Как вырастить свои бактерии

Выращивание колоний культур в среде с добавлением агара можно производить дома или в лаборатории, обязательно придерживаясь комнатного температурного режима. Это связано с тем, что уже при температуре +25-30°C желатиновые среды плавятся. В полужидком виде они помещаются на поверхность чашки Петри до полного затвердения.

ОСНОВЫ МИКРОБИОЛОГИИ – В. М. Самыгин – 2015

Выращивание (культивирование) микроорганизмов необходимо для получения биомассы или различных метаболитов (продуктов обмена веществ) микробной клетки. Выращивание микробов в лабораторных условиях производят на искусственных питательных средах, в культурах тканей и в организме экспериментальных животных. Культуральные признаки микроорганизмов определяют по характеру роста на питательных средах. Эти признаки имеют важное диагностическое значение и являются постоянными для каждого вида микроорганизмов.

На плотных питательных средах при посеве большого количества микробных клеток наблюдается сплошной рост в виде «газонной» культуры микроорганизмов. При посеве ограниченного числа клеток образуются различные по форме и величине колонии, которые представляют собой видимые скопления особей одного вида микроорганизмов, формирующиеся в результате размножения одной клетки. Колонии бывают плоскими, выпуклыми, куполообразными, вдавленными, поверхность их – гладкой (S-формы), шероховатой (R-формы), исчерченной, бугристой, края – ровными, зазубренными, волокнистыми, бахромчатыми. Форма колоний разнообразна: круглая, розеткообразная, звездчатая, древовидная. По величине колонии бывают крупные (4-5 мм в диаметре), средние (2-4 мм), мелкие (1-2 мм) и карликовые (менее 1 мм). Колонии отличаются по консистенции, плотности, цвету. Они бывают прозрачными и непрозрачными, окрашенными и бесцветными, влажными, сухими и слизистыми (рис. 10 и 11).

Рис. 10. Основные типы колоний микроорганизмов

Рис. 11. Морфологическое и структурное разнообразие колоний: 1 – формы выпуклости колоний над поверхностью питательной среды: 2 – очертания колоний: 3 – характер края колоний: 4 – внутренняя структура колоний

В жидких питательных средах микробы растут с образованием диффузной мути, пленки, осадка, видимых невооруженным глазом. Иногда наблюдается пристеночный рост бактерий.

В лабораторных условиях бактерии выращивают в пробирках, чашках Петри, флаконах, бактериологических матрицах. В производственных условиях культивирование микроорганизмов осуществляют в различных ферментерах (ферментаторах, биореакторах) по специально разработанной технологии.

При оценке эффективности роста обычно измеряют биомассу или число микробных клеток. Прямой способ измерения клеточной массы – это определение веса сухого вещества клеток, содержащихся в определенном объеме культуры, путем отделения их от среды, высушивания и последующего взвешивания. Однако с помощью обычных весов трудно точно определить массу менее 1 мг, а такое количество сухого вещества может содержать до 5 млрд бактерий.

Более удобным методом определения массы одноклеточных микроорганизмов является оптический метод – измерение количества света, рассеянного суспензией клеток. Он основан на том, что рассеяние света мелкими частицами в определенных пределах пропорционально их концентрации, и доля пропущенного света служит мерой оптической плотности суспензии. Измерения проводят с помощью спектрофотометра или фотоэлектроколориметра. Эти приборы показывают единицы оптической плотности, которая представляет собой логарифм отношения интенсивности света, падающего на суспензию, к интенсивности пропущенного света. Нижний предел чувствительности данного метода – около 10 млн клеток в 1 мл.

Для определения числа клеток можно использовать микроскопический метод на специальных предметных стеклах – счетных камерах, прямой подсчет клеток с помощью электронного прибора (счетчик Коултера) и др. Однако чаще подсчет общего количества клеток в суспензии проводят с помощью бактериального стандарта мутности, а также высевом микроорганизмов на плотную питательную среду в чашки Петри.

Стандарт мутности представляет собой взвешенные в дистиллированной воде частицы стекла диаметром от 0,5 до 3,5 мкм. Взвесь этого стекла при взбалтывании осадка соответствует определенной концентрации клеток. Стандарт состоит из запаянных пробирок-эталонов, эквивалентных по степени мутности 5 и 10 международным единицам мутности (5 • 10 8 и 10 9 кл/мл соответственно). К комплекту бактериальных эталонов прилагается шрифтовая таблица, содержащая набор различных шрифтов. Исследуемую культуральную взвесь помещают в стандартную пробирку, толщина стенок и цвет стекла которых соответствует пробиркам- эталонам. Разбавляя культуру измеренными количествами физиологического раствора, доводят мутность в исследуемой пробирке до эталонной и производят расчет исходной концентрации микробных клеток. Расчет производят либо по степени разведения культуры, либо на основе общего количества клеток в бактериальной суспензии.

