Kolonial morfologi
Inom mikrobiologi hänvisar kolonial morfologi till det visuella utseendet av bakterie- eller svampkolonier på en agarplatta . Att undersöka kolonial morfologi är det första steget i identifieringen av en okänd mikrob. Den systematiska bedömningen av koloniernas utseende, med fokus på aspekter som storlek, form, färg, opacitet och konsistens, ger ledtrådar till organismens identitet, vilket gör att mikrobiologer kan välja lämpliga tester för att ge en definitiv identifiering.
Procedur
När ett prov anländer till det mikrobiologiska laboratoriet inokuleras det i en agarplatta och placeras i en inkubator för att uppmuntra mikrobiell tillväxt. Eftersom utseendet på mikrobiella kolonier förändras när de växer, undersöks kolonial morfologi vid en specifik tidpunkt efter att plattan har inokulerats. Vanligtvis läses plattan av 18–24 timmar efter inokulering, men tiderna kan skilja sig åt för långsammare växande organismer som svampar. Mikrobiologen undersöker kolonins utseende och noterar specifika egenskaper som storlek, färg, form, konsistens och opacitet. En handlins eller förstoringsglas kan användas för att se kolonier mer detaljerat.
Opaciteten hos en mikrobiell koloni kan beskrivas som transparent, genomskinlig eller ogenomskinlig. Stafylokocker är vanligtvis ogenomskinliga, medan många Streptococcus- arter är genomskinliga. Den övergripande formen av kolonin kan karakteriseras som cirkulär, oregelbunden eller punktform (som pinpoints). Den vertikala tillväxten eller höjden av kolonin, en annan identifierande egenskap, bedöms genom att agarplattan lutas åt sidan och betecknas som platt, upphöjd, konvex, pulvinat (mycket konvex), umbilikat (med en fördjupning i mitten) eller umbonat (har en bula i mitten). Kanten av kolonin kan beskrivas separat med termer som slät, grov, oregelbunden och filamentös. Bacillus anthracis är känd för sitt filamentösa utseende, som ibland beskrivs som att likna Medusas huvud.
Konsistensen undersöks genom att fysiskt manipulera kolonin med ett sterilt instrument. Det beskrivs med termer som spröd, krämig, klibbig och torr. Stafylokocker anses ha en krämig konsistens, medan vissa Neisseria -arter är klibbiga och kolonier av difteroida bakterier och beta-hemolytiska streptokocker är vanligtvis torra. Bakterier som producerar kapslar har ofta en slemmig (slemig) konsistens.
När vissa mikroorganismer odlas på blodagar kan de smälta blodet i mediet, vilket orsakar synlig hemolys (förstörelse av röda blodkroppar) på agarplattan. I kolonial morfologi klassificeras hemolys i tre typer: alfa-, beta- och gamma-hemolys. Vid alfa-hemolys smälts blodet delvis, vilket gör att området runt kolonin blir grönt. Vid betahemolys smälter organismen blodet fullständigt och lämnar ett klart område runt varje koloni. Organismer som inte producerar hemolys kallas gamma-hemolytiska. Clostridium perfringens , som orsakar gasgangren , är anmärkningsvärt för att producera en "dubbel zon" av både fullständig och ofullständig hemolys.
Lukten av en kultur anses ibland vara en del av kolonial morfologi. Även om avsiktligt luktande av mikrobiella kulturer inte rekommenderas, producerar vissa organismer distinkta lukter som kan upptäckas under rutinundersökning av kulturen. Bland dessa finns Pseudomonas aeruginosa , som har en druvliknande doft; Staphylococcus aureus , som sägs lukta gamla strumpor; och Proteus mirabilis , vars doft omväxlande beskrivs som rutten eller som chokladkaka.
Andra utmärkande egenskaper hos kolonial morfologi inkluderar rörlighet och produktion av pigment. Pseudomonas aeruginosa producerar pigmenten pyocyanin och pyoverdin , som ger kolonierna en grönaktig glans. Vissa exemplar av Serratia marcescens producerar ett orange-rött pigment som kallas prodigiosin . Organismer med svärmande motilitet , som Proteus -arter, uppvisar koncentriska tillväxtvågor som sträcker sig från inokuleringspunkten.
Staphylococcus aureus : stora ogenomskinliga, runda, krämiga, vita till gulaktiga kolonier som visar betahemolys på blodagar
Streptococcus pyogenes : små genomskinliga kolonier som visar beta-hemolys på blodagar
Streptococcus pneumoniae : små kolonier med upphöjda kanter som visar alfa-hemolys på blodagar
Proteus sp. : svärmande beteende på blodagar
Serratia marcescens : röd pigmentering: även om den anses vara karakteristisk för arten, producerar endast cirka 10 % av exemplaren detta pigment
Bacillus cereus : "slipade" kolonier som visar beta-hemolys på blodagar
Aspergillus niger : granulära kolonier med vit kant och central svart pigmentering
Tolkning
Kolonial morfologi fungerar som det första steget i identifieringen av mikrobiella arter från kliniska prover. Baserat på koloniernas visuella utseende kan mikrobiologer begränsa listan över möjliga organismer, så att de kan välja lämpliga tester för att ge en definitiv diagnos. Till exempel, om en mikrobiolog observerar kolonier som liknar en Staphylococcus -art, kan de utföra ett katalastest för att bekräfta att det tillhör släktet Staphylococcus , och ett koagulastest för att avgöra om det är en koagulasnegativ stafylokock eller en mer patogen art, såsom S. aureus .
Observation av hemolys är användbart vid den presumtiva identifieringen av bakterier, särskilt streptokocker, som klassificeras på basis av deras hemolytiska reaktioner. Till exempel Streptococcus pyogenes , som orsakar halsfluss och scharlakansfeber , beta-hemolys, medan Streptococcus pneumoniae , som kan orsaka lunginflammation och hjärnhinneinflammation , uppvisar alfa-hemolys. Den högpatogena S. aureus uppvisar klassiskt beta-hemolys, medan Staphylococcus epidermidis , en del av den normala hudfloran och en tillfällig opportunistisk patogen , gör det svagt eller inte alls.
Även om automatiserade tekniker som MALDI-TOF i allt högre grad används för att identifiera mikroorganismer i kliniska laboratorier, förblir kolonial morfologi användbar för att skilja potentiella patogener, som måste identifieras, från normal flora, för vilken definitiv identifiering är onödig, och för att bekräfta identifiering när automatiserade tekniker ger ofullständiga resultat.
Se även
- Bakteriell cellulär morfologi — det mikroskopiska utseendet av bakterieceller