MEIOS DE CULTURA: HISTÓRIA, FUNÇÃO, TIPOS, PREPARAÇÃO - BIOLOGIA - 2025

Os meios de cultura são preparações nutricionais especiais para recuperação, isolamento e manutenção de microrganismos bacterianos e fúngicos. Esses meios podem ser sólidos, líquidos ou semissólidos.

Louis Pasteur foi o primeiro a mostrar que, em um caldo feito com pedaços de carne cozida, ele era usado para que as bactérias se reproduzissem em grande número, a ponto de turvar o caldo. Nesse sentido, o caldo de carne de Pasteur é considerado o primeiro meio de cultura líquido utilizado.

Meios de cultura crus e preparados (sólidos e líquidos). Fonte: Flickr

Então Robert Koch, com a ajuda de seus colaboradores Julius Richard Petri e Walter Hesse, deu grandes passos. O primeiro projetou a placa de Petri, que ainda hoje é usada; e a segunda lhe ocorreu em substituir a gelatina por ágar-ágar para preparar meios de cultura sólidos, o que era muito relevante, já que a gelatina era degradada por alguns microrganismos.

Atualmente existem muitas classes de meios de cultura com diferentes finalidades, portanto, estes são classificados de acordo com sua função: entre os mais importantes podemos citar os meios de cultura nutritivos, seletivos, diferenciais, de transporte, enriquecimento e contagem. colônias, manutenção e para teste de susceptibilidade.

Alguns meios de cultura são especiais para observação de reações químicas, sendo muito úteis para a identificação do microrganismo envolvido. Entre eles podemos citar: meio Kligler, MIO, LIA, citrato, entre outros.

História

O primeiro meio de cultura foi preparado por Louis Pasteur quando ele tentou mostrar que a vida microbiana não era produto de geração espontânea, mas que os microorganismos podiam se multiplicar e também que vinham do ar.

Ele preparou um caldo com pedaços de carne e observou que após alguns dias depois de exposto ao ar, ficava turvo e havia uma quantidade apreciável de microrganismos no caldo. Ao mesmo tempo, outro caldo com pedaços de carne previamente fervidos e hermeticamente fechados permaneceu translúcido com o passar dos dias.

Isso chamou a atenção de muitos pesquisadores e eles perceberam que esses microrganismos eram os responsáveis ​​pela decomposição da carne e também causadores de algumas doenças.

Por isso, foi fundamental criar uma forma de reproduzir esses microrganismos em laboratório para poder estudá-los mais a fundo.

Nesse sentido, Robert Koch deu uma contribuição inestimável para o aprimoramento de algumas técnicas laboratoriais, especialmente aquelas relacionadas ao isolamento bacteriano, ao introduzir o conceito de meio de cultura sólido.

No início, ele usou fatias de batata como meio sólido, mas depois acrescentou gelatina aos caldos de carne com melhores resultados. No entanto, havia momentos em que a geléia derretia e se transformava em uma cultura líquida. Hoje sabe-se que isso ocorre porque algumas bactérias são capazes de hidrolisar a gelatina.

Foi então que um de seus colaboradores teve a ideia de usar ágar-ágar, composto que sua esposa usava para engrossar seus doces.

Esse meio de cultura rudimentar foi se sofisticando gradativamente, até chegar aos meios de cultura hoje conhecidos.

Composição

Cada meio tem uma composição diferente, mas é essencial que contenha os nutrientes específicos para um bom desenvolvimento do tipo de microrganismo que se pretende.

Também pode conter substâncias químicas específicas que ajudam a revelar a via metabólica de uma determinada cepa ou que mostram a presença de certas enzimas.

Outro elemento importante é o uso de substâncias tampão. Isso ajuda a manter o equilíbrio osmótico da mídia, bem como o pH.

Eles também podem conter carboidratos e um indicador de pH para mostrar a fermentação do açúcar adicionado. Uma mudança de cor do meio será observada se houver acidificação gerada pela fermentação.

Alguns meios de cultura contêm substâncias inibidoras. Dependendo da substância utilizada, o crescimento de alguns microrganismos será restringido e o de outros será favorecido.

Tipos de meios de cultura

Os meios de cultura são classificados de acordo com vários critérios. São eles: de acordo com sua consistência, sua composição e sua função.

- De acordo com sua consistência

Líquidos

Eles não contêm ágar-ágar. O crescimento bacteriano ou fúngico é evidenciado pela turbidez do caldo, que é originalmente translúcido.

Sólido

Eles contêm entre 1,5 a 2% de ágar-ágar. A mistura solidificada possui uma superfície que resiste ao movimento fino do cabo de platina sem quebrá-lo.

Semi-sólido

Eles contêm aproximadamente 0,5% de ágar-ágar, portanto, é um estado intermediário entre o líquido e o sólido. Ideal em meios que servem para ver a motilidade. Também são recomendados para a conservação de cepas, pois mantêm a umidade por muito mais tempo.

Bifásico

São meios que são preparados de forma que haja uma fase sólida e sobre esta um meio líquido. Muito utilizado para hemoculturas.

- De acordo com sua composição

Meio de cultivo natural

São substâncias retiradas diretamente da natureza para o cultivo de bactérias, proporcionando-lhes um ambiente o mais próximo de como normalmente se desenvolvem no ecossistema. Por exemplo, leite, sucos, sangue diluído, soro, etc.