Читайте также:
Как приготовить валуи жареные

Число одноклеточных микроорганизмов можно подсчитать также после высева на плотную питательную среду в чашки Петри, поскольку жизнеспособные клетки, пространственно отдаленные друг от друга на поверхности плотной среды, в процессе роста образуют отдельные колонии, видимые невооруженным глазом. Следовательно, приготовив соответствующие разведения бактериальной популяции и использовав их для засева среды, можно определить число жизнеспособных клеток в исходной суспензии путем подсчета числа вырастающих после инкубации колоний и умножения этой цифры на коэффициент разведения. Этот метод называют определением концентрации жизнеспособных клеток,так как он позволяет учесть только те микроорганизмы, которые могут расти на питательной среде. Определение числа жизнеспособных клеток, несомненно, является наиболее чувствительным методом количественного учета бактерий, так как он дает возможность зарегистрировать даже единичную жизнеспособную клетку в суспензии. Для установления доли жизнеспособных клеток в популяции можно использовать методы отдельного определения общего числа клеток (с помощью стандарта мутности) и числа жизнеспособных клеток.

Биологическая библиотека – материалы для студентов, учителей, учеников и их родителей.

Наш сайт не претендует на авторство размещенных материалов. Мы только конвертируем в удобный формат материалы, которые находятся в открытом доступе и присланные нашими посетителями.

Если вы являетесь обладателем авторского права на любой размещенный у нас материал и намерены удалить его или получить ссылки на место коммерческого размещения материалов, обратитесь для согласования к администратору сайта.

Разрешается копировать материалы с обязательной гипертекстовой ссылкой на сайт, будьте благодарными мы затратили много усилий чтобы привести информацию в удобный вид.

Особенности раствора

Питательные среды классифицируют по составу, назначению, консистенции. Существует две основные группы: производственные и диагностические.

  1. Производственные среды – основа для изготовления медицинских лекарственных препаратов, бактерий для септика. Растворы позволяют производить контроль качества биовеществ. В таких питательных средах для выращивания культур бактерий не должно быть вредных токсических примесей, способных нанести вред человеку или повлиять на процессы жизнедеятельности колоний.
  2. В диагностических питательных средах выделяют следующие подгруппы целевого назначения:
  • для выделения отдельных видов культур бактерий (дифференциальные);
  • для выращивания широкого спектра колоний микроорганизмов;
  • для выделения конкретного типа возбудителя; накопительные среды (обогащение бактерий выделяемыми ими продуктами жизнедеятельности).

По консистенции различают:

  • плотные,
  • жидкие,
  • полужидкие.

В плотных и полужидких питательных средах основным компонентом является жидкая основа, к которой добавляется агар. Это полисахарид, который выделяется в лаборатории из некоторых разновидностей морских водорослей.

Питательная среда с добавлением агара

Выращивание колоний культур в среде с добавлением агара можно производить дома или в лаборатории, обязательно придерживаясь комнатного температурного режима. Это связано с тем, что уже при температуре +25-30°C желатиновые среды плавятся. В полужидком виде они помещаются на поверхность чашки Петри до полного затвердения.

Читайте также:
Дианелла — изящная фея

Наиболее распространенные плотные среды: сыворотка крови свернутая, яйца, также выращивание колоний может производиться на картофеле.

Как выращивать культуры бактерий в чашке Петри

Подумывали о том, чтобы вырастить целую культуру бактерий, скажем науки или веселья ради? Дело это, как ни странно, удивительно простое. Все, что вам потребуется, это агаризированная питательная среда, несколько стерильных чашек Петри, да бактерии!

Часть 1 из 3: Подготовка чашек Петри

1. Подготовьте агаризированную питательную среду. Агар – это желеобразная субстанция, используемая для выращивания культур бактерий. Делается агар из красных и бурых водорослей, он представляет собой идеальную среду для многих разных видов микроорганизмов. Иногда в агар добавляют и другие вещества – типа овечьей крови, если целью стоит добиться более бурного роста микроорганизмов.

Проще всего будет воспользоваться порошковым агаром. Вам потребуется по 1.2 грамма (½ чайной ложки) на каждую 10-сантиметровую чашку Петри.

В теплоупорной емкости разведите порошковый агар в 60 миллилитрах (¼ чашки) горячей воды. Сами понимаете, 60 мл – это на одну чашку Петри. Нужную для вас пропорцию высчитывайте сами.

Поместите емкость с водой и порошком в микроволновку и, доведя воду до кипения, кипятите ее в течение минуты. Главное, чтобы раствор агара не “убежал”.

Питательная среда считается готовой, когда порошок полностью растворился, а сама жидкость – прозрачная.

Дайте питательной среде остыть, затем переходите к следующим шагам.

Как выращивать культуры бактерий в чашке Петри Как, Создание, Собственную, Армия, Бактерий, Длиннопост

2. Подготовьте чашки Петри. Вы их видели – небольшие плоские чашки из стекла или прозрачного пластика. У чашек Петри есть две части, верхняя и нижняя, они вставляются друг в друга, что служит для защиты культуры микроорганизмов от воздуха и прочих потенциальных источников заражения, а также сдерживает газы, выделяемые микроорганизмами в ходе фазы роста.

Чашки Петри должны быть стерильны. Стерильны! Иначе результаты эксперимента по выращиванию бактерий пойдут насмарку. Если вы покупаете чашки Петри, то они должны продаваться в герметично запакованной упаковке (такие чашки предварительно простерилизованы холодным методом).

Достаньте чашки из упаковки и разделите половинки. Очень аккуратно залейте питательную среду в нижнюю половинку чашки тонким слоем, только лишь покрывающим дно.

Быстро закройте чашку Петри, чтобы не допустить попадания в агар бактерий из воздуха. Дайте чашкам Петри спокойно постоять минут 30-120, пока питательная среда на остынет и не затвердеет (готовая питательная среда будет напоминать желе).

