Microbiologia Terreni - colture

Nutrizione microbica

L'insieme delle sostanze richieste per il fabbisogno cellulare sono chiamati i nutrienti, ma non tutti i nutrienti sono necessari nella stessa quantità. Da un punto di vista nutrizionale e metabolico, i batteri possono essere classificati in base alla fonte di energia in fotosintetici o chemiosintetici e in base alla fonte di carbonio in eterotrofi o autotrofi. L'energia è necessaria per la sintesi cellulare.

Classificazione dei microrganismi

I microrganismi che usano la luce come fonte di energia sono definiti fotosintetici, quelli che usano le reazioni di ossidazione chimica sono definiti chemiosintetici. Questi ultimi possono essere chemiolitotrofi, se l'ossidazione avviene a carico di una sostanza inorganica, e chemiorganotrofi se l'ossidazione è a carico di una molecola organica. La fonte di carbonio è indispensabile per la produzione di biomassa. Le fonti più comunemente utilizzate sono il carbonio inorganico (CO₂) e il carbonio organico (carboidrati). I microrganismi che usano la CO₂ sono definiti autotrofi, quelli che invece usano carbonio organico sono definiti eterotrofi.

I macronutrienti

• Tutte le cellule necessitano di carbonio.
• Il secondo elemento più abbondante nella cellula è l'azoto, elemento importante nelle proteine, negli acidi nucleici. La maggior parte dei batteri è in grado di usare l'ammoniaca come fonte unica di azoto, molte possono usare anche il nitrato mentre i batteri azotofissatori possono utilizzare l'azoto gassoso.
• Il fosforo è necessario per la sintesi degli acidi nucleici e dei fosfolipidi.
• Lo zolfo è determinante per il suo ruolo strutturale negli aminoacidi cisteina e metionina.
• Il potassio è richiesto per l'attivazione di molti enzimi.
• Il magnesio stabilizza i ribosomi, le membrane cellulari e gli acidi nucleici.
• Il calcio aiuta a stabilizzare la parete cellulare batterica e svolge un ruolo chiave nella stabilità al calore delle endospore.
• Il sodio è necessario a seconda dell'habitat in cui vivono i microrganismi.
• Il ferro svolge una funzione fondamentale soprattutto nella respirazione cellulare essendo un componente essenziale dei citocromi e nelle proteine ferro-zolfo coinvolte nel trasporto di elettroni.

I micronutrienti

Sono sostanze richieste in ridottissime quantità ma comunque importanti per le funzioni cellulari, sono anche chiamati elementi in tracce. Sono boro, cobalto, manganese, cromo, rame, zinco.

Terreni di coltura

I terreni di coltura sono le soluzioni di nutrienti usate per far crescere i microrganismi in laboratorio. In microbiologia sono utilizzate due classi principali di terreni di coltura: quelli chimicamente definiti e quelli indefiniti o complessi.

Tipi di terreni di coltura

I terreni chimicamente definiti sono preparati aggiungendo all'acqua distillata precise quantità di sostanze organiche e inorganiche altamente purificate. Quindi di un terreno definito si conosce l'esatta composizione chimica. In un terreno definito semplice è presente una fonte di carbonio singola. La fonte di carbonio e la sua concentrazione dipendono dall'organismo che deve essere coltivato. Quando la conoscenza esatta della composizione di un terreno non è essenziale, può essere sufficiente utilizzare un terreno complesso.

Tipologie di terreni complessi

• Terreno selettivo: Contiene composti che inibiscono selettivamente la crescita di alcuni microrganismi ma non di altri.
• Terreno differenziale: Si aggiunge un indicatore, generalmente un colorante, che permette di distinguere le singole reazioni chimiche che avvengono durante la crescita. I terreni differenziali sono molto utili per distinguere tra specie di batteri che possono effettuare una specifica reazione e specie di batteri che non sono in grado.
• Alcuni microrganismi patogeni possiedono richieste nutrizionali particolari. Infatti, per coltivare questi organismi può essere necessario un terreno arricchito, ottenuto da un terreno complesso a cui vengono aggiunti i nutrienti come il siero o il sangue intero. Questi ultimi servono a ricreare meglio le condizioni riscontrabili all'interno dell'ospite.

Tipi di terreni

Agar sangue

• Caratteristica funzionale: Arricchito e differenziale.
• Meccanismo d'azione: L'agar sangue permette la crescita di molti batteri esigenti. Possono essere caratterizzati in base alla loro capacità di produrre le emolisine, proteine che lisano i globuli rossi. Si ha una Beta emolisi quando avviene la completa emolisi dell'emoglobina dei globuli rossi nelle vicinanze della colonia. Attorno ad essa si formano degli aloni chiari che...