аэробы, анаэробы, микроаэрофилы, факультативные анаэробы);
• состав питательной среды;
• инкубационное время.

Поэтому в микробиологической практике используют стандартные протоколы: инкубация при 37 °C в течение 18–24 часов, определённые среды и режимы.

¶Применение

Изучение культуральных свойств используется для:

• идентификации возбудителей инфекционных заболеваний;
• контроля стерильности в фармацевтическом производстве;
• оценки качества пищевых продуктов и кормов;
• систематики промышленных штаммов (производство антибиотиков, ферментов, пробиотиков);
• судебно-медицинской экспертизы.

В современной микробиологии культуральные методы дополняются масс-спектрометрией (MALDI-TOF), ПЦР и секвенированием, однако выращивание чистой культуры остаётся обязательным этапом для фенотипической характеристики и получения штамма-источника.

Источники:

• Борисов Л. Б. Медицинская микробиология, вирусология и иммунология. — М.: Медицинская литература.
• Крамарева И. С., Лабинская К. С. Медицинская микробиология. — СПб.: СпецЛит.
• Покровский В. И., Пак С. Г. Медицинская микробиология. — М.: ГЭОТАР-Медиа.
• Берджи Д. Дж. Определитель бактерий Берджи. — М.: Мир.
• Кутсар К. А., Ушакова Н. А. Микробиология. — СПб.: Издательство СПбГУ.