Как выращивать культуры бактерий в чашке Петри Как, Создание, Собственную, Армия, Бактерий, Длиннопост

3. Охладите чашки Петри. Если вы не планируете немедленно заселять бактерии в их новый дом, то чашки Петри необходимо поместить в холодильник до тех пор, пока не придет их час.

Хранение чашек Петри в холодильнике является гарантией того, что вода не будет испаряться (а бактерии очень любят воду). Кроме того, питательная среда на холоде станет еще чуть тверже, а это не даст вам случайно порвать ее во время подсадки бактерий.

Хранить чашки Петри в холодильнике нужно вверх дном. Так на крышке не будет скапливаться конденсат, который потом будет капать обратно и портить питательную среду.

Чашки Петри с питательной средой могут выдержать в холодильнике пару месяцев. Когда придет их черед, достаньте чашки из холодильника и дайте им нагреться до комнатной температуры.

Читайте также:
Деймос — описания и характеристики, виды растений для уничтожения препаратом

Как выращивать культуры бактерий в чашке Петри Как, Создание, Собственную, Армия, Бактерий, Длиннопост

1. Подсадите культуру бактерий в чашку Петри. Агар тверд, чашка Петри комнатной температуры – все готово к продолжению эксперимента! А что дальше по плану? Правильно, подсадка культуры бактерий в питательную среду! И тут есть два метода – либо прямой контакт, либо отбор образцов.

Прямой контакт: в этом случае бактерии попадают на агар через… да, через прямой с ним контакт. Один из самых распространенных методов проведения подсадки таким образом – это просто легонько коснуться пальцем поверхности питательной среды (до или после мытья рук – неважно). Как вариант, можно коснуться ногтем или даже старой монеткой. Можно просто поместить на питательной среде волосок или капнуть туда капельку молока. В общем, используйте воображение!

Отбор образцов: этот метод позволит вам провести забор образцов микроорганизмов с любой поверхности и перенести их в питательную среду. Все, что потребуется – ватные палочки. Просто проведите палочкой там, откуда вы хотите взять образец микрофлоры (хоть изо рта, хоть с клавиатуры), затем проведите тем же концом палочки по поверхности питательной среды (не порвите ее). Через пару дней вы увидите интересные и ужасные результаты своего эксперимента!

Как вариант, в чашку Петри можно подсаживать микроорганизмы из разных источников – для этого просто надо разделить чашку на четвертинки.

Как выращивать культуры бактерий в чашке Петри Как, Создание, Собственную, Армия, Бактерий, Длиннопост

2. Закройте, подпишите и запечатайте чашки Петри. Поместив бактерии на питательную среду, вам нужно закрыть чашку крышкой и запечатать ее чем-то вроде скотча.

Обязательно подпишите, что и откуда растет в каждой конкретной чашке, иначе потом не вспомните. Писать можно маркером.

В качестве меры дополнительной предосторожности, можно хранить каждую чашку в отдельном зип-пакете. Это послужит дополнительным слоем защиты для растущих бактерий. Если пакет прозрачный, то это не помешает вам разглядывать результаты.

3. Поместите чашки Петри в теплое и темное место. Скажем, на несколько дней, чтобы бактерии могли спокойно расти. И не забывайте, что хранить чашки Петри и сейчас надо кверху дном, чтобы случайные капли конденсата, падающие с крышки, не испортили красоту колонии микроорганизмов.

Оптимальная температура на этом этапе – где-то между 20-37 по Цельсию. Впрочем, если нужно, чтобы микроорганизмы росли медленнее, то их всегда можно переставить в более прохладное местечко.

Дайте бактериями минимум 4-6 дней на рост. За это время культура разовьется достаточно хорошо. О том, что рост начался, вас известит характерный запах, идущий от чашек Петри.

Как выращивать культуры бактерий в чашке Петри Как, Создание, Собственную, Армия, Бактерий, Длиннопост

4. Записывайте свои результаты. Через несколько дней вы заметите, что в каждой чашке Петри густо колосится что-то свое – бактерии, плесень, грибки и т.д.

Записывайте свои наблюдения за каждой чашкой, делайте выводы о том, где было больше всего бактерий.

Что у вас во рту? А на дверной ручке? А на клавиатуре? Ох, результаты вас поразят…

С помощью особого маркера можно отслеживать скорость роста бактерий, ежедневно рисуя контуры культуры на дне чашки Петри. Через несколько дней дно будет похоже на срез дерева – все в кругах!

Как выращивать культуры бактерий в чашке Петри Как, Создание, Собственную, Армия, Бактерий, Длиннопост

5. Проверьте эффективность антибактериальных агентов. Интересно будет посмотреть, что будет, если добавить к культуре бактерий что-нибудь антибактериальное (мыло, к примеру). Насколько эффективным оно окажется?

Читайте также:
Как вырастить ежевику в Сибири

Ватной палочкой поместите в центр капельку чего-нибудь антибактериального, затем продолжайте эксперимент как обычно.

Бактерии в чашке будут разрастаться, образовывая кольцо вокруг места, куда было нанесено антибактериальное вещество. Там бактерий не будет, это т.н. “мертвая зона”.

