Бактериальная культура

Бактериальная культура — искусственно выращиваемое на питательных средах скопление бактерий одного вида, являющихся потомками одной бактериальной клетки. Бактериальные культуры сохраняется на твердых (1,5—2% мясо-пептонный агар), полужидких (0,5—0,7% мясо-пептонный агар) или жидких (мясо-пептонный бульон) питательных средах (см.).

Для длительного хранения бактериальную культуру лиофилизируют (см. Обезвоживание) и помещают в ампулы. При отсутствии лиофильной сушки бактериальные культуры хранят в пробирках на питательных средах; стерильную ватную пробку вдвигают внутрь пробирки и заливают тонким слоем парафина. Для хранения бактериальных культур удобно пользоваться пробирками с навинчивающимися пробками. Большинство бактериальных культур лучше сохраняется при температуре не выше 5—7°.

Пробирки или ампулы с бактериальной культурой снабжают этикетками с указанием названия, номера и даты выделения. Все бактериальные культуры, выделяемые или хранящиеся в лаборатории, подлежат регистрации в соответствии со специальными инструкциями. См. также Бактериологическое исследование, Колония бактериальная.



Бактериальная культура — культивирование популяций бактерий на тех или иных питательных средах. Культивирование бактерий на искусственных питательных средах лежит в основе всех микробиологических исследований, позволяющих выяснить морфологические, физиологические и другие особенности бактерий.

В зависимости от питательных потребностей бактерий бактериальные культуры могут быть получены на средах, в состав которых входят органические субстраты, или на солевых синтетических средах, включающих в качестве источника энергии углеродсодержащие соединения. При посеве бактерий на питательные среды наблюдается сложный процесс роста бактериальных культур, в котором следует различать рост (увеличение размера) отдельных бактериальных клеток и их размножение, т. е. нарастание числа жизнеспособных особей. Рост отдельных бактерий можно наблюдать под микроскопом или путем микрокиносъемки в специальных камерах, процесс же размножения анализируют путем высева на плотные питательные среды с последующим подсчетом числа бактериальных колоний.

В процессе культивирования происходит не только размножение, но и отмирание бактерий. Следовательно, полное представление об интенсивности размножения клеток бактериальных культур можно получить только в том случае, если подсчитывать не только число жизнеспособных особей, но и общее количество бактерий.

Процесс размножения складывается из следующих фаз: 1) приспособления (lag-фаза), 2) интенсивного деления (log-фаза), 3) отрицательного ускорения, 4) стационарной фазы максимума, 5) ускоренной гибели, 6) логарифмической гибели, 7) уменьшения скорости отмирания. В начале lag-фазы, т. е. сразу после посева бактерий в питательную среду, клетки не делятся, иногда наблюдается уменьшение числа жизнеспособных особей; затем бактерии начинают расти, а к концу lag-фазы и делиться. Логарифмическая фаза роста бактериальных культур (log-фаза) характеризуется максимальной скоростью деления клеток, увеличение числа которых происходит в геометрической прогрессии. При этом абсолютное большинство клеток делится с равной скоростью, а гибель их минимальна. В фазе отрицательного ускорения время генерации клеток постепенно удлиняется, а скорость деления по сравнению с log-фазой снижается. Это связано с истощением питательной среды, нарушением кислородного снабжения и накоплением токсических продуктов метаболизма. Одновременно со снижением скорости деления увеличивается процент погибающих клеток, что приводит к замедлению темпа нарастания жизнеспособных особей в бактериальной культуре. Следующая фаза—стационарная — характеризуется равновесием процессов размножения и гибели клеток, вследствие чего число жизнеспособных бактерий в 1 мл среды остается постоянным. Это число соответствует максимальной концентрации (М-концентрация) жизнеспособных особей бактериальной культуры. В течение последующих фаз гибель клеток превалирует над увеличением их числа, в результате чего количество жизнеспособных бактерий снижается. Продолжительность фаз роста Б. к., время генерации и М-концентрация клеток зависят от вида бактерий, состава среды, посевной дозы, возраста культуры и ряда других факторов.



С целью получения больших количеств бактериальной массы аэробов бактериальные культуры выращивают в условиях искусственной аэрации. Это позволяет достигать значительно более высоких М-концентраций по сравнению с неаэрируемыми бактериальными культурами. Длительное сохранение бактериальных культур в состоянии log-фазы достигается путем постепенного и постоянного обновления среды (проточное культивирование). При выращивании ауксотрофных мутантов бактерий, т. е. бактерий, утративших способность синтезировать какое-либо вещество (аминокислота, азотистое основание и др.), могут быть созданы условия так называемого хемостата, обеспечиваемые постоянным добавлением в среду необходимого вещества в определенной концентрации. Варьируя количество вносимого в среду соединения, меняют скорость деления ауксотрофных мутантов бактерий. Условия хемостата могут быть созданы и для бактерий дикого типа в том случае, если они не способны синтезировать какие-либо необходимые для питания вещества.

Все сказанное относится к чистым бактериальным культурам, т. е. к популяциям бактерий одного штамма. Штамм — более узкое понятие, чем вид (см.). Термином «штамм» обозначают сохраняемые и перевиваемые бактериальные культуры того или иного вида бактерий, полученные из различных источников. Выделение чистых Б. к. и их культивирование производят специальными методами (см. Бактериологическая техника). В естественных условиях чистые Б. к. обнаруживаются крайне редко. Сапрофитные бактерии, обычно населяющие организм человека и животных, а также обитающие во внешней среде, составляют естественные биоценоза (см.), для которых характерны явления антагонизма, синергизма и т. п. В случае инфицирования организма патогенные бактерии также размножаются в смешанных популяциях. Следовательно, если для диагностики инфекций и идентификаций бактерий обязательным условием служит выделение чистых бактериальных культур, то для изучения процессов, лежащих в основе развития инфекционных заболеваний, целесообразен анализ явлений, возникающих в смешанных Б. к., которые состоят из популяций бактерий различных видов и штаммов. Исследования со смешанными культурами представляют интерес не только с точки зрения выяснения патогенеза инфекционных заболеваний, но и в целях изучения изменчивости бактерий, их эволюции и т. д. (см. Изменчивость микроорганизмов). См. также Колония бактериальная.