Skip to main content
Global

9.6: الوسائط المستخدمة لنمو البكتيريا

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    195407

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    أهداف التعلم

    • تحديد ووصف وسائط الاستزراع لنمو البكتيريا، بما في ذلك أمثلة على الوسائط متعددة الأغراض والوسائط المخصبة والانتقائية والتفاضلية والمحددة والإثراء

    يتم تسهيل دراسة الكائنات الحية الدقيقة بشكل كبير إذا كنا قادرين على استزراعها، أي الحفاظ على تكاثر السكان على قيد الحياة في ظل ظروف المختبر. يمثل استزراع العديد من الكائنات الحية الدقيقة تحديًا بسبب المتطلبات الغذائية والبيئية المحددة للغاية وتنوع هذه المتطلبات بين الأنواع المختلفة.

    المتطلبات الغذائية

    عدد الوسائط المتاحة لزراعة البكتيريا كبير. تعتبر بعض الوسائط وسائط عامة لجميع الأغراض وتدعم نمو مجموعة كبيرة ومتنوعة من الكائنات الحية. والمثال الرئيسي على وسيلة متعددة الأغراض هو مرق الصويا التربتيك (TSB). تُستخدم الوسائط المتخصصة في تحديد البكتيريا ويتم استكمالها بالأصباغ أو مؤشرات درجة الحموضة أو المضادات الحيوية. يحتوي أحد الأنواع، وهو الوسائط الغنية، على عوامل النمو والفيتامينات والعناصر الغذائية الأساسية الأخرى لتعزيز نمو الكائنات الحية شديدة الحساسية، والكائنات الحية التي لا تستطيع إنتاج بعض العناصر الغذائية وتتطلب إضافتها إلى الوسط. عندما يكون التركيب الكيميائي الكامل للوسيط معروفًا، يطلق عليه الوسيط المحدد كيميائيًا. على سبيل المثال، في وسط EZ، يتم تحديد جميع المكونات الكيميائية الفردية ويتم معرفة الكميات الدقيقة لكل منها. في الوسائط المعقدة، التي تحتوي على مستخلصات وهضمات من الخمائر أو اللحوم أو النباتات، لا يُعرف التركيب الكيميائي الدقيق للوسط. كميات المكونات الفردية غير محددة ومتغيرة. يعتبر مرق المغذيات ومرق الصويا التربتيكي وتسريب قلب الدماغ كلها أمثلة على الوسائط المعقدة.

    تسمى الوسائط التي تمنع نمو الكائنات الحية الدقيقة غير المرغوب فيها وتدعم نمو الكائن الحي محل الاهتمام من خلال توفير العناصر الغذائية وتقليل المنافسة بالوسائط الانتقائية. مثال على الوسيلة الانتقائية هو MacConkey agar. يحتوي على أملاح الصفراء والبنفسج البلوري، والتي تتداخل مع نمو العديد من البكتيريا الإيجابية للجرام وتساعد على نمو البكتيريا سالبة الجرام، وخاصة البكتيريا المعوية. يُطلق على هذه الأنواع اسم الأمعاء، وتعيش في الأمعاء، وتتكيف مع وجود الأملاح الصفراوية. تعزز ثقافات الإثراء النمو التفضيلي للكائنات الحية الدقيقة المرغوبة التي تمثل جزءًا صغيرًا من الكائنات الحية الموجودة في اللقاح. على سبيل المثال، إذا أردنا عزل البكتيريا التي تكسر النفط الخام والبكتيريا الهيدروكربونية، فإن الزراعة الفرعية المتسلسلة في وسط يوفر الكربون فقط في شكل زيت خام ستثري الثقافات بالبكتيريا الآكلة للزيت. تجعل الوسائط التفاضلية من السهل التمييز بين مستعمرات البكتيريا المختلفة من خلال تغيير لون المستعمرات أو لون الوسط. تغييرات اللون هي نتيجة المنتجات النهائية الناتجة عن تفاعل الإنزيمات البكتيرية مع الركائز التفاضلية في الوسط أو، في حالة التفاعلات الانحلالية، تحلل خلايا الدم الحمراء في الوسط. في الشكل\(\PageIndex{1}\)، يمكن ملاحظة التخمير التفاضلي لللاكتوز على أجار MacConkey. تنتج أجهزة تخمير اللاكتوز الحمض الذي يحول الوسط ومستعمرات أجهزة التخمير القوية إلى اللون الوردي الساخن. يتم استكمال الوسيط بمؤشر درجة الحموضة باللون الأحمر المحايد، والذي يتحول إلى اللون الوردي الساخن عند درجة حموضة منخفضة. يمكن الجمع بين الوسائط الانتقائية والتفاضلية ولعب دور مهم في تحديد البكتيريا بالطرق البيوكيميائية.

    لوحة أجار ذات لون بني فاتح. الخطان على اللوحة باللون الوردي الفاتح والشريطان باللون البيج.
    الشكل\(\PageIndex{1}\): على لوحة أجار MacConkey هذه، تتميز مستعمرات E. coli المخمر باللاكتوز بلون وردي فاتح. تشكل مادة Serratia marcescens، التي لا تخمر اللاكتوز، خطًا كريميًا اللون على وسط التسمير. (مصدر: الجمعية الأمريكية لعلم الأحياء الدقيقة)

    التمارين\(\PageIndex{1}\)

    1. التمييز بين الوسائط المعقدة والمحددة كيميائيًا.
    2. التمييز بين الوسائط الانتقائية والإثراء.
    رابط إلى التعلم

    قارن بين تركيبات متوسط EZ وأجار دم الأغنام.

