Ενότητα 4: Θρεπτικά υποστρώματα.

Question 1

Τι καλείται θρεπτικό υπόστρωμα; (ή θρεπτικό μέσο ανάπτυξης, ή θρεπτικό υλικό)

Answer 1

Θρεπτικό υπόστρωμα, ή θρεπτικό μέσο ανάπτυξης, ή θρεπτικό υλικό καλείται οποιοδήποτε υγρό ή στερεό υλικό που περιέχει τα απαραίτητα θρεπτικά συστατικά για την ανάπτυξη πολλών ή συγκεκριμένων ομάδων μικροοργανισμών.

Question 2

Τι καταφέρνουν τα θρεπτικά υποστώματα;

Answer 2

➼ να προσομοιάζουν το φυσικό περιβάλλον στο οποίο αναπτύσσονται οι μικροοργανισμοί, ή

➼ να πληρούν
‣ τις ανάγκες πλήθους μικροοργανισμών ή
‣ τις ανάγκες μίας συγκεκριμένης ομάδας μικροοργανισμών ή
‣ ενός μικροοργανισμού.

Question 3

Τι περιέχουν τα περισσότερα θρεπτικά υποστρώματα;

Answer 3

α) νερό που αποτελεί το μεγαλύτερο ποσοστό του βάρους των κυττάρων,
β) ενώσεις του άνθρακα που το κύτταρο τις χρησιμοποιεί ως πηγή άνθρακα (αποτελεί το δομικό συστατικό των πρωτεϊνών, λιπιδίων και υδατανθράκων) και ενέργειας (παραγωγή ενέργειας από τον καταβολισμό οργανικών ενώσεων και σχηματισμό μορίων ΑΤΡ),
γ) ανόργανες (νιτρικά και αμμωνιακά άλατα) και οργανικές ενώσεις (πεπτόνη κ.α.) του αζώτου που χρησιμοποιούνται στον αναβολισμό αμινοξέων και νουκλεϊνικών οξέων,
δ) αυξητικούς παράγοντες, όπως βιταμίνες που είναι συμπαράγοντες ενζυμικών συστημάτων-συνένζυμα, πουρίνες-πυριμιδίνες που χρησιμοποιούνται στη σύνθεση του DNA, και αμινοξέα απαραίτητα για την πρωτεϊνοσύνθεση.

Τέλος, χρησιμοποιούνται ανόργανα άλατα, όπως φωσφορικά που εκτός της ρυθμίσεως του pH χρησιμοποιούνται σε αντιδράσεις φωσφορυλίωσης, άλατα του νατρίου, καλίου, ασβεστίου και μαγνησίου, καθώς και ιχνοστοιχεία, όπως Mn, Fe, Cu, Co και Mo που χρησιμοποιούνται σε ελάχιστες ποσότητες ως συμπαράγοντες ενζυμικών συστημάτων.

Question 4

Σε τι διακρίνονται τα θρεπτικά υποστρώματα;

Answer 4

Τα θρεπτικά υποστρώματα διακρίνονται σε υγρά (liquid media ή broth) και στερεά (solid media, agar plates).

Question 5

Πώς πραγματοποιείται η παρασκευή στερεών υποστρωμάτων;

Answer 5

Η παρασκευή στερεών υποστρωμάτων πραγματοποιείται με προσθήκη άγαρ, ενός πολυσακχαρίτη που παράγεται από θαλάσσια φύκη.

Question 6

Σε τι θερμοκρασίες ρευστοποιούνται και στερεοποιούνται αιωρήματα 1.5-2% σε άγαρ;

Answer 6

Αιωρήματα περιεκτικότητας 1.5-2% σε άγαρ ρευστοποιούνται σε θερμοκρασίες μεγαλύτερες των 80-90οC, ενώ στερεοποιούνται σε θερμοκρασία περίπου 40οC.

Question 7

Πού χρησιμοποιούνται τα στερεά υποστρώματα;

Answer 7

Τα στερεά υποστρώματα χρησιμοποιούνται στην απαρίθμηση,

απομόνωση και ανακαλλιέργεια μικροοργανισμών.

