Вы когда-нибудь задумывались, как ваши врачи узнают, какой у вас вирус? Иногда это не так просто понять.
Инфекционные заболевания часто диагностируются после посева образцов, выделенных из очага инфекции. Работникам лаборатории микробиологии нужно вырастить микроба из образца, скажем, из вашей крови или мокроты.
Затем этот образец можно протестировать, попробовав вырастить его на разных культурах, чтобы увидеть, где он растет лучше всего. Как и у растений, у микробов есть свои любимые почвы и условия. Они не будут расти там, где не могут.
Итак, что такое культура и как она помогает в диагностике инфекции?
Определение культуры выращивания
Культура - это способ выращивания микроба в лабораторных условиях. Многие бактерии, грибки, паразиты и вирусы можно выращивать в лаборатории при соблюдении соответствующих условий. Точные характеристики растущей культуры можно использовать для идентификации конкретного микроба.
Использование «селективного агента» может быть использовано для определения особенностей микроба. Например, рост Staphylococcus aureus в культуре, содержащей метициллин (селективный агент), может указывать на метициллин-резистентный Staphylococcus aureus (MRSA). Метициллин - это тип антибиотика, поэтому бактерии, которые растут в культуре, содержащей метициллин, устойчивы к лечению с использованием этого конкретного антибиотика.
Эти культуры обычно хранятся на чашках или в пробирках, содержащих специальную пищу, позволяющую расти определенному патогену или группе патогенов. Это позволяет лаборантам определить, какой микроб растет.
Лабораторным работникам может потребоваться вырастить микроб на нескольких разных культуральных чашках (или пробирках), чтобы точно определить, какой это микроб. Это может быть похоже на детективную головоломку о Шерлоке Холмсе.
Типы инфекций, которые можно диагностировать
Диагностические культуры обычно используются для выявления инфекционных микробов в образцах, выделенных из мочи (инфекции мочевыводящих путей), стула (диарейные и пищевые заболевания), половых путей (ЗППП), горла (фармакологический фарингит) и кожи (кожные инфекции).
Образцы, выделенные из других частей тела, таких как кровь и спинной мозг, также можно культивировать. Эти виды инфекций, как правило, более серьезные и требуют госпитализации.
Виды культур
Существует три основных типа культур.
Твердая культура
Бактерии и грибки могут расти на твердой поверхности, состоящей из смеси питательных веществ, солей и агара (желирующего агента, выделенного из морских водорослей). Это часто на тарелке размером с вашу ладонь. Многие представляют собой маленькие тарелки с красным гелем, а некоторые - желтым или другим цветом.
Один микроб, помещенный на твердую поверхность, может разрастаться в колонии - отдельные группы, состоящие из тысяч клеток. Колонии состоят из клонов, в которых все клетки идентичны друг другу. Именно эта особенность делает твердые культуры такими полезными для микробной идентификации.
Разные виды колоний разных видов будут иметь различные признаки и характеристики (например, цвет, размер, форму и скорость роста колонии), которые помогают микробиологам идентифицировать микроб.
Жидкая культура
Жидкая культура выращивается в «среде» или «бульоне» питательных веществ. За ростом микробов наблюдают по тому, как быстро бульон мутнеет. Более мутный бульон обычно означает большее количество микробов.
Жидкие культуры часто могут содержать несколько видов микробов, поэтому они, как правило, менее полезны, чем твердые культуры, для диагностики бактерий и грибков. Однако жидкие культуры более полезны для диагностики паразитов, которые не образуют нормальных колоний в плотных культурах.
Культура клеток
Некоторые микробы (например, хламидии или риккетсии) и вирусы нельзя выращивать в твердых или жидких культурах, но их можно выращивать в клетках человека или животных. Культуры клеток человека или животных используются путем «заражения» клеточной культуры микробом и наблюдения за действием на клетки.
Например, многие вирусы оказывают пагубное или «цитопатическое» воздействие на клетки, которое могут наблюдать микробиологи. Поскольку методы клеточных культур, как правило, более специализированы и требуют больше работы и более длительных периодов для диагностики, клеточные культуры обычно используются вторично по отношению к другим диагностическим методам. Вырастить некоторые микробы может быть особенно сложно.
Ингредиенты, используемые в культурах
В зависимости от конкретного типа культуры ингредиенты будут различаться, и используется много разных ингредиентов, поскольку они могут определить, где микроб может и не может расти, и, следовательно, определить, что это за микроб.
Микроб часто мало что говорит нам о самом организме, но вместо этого помогает нам определить название организма. Каждый микроб имеет свой особый вкус в культуральных гелях и ингредиентах.
В целом, для большинства культур требуется комбинация следующего:
- Источник амино-азота: переваренные белки
- Факторы роста: кровь, сыворотка или дрожжевой экстракт
- Источник энергии: сахара, углеводы
- Соли для буферизации pH: фосфаты, цитраты
- Минералы: кальций, магний или железо
- Селективные агенты: антибиотики или химикаты
- Индикаторы или красители: для определения уровня кислотности
- Гелеобразователь для плотных культур: агар