Эффективность антибактериальных веществ можно сравнивать, оценивая ширину мертвой зоны в разных чашках Петри. Принцип прост: чем шире зона, тем эффективнее вещество.[3]

Часть 3 из 3: Безопасная утилизация микроорганизмов

Как выращивать культуры бактерий в чашке Петри Как, Создание, Собственную, Армия, Бактерий, Длиннопост

1. Соблюдайте все меры предосторожности. Перед утилизаций надо позаботиться о безопасности.

Да, большая часть ваших бактерий угрозы представлять не будет. Тем не менее, большие колонии бактерий могут представлять собой определенную угрозу, так что сперва их надо убить, залив хлоркой.

Руки, работая с хлоркой, защитите резиновыми перчатками, глаза – очками, одежду – фартуком.

Как выращивать культуры бактерий в чашке Петри Как, Создание, Собственную, Армия, Бактерий, Длиннопост

2. Влейте хлорку в чашки Петри. Открыв чашку, аккуратно влейте туда небольшое количество хлорки. Чашу держите в этот момент над раковиной. Контакт с хлоркой убьет бактерии.

Не пролейте хлорку на кожу, она жжется.

Дезинфицированные чашки Петри положите в зип-пакеты и выбросите все это в мусор.

Можно использовать и картофельный агар: для этого вам потребуется 20 грамм картофеля, 4 грамма агара и 2 грамма декстрозы (глюкозы). Вскипятите все это в мерном стаканчике. Затем слейте жидкость в чашку Петри и дайте есть подсохнуть. Затем возьмите стерильные ватные палочки и потрите ими там, где есть бактерии, затем поместите бактерии в питательную среду и закройте чашку Петри. Положите ее на день в теплое место. На следующий день вы уже должны видеть колонию микроорганизмов.

Предупреждения

Никогда не выращивайте опасные микроорганизмы. Физиологические жидкости нельзя помещать на чашку Петри. Если такие чашки будут открыты, это может привести к заражению серьезной болезнью.

Создание всех необходимых условий

Сначала нужно приготовить питательный бульон, в котором бактерия сможет расти и развиваться. Для этого нужно сварить мясо, желательно, проваривать его, как можно дольше, чтобы получить хороший навар. Далее в него добавляется агар: на каждые 60 мл жидкости — 1,2 г. Все смешать и разогреть до полного растворения в микроволновке. Затем остудить. Для того чтобы подготовить чашку Петри достаточно будет простерилизовать ее при помощи кипятка. Но стоит помнить, что это лучше делать возле включенной газовой горелки, с целью предотвращения попадания бактерий из воздуха. Только в таком случаи можно считать, что опыт пройдет «чисто». В стерильную чашку заливается полученная жидкость так, чтобы она лишь немного покрывала дно. После закройте емкость верхней чашкой и аккуратно поставьте в холодильник, обращая кверху нижнюю половинку, для избегания капель конденсата. Ждать нужно до образования желеобразной массы. По итогу получается чашка Петри с питательной средой в домашних условиях.

выращивание бактерий в домашних условиях

Необходимо достать ранее подготовленные чашки Петри из холодильника и дать им время нагреться до температуры комнаты. Чтобы вырастить бактерии «со своих рук» нужно поочередно прикоснуться пальцами к имеющейся питательной среде. Но делать это нужно крайне аккуратно, для сбережения целой поверхности. В конце очень быстро закрыть емкость верхней чашкой. Промаркировать и оставить в теплом месте. Необходимое условие – это поддержание температуры. Для развития бактерий подойдет +37 градусов. В определении самого подходящего места в доме поможет термометр. Для «заселения бактерий» можно использовать крахмал, который есть в обычном картофеле. Необходимо натереть картофель (20 г) и перемешать с агаром (4 г), а также для лучшего эффекта добавить глюкозу (2 г). Полученная каша кипятится в мерном стаканчике. Образовавшаяся жидкость сливается в чашку Петри, а затем оставляется подсыхать. Стерильной ватной палочкой протираются поверхности, где видны бактерии, которые потом переносятся в подготовленную питательную среду, с целью их дальнейшего развития. Определить, что за колония микроорганизмов развилась в чашке Петри возможно при помощи многочисленных способов. Каждая выделяемая культура имеет свои особенности. В домашних условиях ту или иную колонию бактерий можно идентифицировать по форме и определенному цвету.

Читайте также:
Горох овощной 'Ранний 301' — описание сорта, характеристики

Знакомство

Можно просто оставить отпечаток своих пальцев (тогда вам понадобится только одна чашка Петри). А можно провести эксперимент и сравнить состав «жильцов» в разных ситуациях (для этого придётся задействовать несколько чашек), например:

  • после поездки в общественном транспорте;
  • после долгой работы за компьютером;
  • после того как руки помыты с мылом / без мыла;
  • после возвращения с работы / из школы / из университета;
  • после рукопожатий с соседями справа, слева и снизу, а также поездки в лифте с хозяином трёх американских бульдогов.

Для сравнения оставьте в одной из чашек отпечатки максимально чистых рук (помыть антибактериальным мылом, протереть дезинфицирующим раствором).