Question 8

Πού χρησιμοποιούνται τα υγρά υποστρώματα;

Answer 8

Τα υγρά υποστρώματα χρησιμοποιούνται στη μελέτη της κυτταρικής αύξησης, των φυσιολογικών, χημειοταξινομικών και γενετικών χαρακτηριστικών διαφόρων μικροοργανισμών.

Question 9

Κατηγορίες-Διαχωρισμός θρεπτικών υποστρωμάτων.

Με βάση ποια χαρακτηριστικά διακρίνονται;

Answer 9

➊ Υγρό ή στερεό θρεπτικό μέσο
➋ Με βάση την σύσταση του θρεπτικού υποστρώματος
➌ Με βάση την εξειδίκευση στην ανάπτυξη διαφόρων ειδών μικροοργανισμών

Question 10

Τα θρεπτικά υποστρώματα με βάση την σύστασή τους διακρίνονται σε:

Answer 10

Α) Φυσικά ή εμπειρικά, όπου χρησιμοποιούνται φυσικά υλικά ή εκχυλίσματα φυτικής ή ζωϊκής προέλευσης, και επομένως η σύσταση τους δεν είναι γνωστή (π.χ. θρεπτικό μέσο με εκχύλισμα εδάφους).

Β) Συνθετικά, τα οποία παρασκευάζονται εργαστηριακά με την ζύγιση συγκεκριμένων συστατικών.
Στην κατηγορία αυτή ανήκουν τα καθορισμένης συστάσεως θρεπτικά υποστρώματα (defined media) που αποτελούνται από διαλύματα αλάτων συγκεκριμένης συστάσεως και μία συγκεκριμένη οργανική ένωση γνωστής συγκεντρώσεως ως πηγή άνθρακα και ενέργειας.

Question 11

Πώς διακρίνονται τα θρεπτικά υποστρώματα με βάση την εξειδίκευση στην ανάπτυξη διαφόρων ειδών μικροοργανισμών;

Answer 11

Α) Θρεπτικά υποστρώματα γενικής συστάσεως

(Περιέχουν συστατικά που επιτρέπουν την ανάπτυξη πλήθους ειδών μικροοργανισμών.)

Β) Εξειδικευμένα θρεπτικά υποστρώματα

(Η σύνθεσή τους ευνοεί την ανάπτυξη μίας συγκεκριμένης ομάδας μικροοργανισμών, ή/και παρεμποδίζει τις υπόλοιπες ταξινομικές ομάδες σε ένα περιβαλλοντικό δείγμα)

Question 12

Θρεπτικά υποστρώματα γενικής συστάσεως

Τι περιέχουν;
Γιατί τα θρεπτικά συστατικά δεν είναι γνωστά; (Πώς προκύπτουν;)
Τι απελευθερώνεται;

Answer 12

➼ Περιέχουν συστατικά που επιτρέπουν την ανάπτυξη πλήθους ειδών μικροοργανισμών.
➼ Τα θρεπτικά συστατικά δεν είναι γνωστά, αφού συνήθως προκύπτουν από την ενζυματική υδρόλυση συστατικών φυτικής και ζωϊκής προέλευσης, καθώς και από εκχύλισμα ζύμης.
➼ Έτσι απελευθερώνεται πλήθος αμινοξέων, βιταμινών, και άλλων ενώσεων που καλύπτουν τις θρεπτικές απαιτήσεις διαφόρων ταξινομικών ομάδων.

Question 13

Εξειδικευμένα θρεπτικά υποστρώματα

Τι ευνοεί η σύνθεσή τους;
Για τι χρησιμοποιούνται τα υλικά αυτά;
Πού οφείλεται η εξειδίκευση;

Answer 13

➼ Η σύνθεσή τους ευνοεί την ανάπτυξη μίας συγκεκριμένης ομάδας μικροοργανισμών, ή/και παρεμποδίζει τις υπόλοιπες ταξινομικές ομάδες σε ένα περιβαλλοντικό δείγμα.
➼ Τα υλικά αυτά χρησιμοποιούνται για την απαρίθμηση και απομόνωση συγκεκριμένων ομάδων μικροοργανισμών (π.χ. TCBS Agar για Vibrio spp.).
➼ Η εξειδίκευση συνήθως οφείλεται στην προσθήκη κάποιου αντιβιοτικού, στην προσθήκη μίας συγκεκριμένης πηγής άνθρακα, ή στην αλλαγή του pH και της αλατότητας.