    نزهة نهاية العام

    يحتفل قسم الأحياء الدقيقة بنهاية العام الدراسي في مايو من خلال إقامة نزهة تقليدية على المنطقة الخضراء. تستمر الخطب لبضع ساعات، ولكن أخيرًا يمكن لجميع أعضاء هيئة التدريس والطلاب البحث في الطعام: سلطة الدجاج والطماطم والبصل والسلطة وفطيرة الكاسترد. في المساء، يعاني القسم بأكمله، باستثناء اثنين من الطلاب النباتيين الذين لم يتناولوا سلطة الدجاج، من الغثيان والقيء والتراجع والتشنج البطني. يشكو العديد من الأفراد من الإسهال. يظهر أحد المرضى علامات الصدمة (انخفاض ضغط الدم). يتم جمع عينات الدم والبراز من المرضى، ويتم إجراء تحليل لجميع الأطعمة المقدمة في الوجبة.

    يمكن أن تسبب البكتيريا التهاب المعدة والأمعاء (التهاب المعدة والأمعاء) إما عن طريق الاستعمار والتكاثر في المضيف، الذي يعتبر عدوى، أو عن طريق إفراز السموم، والتي تعتبر تسممًا. عادةً ما تتأخر علامات العدوى وأعراضها، بينما يظهر التسمم في غضون ساعات، كما حدث بعد النزهة.

    لم تظهر على عينات الدم المأخوذة من المرضى أي علامات للعدوى البكتيرية، مما يشير أيضًا إلى أن هذه كانت حالة تسمم. نظرًا لأن التسمم ناتج عن السموم المُفرزة، لا يتم اكتشاف البكتيريا عادةً في عينات الدم أو البراز. تم تلقيح صفائح أجار MacConkey و Sorbitol-Macconkey وألواح الزيلوز-الليسين-الديوكسيتشولات (XLD) بعينات البراز ولم تكشف عن أي مستعمرات ملونة بشكل غير عادي، ولم يتم ملاحظة أي مستعمرات سوداء أو مستعمرات بيضاء على XLD. تقوم جميع أجهزة تخمير اللاكتوز الموجودة في عقار MacConkey أيضًا بتخمير السوربيتول. استبعدت هذه النتائج العوامل الشائعة للأمراض التي تنقلها الأغذية: E. coli و Salmonella spp. و Shigella spp.

    كشف تحليل سلطة الدجاج عن وجود عدد غير طبيعي من المكورات الإيجابية بالجرام مرتبة في مجموعات (الشكل\(\PageIndex{2}\)). تطلق ثقافة المكورات الإيجابية بالجرام فقاعات عند مزجها مع بيروكسيد الهيدروجين. تحولت المزرعة إلى ملح المانيتول إلى اللون الأصفر بعد فترة حضانة استمرت 24 ساعة.

    تشير جميع الاختبارات إلى المكورات العنقودية الذهبية باعتبارها الكائن الحي الذي يفرز السم. أظهرت عينات من السلطة وجود بكتيريا المكورات الإيجابية بالجرام في مجموعات. كانت المستعمرات إيجابية للكاتالاز. نمت البكتيريا على أجار ملح المانيتول الذي يخمر المانيتول، كما يتضح من التحول إلى اللون الأصفر في الوسط. مؤشر الأس الهيدروجيني في أجار ملح مانيتول هو أحمر الفينول، والذي يتحول إلى اللون الأصفر عندما يتم تحمض الوسط بمنتجات التخمير.

    من المعروف أن السم الذي تفرزه S. aureus يسبب التهاب المعدة والأمعاء الشديد. ربما تم إدخال الكائن الحي في السلطة أثناء التحضير من قبل معالج الطعام وتكاثره أثناء حفظ السلطة في درجة الحرارة المحيطة الدافئة أثناء الخطب.

    التمارين\(\PageIndex{2}\)

    1. ما هي بعض العوامل الأخرى التي ربما ساهمت في النمو السريع لـ S. aureus في سلطة الدجاج؟
    2. لماذا لا يتم تثبيط S. aureus بسبب وجود الملح في سلطة الدجاج؟
    صورة مجهرية لمجموعات من الكرات الأرجوانية.
    الشكل\(\PageIndex{2}\): المكورات الإيجابية للجرام في مجموعات. (الائتمان: مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها)

    المفاهيم الأساسية والملخص

    • تحتوي الوسائط المحددة كيميائيًا على مكونات معروفة كيميائيًا فقط.
    • تفضل الوسائط الانتقائية نمو بعض الكائنات الحية الدقيقة بينما تمنع البعض الآخر.
    • تحتوي الوسائط الغنية على العناصر الغذائية الأساسية المضافة التي يحتاجها كائن حي معين للنمو
    • تساعد الوسائط التفاضلية على تمييز البكتيريا حسب لون المستعمرات أو التغيير في الوسط.