В последний день мая, более 150 лет назад, родился Юлиус Рихард Петри — немецкий микробиолог, имя которого сегодня носят известные всем круглые прозрачные плоские емкости, чашки Петри. Казалось бы, что за мелочь — стеклянная лабораторная плошка? Но изобретение Петри совершило своего рода революцию в микробиологии и, в частности, в диагностике бактериальных инфекций. Сегодня чашки Петри — обязательный инструмент при проведении бактериального посева, одного из самых точных методов выявления инфекций. MedAboutMe расскажет, о чем говорят космической красоты бактериальные изображения в чашках Петри, а также о том, почему один из самых старых методов диагностики до сих пор пользуется уважением и популярностью у врачей.
Как врачи ищут бактерий?
Когда в организме буйствует патогенная инфекция или условно-патогенные микроорганизмы, «почувствовав волю», начинают размножаться с опасной для человека скоростью, диагностировать болезнь можно разными способами. Иногда достаточно анализа крови, но в некоторых случаях необходимо взять образец биологической жидкости пациента и выяснить, есть ли там патогенные микроорганизмы.
Бактерии, как известно — это микроскопические создания, которых невооруженным глазом не увидишь. Существуют разные методы их выявления, которые имеют свои минусы и плюсы.
- Микроскопический метод.
У пациента берется мазок, например, из влагалища, наносится на специальное предметное стеклышко, иногда обрабатывается или окрашивается особым образом и изучается под микроскопом. Но есть нюанс. Микробов, конечно, можно разглядеть при помощи микроскопа, но для этого хорошо бы, чтобы они точно были в том образце биологической жидкости, что взят на анализ. А то ведь можно и «промахнуться», бактерий под окулярами не окажется, и в итоге будет поставлен ложноотрицательный диагноз. Человек продолжит болеть, недоумевая, как же так — ведь анализы чистые.
- Метод ПЦР.
Можно проанализировать образец, взятый у пациента, методом ПЦР (полимеразная цепная реакция). Казалось бы, такой серьезный метод диагностики — показывает наличие бактерий по их ДНК в пробе. И никуда, в отличие от микроскопических методов диагностики, не скроешься! Но и в этой тщательности тоже есть свои минусы. ПЦР настолько «глубоко копает», что может найти ДНК бактерий, уже погибших в ходе ранее проведенного лечения. То есть, в этом случае речь идет о ложноположительном результате: инфекции нет, а анализ говорит, что есть. И наоборот, ПЦР-анализ может не определить свежемутировавшие штаммы некоторых инфекций, что приведет к ложноотрицательному результату.
- Бактериальный посев.
Но есть метод, позволяющий увидеть все живое, что имеется в образце биологической жидкости. Для этого надо просто дать ему вырасти. Предоставить комфортные условия и питание, после чего внимательно рассмотреть результат.
Чашки Петри и микробиология
Высевание биологического материала на питательных средах — самый старый метод исследования бактериальных микроорганизмов.
Главной проблемой микробиологов XIX века было добиться чистоты культуры. Бактерии, как известно, присутствуют везде — на всех возможных поверхностях. Крайне сложно было вырастить колонию бактерий только одного вида, не изолировав емкость с питательной желатиновой средой от проникновения других микроорганизмов, которые тоже были бы рады добраться до «бесплатной» еды. Пробирки, рюмки — что только не пробовали использовать ученые. В конце концов, стеклянную пластину с желатиновой подложкой, на которой росли колонии бактерий, стали накрывать тяжелым стеклянным колпаком. Это действительно защищало культуру от проникновения бактерий извне, но было крайне неудобно для работы.
Идеальное решение в 1887 году предложил молодой ученый Юлиус Рихард Петри из лаборатории знаменитого микробиолога Роберта Коха. Именно Петри первым предложил делать плоские стеклянные тарелки и накрывать их аналогичными, чуть большими по диаметру крышками. Такая конструкция не только защищала культуру от проникновения посторонних микроорганизмов, но и позволяла вдумчиво изучать ее под микроскопом, не открывая крышку.
Сегодня чашки Петри делают из стекла и из полистирола. Они бывают самых разных диаметров и нашли применение и в других областях человеческой деятельности — в террариумистике, для препарирования мелких животных, а также для работы с небольшими печатными платами.
Бактерии и современное искусство
Бактерии образуют колонии, причем эти колонии в зависимости от вида микроорганизма, имеют определенную форму, размер, цвет, рельефность и иные характеристики. Колония — это чистая культура данного вида бактерий, бери и изучай на благо пациента.
Некоторые колонии представляют собой удивительные по красоте живые композиции. Многочисленные фото в интернете чашек Петри с разнообразными разноцветными бляшками — это и есть изображения бактериальных колоний. В зависимости от того, как и чем наносились на среду микроорганизмы, можно получить завораживающие по богатству красок и сложности фактуры изображения.
Неудивительно, что уже несколько лет подряд Американское общество микробиологии (ASM) проводит выставку Agar Art. Картинами являются рисунки бактериями на агаре (это замена желатина в культуральных средах). Микробиологи «рисуют» дрожжами (молочница) и клебсиеллами (пневмония), стрептококками и другими патогенными бактериями. И чаще всего роль холста выполняют чашки Петри.
Плюсы и минусы бакпосева
Если бактериальный посев так хорош, почему же его не используют всегда при диагностике бактериальных инфекций? — Потому что по продолжительности это самый неудобный из всех возможных тестов. Исследование методом ПЦР занимает всего лишь несколько часов, микроскопия — и того меньше. А на бакпосев требуется от 3 до 10-12 дней — в зависимости от скорости роста того или иного микроорганизма.
Преимущество бакпосева в том, что это не только качественный, но и количественный метод диагностики. То есть, он позволяет узнать не только какие именно бактерии обитают в организме человека, но и сколько их. Это важно знать, если речь идет о хронических или условно-патогенных инфекциях — пока их мало, они являются частью нормальной микрофлоры организма, а когда их становится слишком много — это уже болезнь, которую надо лечить.
Наконец, бактериальный посев позволяет определять чувствительность микроорганизмов, полученных у конкретного пациента, к различным антибиотикам. Это дает возможность врачу назначать наиболее эффективные лекарства и тем самым снизить риск получения резистентных к антибиотикам штаммов бактерий.