На ваших пальцах обитают самые разные виды микроорганизмов, и определить, что в каком месте выросло, очень сложно. Можно лишь делать предположения, например:

  • разные виды стафилококков могут образовывать красящие вещества (пигменты) золотистого, белого и лимонно-жёлтого цветов;
  • колонии Serratia marcescens имеют красный цвет;
  • розовый микрококк — розовый;
  • Pseudomonas aeruginosa — синий;
  • хромобактер фиолетовый — фиолетовый;
  • микобактерии туберкулёза — жёлтый или ярко-оранжевый;
  • некоторые виды плесени (на всякий случай напоминаем, что плесень — это разновидность грибов, а не бактерий) образуют чёрные мохнатые колонии.

Разумеется, точно определить микробов можно только в лаборатории.

Бактерии вокруг нас

Озадачился я, товарищи, целью продвинуть вперед нашу науку. А именно – бактериологию. Начать решил с малого – вырастить колонии бактерий в домашней лаборатории. На кухне.

Для этого пришлось погрузиться в изучение этого процесса, что само по себе уже достаточно увлекательно. Выяснил, что для успеха мне необходимы две вещи:
1)чашка Петри;
2)питательная среда для бактерий.

Перечитал весь интернет в поисках рецепта питательных сред. Понял, что их может быть множество. Я решил себе жизнь не усложнять и остановился на мясном бульоне. Готовится он достаточно просто: берем мясо крупнорогатого скота, режем на кусочки, закидываем в кастрюлю и заливаем водой.

DEFCON 2019-01-27 10:40:02 # Ответить

Ставим это дело на плиту, доводим до кипения и продолжаем варить минут сорок. Тут я немного отступил от рекомендаций. Если следовать им, то мясо нужно было провернуть через мясорубку. В этом случае больше питательных вещей из него попадет в бульон при варке. Но – лень ))
Итак, бульон готов. Фильтруем его через марлю. Вот точно знаю, что дома марля есть. Найти не смог. Фильтровал через бинт.

DEFCON 2019-01-27 10:40:02 # Ответить

Отфильтрованный бульон снова ставим на плиту, доводим до кипения и начинаем добавлять секретный ингредиент – агар. О нем я узнал совсем недавно. Только когда решил заморочиться с выращиванием бактерий и начал собирать информацию. Агар – это некая субстанция, которую добывают из водорослей. Является растительным аналогом желатина. И у нее есть особенность. Раствор, с добавлением агара начинает застывать уже при 40 градусах, в то время как желатин – с 20 градусов.
В интернете пишут, что агар можно купить в продуктовых магазинах, но в нашем городе я его не нашел. Покупал через тот же интернет. Приехала такая вот коробочка.

Читайте также:
5 ядовитых декоративных кустарников для сада

ehsimatsur 2019-01-27 10:40:02 # Ответить

DEFCON 2019-01-27 10:40:02 # Ответить

Вычитал, что ранее да, называли агар-агар. А сейчас допускается просто агар.

ehsimatsur 2019-01-27 10:40:02 # Ответить

ПРИМа25 2019-01-27 10:40:02 # Ответить

У нас так и называют агар-агар.
Утверждаю потому что недалеко завод по производству оной субстанции (с.Веселый Яр Ольгинского р-на Приморского края), да и с детства название на слуху.
DEFCON

DEFCON 2019-01-27 10:40:02 # Ответить

ehsimatsur 2019-01-27 12:06:46 # Ответить

И, чё? Ссылка на ЖЖ какого-то безграмотного, который в тексте один хрен пишет правильно? Ты держал в руках пузырёк (см. фото) на котоором написано агар-агар! Чё спорить?

DEFCON 2019-01-27 10:40:02 # Ответить

Итак, в кипящий бульон начинаем добавлять агар из расчета – 1,5 гр. агара на 100 мл бульона. Бульона у меня было 600 мл, поэтому агара нужно было 9 гр. Решил перестраховаться и насыпал 10 гр. Кстати, сыпать нужно потихоньку, постоянно помешивая. После того, как засыпали агар, кипятим еще несколько минут наше варево, чтобы оно стало стерильным.
Выключаем плиту. Начинаем подготавливать чашки Петри. В них мы и будем выращивать бактерии. Я их купил на всем известном сайте у китайцев. Пришли уже стерильные (если верить описанию). Было 10 чашек.
Столовой ложкой наливаем в чашки наш бульон. Нужно немного. Чтобы покрылось дно чашки. Итак, во все чашки залита наша питательная среда, чашки накрыл крышками и вынес в коридор на холод для того, чтобы наш раствор быстренько застыл. Кстати, пролитые капли этого раствора начинали застывать уже на столе.

DEFCON 2019-01-27 10:40:02 # Ответить

Оставшийся раствор в кастрюле я также выставил на холод. К утру он был такой:

DEFCON 2019-01-27 10:40:02 # Ответить

До чего довел биохакинг: пересадка бактерий в домашних условиях

Когда медицина развивается недостаточно быстро, некоторые берут управление здоровьем в свои руки и решаются на эксперименты.

Так, Сергей Фаге занялся биохакингом и потратил $200 тысяч на анализы и консультации в погоне за здоровьем, продуктивностью и счастьем. Другие экспериментаторы применяют методы лечения, еще не одобренные клиническими испытаниями. Сегодня мы поговорим о некоторых из них — о тех, кто решился на пересадку бактерий кишечника, чтобы избавиться от болей и воспаления.

Это первая статья биомедицинского холдинга «Атлас» на vc.ru. Мы выбрали сложную тему: пересадку кишечных бактерий. Собираемся и дальше писать о том, что может принести пользу здоровью, а еще про передовые исследования в сфере биотехнологий.

Сейчас поможем разобраться, что за бактерии обитают в кишечнике, как они могут помочь или навредить человеку и зачем их пересаживать.

Джошуа Зайнер сделал пересадку кишечных бактерий в домашних условиях, потому что у него болел живот, а традиционная медицина не помогла

В человеческом теле живут сотни триллионов бактерий. Это бактериальное сообщество называется микробиота. Жизнедеятельность бактерий, обитающих в кишечнике, так тесно связана с организмом, что ученые называют кишечную микробиоту отдельным органом. Кишечная микробиота помогает переваривать пищу, синтезирует витамины, участвует в работе иммунной системы.

Читайте также:
Ботанические особенности кустовых роз: правила посадки и ухода за растениями

Состав бактериального сообщества зависит от того, что человек ест. Каждый из нас питается по-своему и так формирует свой неповторимый профиль микробиоты. При этом к бактериям кишечника не применимы привычные категории «хороший» или «плохой». Необходимо оценивать баланс системы в целом и представленность отдельных видов бактерий в соотношении друг с другом.

Пища попадает в организм и перерабатывается желудочно-кишечным трактом. Отходы этого процесса состоят из непереваренных остатков пищи, воды и большого количества бактерий. Животные могут есть какашки, если организму не хватает микроэлементов, когда это необходимо для лучшего пищеварения или если молодому животному нужен источник полезной микрофлоры.

В результате эволюции у человека не осталось поводов есть фекалии: хотя питательные вещества в них есть, наш организм не может их усвоить, а концентрация не питательных, но потенциально опасных бактерий в каловой массе — около триллиона на грамм. Запах фекалий кажется нам неприятным: так устроила природа, чтобы оградить нас от потенциального заражения инфекциями, например, холеры, брюшного тифа, кишечной палочки.

Детально исследовать состав кала и его свойства ученые начали только в XIX веке. До тех пор врачи, несмотря на отвращение, использовали кал в медицинских целях.

Древнеегипетский папирус Эберса, датируемый 1500 годом до нашей эры, содержит более пятидесяти рецептов лекарств с использованием кала.

В IV веке в Китае использовали суспензию с фекалиями для помощи пациентам с пищевым отравлением или тяжелым поносом.

Исследования бактерий привели в ХХ веке к изобретению антибиотиков. Но у этого оружия в борьбе с бактериальными заболеваниями, например, туберкулезом и пневмонией, есть свои побочные эффекты. Вместе с болезнетворной микрофлорой антибиотики уничтожают и полезную, ослабляют иммунитет и открывают возможность новым заболеваниям. Кроме того, со временем многие бактерии вырабатывают защиту и становятся устойчивыми к воздействию антибиотиков. Такие бактерии серьезно угрожают здоровью людей, но для борьбы с ними нужно искать другие средства.

В 1958 году американский хирург Бен Эйзман прописал клизмы четырем пациентам с псевдомембранозным колитом. Эйзман предположил, что лечение антибиотиками уничтожило бактериальную среду кишечника. И для клизм использовал воду с добавлением фекалий здоровых пациентов, чтобы заселить кишечные бактерии, восстановить поврежденную антибиотиками микрофлору. Это сработало.

Особой популярности метод не приобрел: за три последующих десятилетия было проведено лишь несколько подобных попыток. Но в 1980-х годах пересадка кишечных бактерий стала использоваться для лечения заболеваний, вызванных бактериями Clostridium difficile.

К 2011 году в США количество смертельных случаев от заболеваний, вызванных бактериями Clostridium difficile, достигло 15 000 человек в год

Чем активнее применяли антибиотики, тем больше было случаев заболеваний от Clostridium difficile. Метод пересадки кишечных бактерий, известный в древнем Египте и Китае, снова стал востребован.

Сегодня ученые склоняются к тому, что здоровье микрофлоры — не в избавлении от болезнетворных бактерий, а в балансе состава бактериального сообщества.

Если в микрофлоре кишечника недостает какой-то разновидности бактерий, их нелегко восполнить. Если доставлять нужные бактерии в организм с пищей — их убьет слишком агрессивная среда в желудке. Синтезировать бактерии организм не умеет, да и в лаборатории получается выращивать далеко не все виды. Поэтому пересадка микробиоты становится интересной альтернативой.

Читайте также:
Измельчитель продуктов для кухни: виды и особенности выбора кухонной техники

Нет, клизмы с какашками никто ставить не будет. Чтобы ввести бактерии в организм, используют бактериальную взвесь или таблетки.

Для пересадки берут образцы бактериальной массы здоровых людей, которые правильно питаются и смогли сохранить высокое разнообразие бактерий микробиоты. Очищенная бактериальная масса, приготовленная к пересадке, не содержит слизи, остатков пищи или эпителия кишечника. Вводится с помощью клизмы. Пилюли с бактериальной массой используют чаще.

Отходы человеческого организма приобретают статус лекарства только под наблюдением врача. В разных странах пересадку микробиоты законодательно регулируют по-разному: в США нужно оформлять заявку на проведение клинических испытаний и проводить пересадку микробиоты исключительно пациентам с диагнозом «псевдомембранозный колит», в Канаде процедуру можно проводить только как часть клинических испытаний, а Китай, Австралия, Европейский союз еще не определились, называть пересадку микробиоты лекарством или нет. Законодательные сложности и ограничения связаны в том числе и с тем, что ученые еще не полностью изучили механизм лечебного воздействия пересадки бактерий и его долгосрочные последствия.

Биофизик Джошуа Зайнер сам провел себе процедуру по пересадке микробиоты, не дожидаясь официального разрешения и даже нужного диагноза. Он страдал от болей в кишечнике и, не получив действенного лечения от традиционной медицины, решил поставить на себе эксперимент. Джошуа нашел добровольца, который согласился предоставить образцы. Затем Зайнер пропил двухдневный курс антибиотиков, чтобы подавить жизнедеятельность микробиоты изнутри и затем тщательно протер тело мокрой губкой с тетрациклиновой пудрой, чтобы очистить тело от бактерий снаружи. Нанес образцы донорской микробиоты на кожу, принял пилюли с каловым содержимым.

Через три дня после процедуры Зайнер отправил образцы своей обновленной микробиоты в лабораторию для анализа. Оказалось, что бактериальный состав образцов больше похож на микробиоту добровольца, чем на микробиоту самого Зайнера.

Есть и другой случай. Анонимный автор на Reddit рассказывает о своей борьбе с синдромом раздраженной толстой кишки. За годы не помогли ни диеты, ни курс магния. Затем домашняя процедура по пересадке кишечной микробиоты, результат по прошествии десяти дней — состояние, которого не было лет десять. Автор рассказывает, что теперь спокойно ест лук, чеснок, добавляет в пищу специи, которых его организм не переносил.

Эти результаты легко поставить под сомнение: сама процедура проводилась не в лаборатории, без контрольных групп, значимой выборки участников и протоколов исследования. Есть результат — улучшение качества жизни экспериментаторов, но таких единичных случаев недостаточно для того, чтобы считать эффективными и безопасными все такие процедуры.

Пока страждущие пробуют лечиться самостоятельно, ученые исследуют возможные побочные эффекты. В клинике Майо (США) пациенты, страдающие от инфекции, вызванной бактерией Clostridium difficile, сделали трансплантацию фекальной микробиоты и 90% из них излечились.

В некоторых случаях пациентам становилось лучше уже через несколько часов после процедуры .

В России Центр новых медицинских технологий ИХБФМ СО РАН проводит лечение фильтратами микроорганизмов. Для пересадки используют метод колоноскопии: в кишечник вводят 250–500 мл фильтрата микробиоты. Устойчивый эффект от процедуры отмечается в 80%–97% случаев лечения.

По данным Национального института диабета, заболеваний пищеварительной системы и почек США, только в Штатах от заболеваний желудочно-кишечного тракта страдают от 60 до 70 миллионов человек в год. В числе этих заболеваний хронический запор, синдром раздраженной толстой кишки, — не смертельные, но болезненные и трудно поддающиеся лечению. Трансплантация микробиоты может стать для них эффективным и недорогим лекарством, которое быстро действует и заметно улучшает качество жизни.

Читайте также:
Выставки 2020 года, май. Растения, цветы, ландшафтный дизайн, садоводство, огородничество, флористика.

Пересадка микробиоты может применяться как терапевтическое средство при радиационном отравлении, для улучшения прогноза опухолевых пациентов после лучевой терапии. Регулярные (раз в три месяца) процедуры пересадки фекальных бактерий помогают при болезни Крона.

Чтобы метод микробиомной трансплантации занял свое место в методологии лечения желудочно-кишечных заболеваний, нужно проводить больше долгосрочных исследований и создавать банки донорских фекальных образцов.

Может быть, когда-нибудь удастся наладить производство кишечных бактериальных штаммов, которые можно помогут в диагностике или лечении самых разных болезней.

Пока ученые проводят клинические исследования, тем, кто не склонен к экстремальному биохакингу, мы рекомендуем поддерживать баланс сообщества бактерий кишечника.

Для этого выбирайте разнообразные продукты. Лучше отдать предпочтение овощам, бобовым цельным злакам. Эти продукты состоят из клетчатки, переваривая которую бактерии выделяют полезные вещества, которые защищают кишечник от воспаления. Не злоупотребляйте антибиотиками, принимайте их по назначению врача, когда это действительно необходимо, и всегда полностью проходите курс лечения.

Эффективные микроорганизмы своими руками

Опыт применения ЭМ-технологий в Японии довольно живо подхватили многие страны, и ввели этот метод на государственном уровне. У нас же, как обычно, все не так просто, да и вообще нет уверенности, что в пробирках предлагают качественный биоматериал. Его и подморозить могли в дороге, а то и просто налить не то, что на этикетке – рынок у нас веселый.

Исходя из нашего опыта, для весеннего «запуска» жизнедеятельности полезных микроорганизмов на своем участке, надо хотя бы одно ведро влажного компоста опускать на зимовку в подпол. Микробы спокойненько там зимуют, если среда для них поддерживается влажная и теплая. Такой «живой» компост полезно добавлять в почву для выращивания рассады.

полезные микроорганизмы собственного приготовления

компост на зиму сверху присыпается листовым опадом и накрывается простой газетой

Этот компост также используют при высадке рассады в грунт – земля уже прогретая, и перезимовавшие микробы активно берутся за переработку органических остатков, не дожидаясь, когда проснутся остальные бактерии. Такой простой способ сохранения полезных микроорганизмов на зиму подсказал Слащинин Ю.И. – его память зафиксировала «картинку» из детства, когда бабушка заносила плодородную землю на зиму.

А проанализировал он полезность крестьянского «обряда» позже, уже получив опыт разумного земледелия. Мы подхватили это разумное решение для своего сада-огорода, и ежегодно спускаем компост на зимовку в подпол, где хранятся зимние яблоки и груши.

Методы культивирования анаэробов

Для культивирования анаэробов необходимо понизить окислительно-восстановительный потенциал среды, соз­дать условия анаэробиоза, т. е. пониженного содержания кислорода в сред окружающем ее пространстве. Это достигается применением физических, химических и би логических методов.

Физические методы.

Основаны на выращивании мик­роорганизмов в безвоздушной среде, что достигается:

1) посевом в среды, содержащие редуцирующие и легко окисляемые вещества;

2) посевом микроорганизмов в глубину плотных пи­тательных сред;

3) механическим удалением воздуха из сосудов, в ко­торых выращиваются анаэробные микроорганизмы;

4) заменой воздуха в сосудах каким-либо индиффе­рентным газом.

В качестве редуцирующих веществ обычно использу­ют кусочки (около 0,5 г) животных или растительных тканей (печень, мозг, почки, селезенка, кровь, картофель, вата). Эти ткани связывают растворенный в среде кис­лород и адсорбируют бактерии. Чтобы уменьшить содер­жание кислорода в питательной среде, ее перед посевом кипятят 10-15 мин, а затем быстро охлаждают и зали­вают сверху небольшим количеством стерильного вазе­линового масла. Высота слоя масла в пробирке около 1 см.

Читайте также:
Длинные ростки у посадочного картофеля: что делать, надо ли обрывать, совет профессионала

В качестве легко окисляемых веществ используют глю­козу , лактозу и муравьинокислый натрий.

Лучшей жидкой питательной средой с редуцирующи­ми веществами является среда Китта-Тароцци, кото­рая используется с успехом для накопления анаэробов при первичном посеве из исследуемого материала и для поддержания роста выделенной чистой культуры анаэ­робов.

Посев микроорганизмов в глубину плотных сред про­изводят по способу Виньяль-Вейона, который состоит в механической защите посевов анаэробов от кислорода воздуха. Берут стеклянную трубку длиной 30 см и диа­метром 3-6 мм. Один конец трубки вытягивают в ка­пилляр в виде пастеровской пипетки, а у другого конца делают перетяжку. В оставшийся широкий конец трубки вставляют ватную пробку.

В пробирки с расплавленным и охлажденным до 50°С питательным агаром засевают исследуемый материал. Затем насасывают засеянный агар в стерильные трубки Виньяль-Вейона. Капилляр­ный конец трубки запаивают в пламени горелки и трубки помещают в термостат. Так создаются благоприятные условия для роста самых строгих анаэробов. Для выде­ления отдельной колонии трубку надрезают напильни­ком, соблюдая правила асептики, на уровне колонии, ло­мают, а колонию захватывают стерильной петлей и переносят в пробирку с питательной средой для дальней­шего выращивания и изучения в чистом виде.

Удаление воздуха производят путем его механическо­го откачивания из специальных приборов — анаэростатов, в которые помещают чашки с посевом анаэробов. Переносный анаэростат представляет собой толстостен­ный металлический цилиндр с хорошо притертой крыш­кой (с резиновой прокладкой), снабженный отводящим краном и вакуумметром. После размещения засеянных чашек или пробирок воздух из анаэростата удаляют с помощью вакуумного насоса.

Замену воздуха индифферентным газом ( азотом , во­дородом , аргоном , углекислым газом) можно производить в тех же анаэростатах путем вытеснения его газом из баллона.

Химические методы.

Основаны на поглощении кисло­рода воздуха в герметически закрытом сосуде (анаэро-стате, эксикаторе) такими веществами, как пирогаллол или гидросульфит натрия Na2S204.

Биологические методы.

Основаны на совместном вы­ращивании анаэробов со строгими аэробами. Для этого из застывшей агаровой пластинки по диаметру чашки вырезают стерильным скальпелем полоску агара шири­ной около 1 см. Получается два агаровых полудиска в одной чашке. На одну сторону агаровой пластинки засе­вают аэроб, например часто используют S. aureus или Serratia marcescens. На другую сторону засевают ана­эроб. Края чашки заклеивают пластилином или заливают расплавленным парафином и помещают в термостат. При наличии подходящих условий в чашке начнут размно­жаться аэробы. После того, как весь кислород в прост­ранстве чашки будет ими использован, начнется рост анаэробов (через 3-4 сут). В целях сокращения воздуш­ного пространства в чашке питательную среду наливают возможно более толстым слоем.

3. Поставьте заселённые «дома» в тёплое и тёмное место. Со вторым пунктом всё вроде бы понятно, но что касается тепла — бактерии достаточно привередливы и наиболее активно растут при +37 градусах. Для того чтобы определить оптимальный режим, возьмём термометр и измерим температуру тёплых поверхностей в доме — например, за холодильником. Время роста в этом случае составит 1–2 дня. Можно выращивать бактерии и в более прохладных условиях, но тогда процесс будет идти гораздо медленнее.

Ссылка на основную публикацию