Meio de cultura sintético

São os mais usados ​​hoje, são os meios desidratados que adquirimos nas casas comerciais e que conhecemos toda a sua composição química, pois foram estrategicamente desenhados de acordo com o tipo de microrganismo a ser isolado.

Meio de cultura semissintético

É a combinação de um meio sintético ao qual um elemento natural é adicionado para enriquecer o meio.

Meio de cultura celular

Eles são meios especiais para o crescimento de vírus, visto que esses microorganismos são incapazes de sobreviver fora das células, eles devem conter tecidos ou células vivas de um animal ou planta.

Exemplo: culturas de células renais de macaco ou ovos embrionados.

- De acordo com sua utilidade

Meios nutritivos, seletivos, diferenciais, de transporte, enriquecimento, identificação, quantificação de colônias, manutenção e teste de suscetibilidade. Eles serão descritos mais tarde.

Função

Independentemente do tipo de meio de cultura, todos eles têm algo em comum: facilitam ou promovem a reprodução de certos microrganismos. A diferença está na composição de cada um deles, fator determinante para a utilidade final que terão.

Cada um dos meios de cultura existentes é estrategicamente desenhado para a função específica para a qual foi criado, ou seja, todos possuem um alicerce que rege as diretrizes de sua função específica.

Ressalta-se que os meios de cultura uma vez semeados devem ser submetidos a condições de temperatura e oxigênio adequadas ao tipo de bactéria ou fungo a ser isolado.

Por exemplo, se você deseja isolar bactérias anaeróbias mesofílicas, pode usar ágar sangue e incubar em condições anaeróbias (sem oxigênio) a 37 ° C por 48 horas.

Agora, se um fungo precisar ser isolado, usa-se ágar Sabouraud com antibióticos. É incubado em aerobiose, à temperatura ambiente, durante vários dias, visto que estas têm crescimento lento.

Nutritive Simple Culture Media

Como o próprio nome indica, esses meios de cultura contêm substâncias nutritivas, como fontes de vitaminas, aminoácidos, nitrogênio e carbono, entre elas podemos citar: extrato de carne ou extrato de levedura, amido de milho, digestão pancreática, peptonas, glicose, entre outros.

Também contêm outros componentes que proporcionam equilíbrio osmótico ao meio ambiente, uma vez que a maioria das culturas requer um pH próximo a 7,0. Esses elementos podem ser: cloreto de sódio, fosfato dissódico, entre outros.

O diluente é água destilada e o meio sólido contém ágar-ágar.

O objetivo desses meios de cultura é recuperar a microbiota bacteriana ou fúngica existente em uma determinada amostra. Não discrimina microrganismos, pois é capaz de cultivar um grande número de bactérias, tanto Gram positivas quanto Gram negativas, além de leveduras e fungos miceliais.

Eles são recomendados para semear amostras de locais normalmente estéreis. No entanto, eles não são adequados para microrganismos fastidiosos.

Eles também são úteis para manter cepas, desde que não contenham glicose.

Meios de cultura enriquecidos

Se sangue ou sangue aquecido for adicionado ao meio nutritivo simples, eles se tornam meios enriquecidos (ágar sangue e ágar chocolate, respectivamente).

Esses meios são muito úteis para semear amostras normalmente estéreis, para resgatar cepas que são fracas e para isolar microrganismos que exigem nutrição.

Meios de cultura seletiva

Meios de cultura seletivos além de conterem nutrientes essenciais para o crescimento de certos microrganismos de interesse, também são adicionadas substâncias inibidoras, como antibióticos, antifúngicos, corantes, sais biliares, entre outros.

As substâncias inibidoras têm como objetivo reduzir a variedade de cepas que podem crescer, favorecendo o crescimento de um grupo particularmente especial a ser resgatado.

Exemplo: caldo CE (especial para coliformes totais e fecais) ou ágar Sabouraud com antibióticos (específico para fungos).

Meio de cultura diferencial

Os meios diferenciais contêm elementos nutricionais necessários ao crescimento de um grupo específico de microrganismos e também contêm substâncias que, na presença de determinados microrganismos, serão metabolizadas ou degradadas.

Ou seja, produzirão reações químicas que de uma forma ou de outra serão evidenciadas no meio de cultura.

Algumas reações alcalinizam ou acidificam o meio e, graças à presença de um indicador de pH, essas mudanças podem ser evidenciadas por uma mudança de cor no meio e na colônia.

Portanto, entre um grande grupo de bactérias que poderão crescer neste meio, serão diferenciadas aquelas que metabolizam ou degradam a substância e aquelas que não o fazem, simplesmente pela observação da cor da colônia e do meio.

Por exemplo, o ágar sangue distingue as bactérias que causam beta hemólise (halo claro) daquelas que causam alfa hemólise (halo esverdeado) e aquelas que não produzem hemólise.

Meios seletivos e diferenciais

Um exemplo disso é o que acontece no ágar MacConkey. É seletivo, pois só permite o crescimento de bacilos Gram negativos; e é diferencial, uma vez que as bactérias fermentadoras de lactose (colônias fúcsia) podem ser distinguidas das bactérias não fermentadoras (rosa pálido ou incolor).

Meios de cultura de transporte

Como o próprio nome sugere, são meios utilizados para transportar amostras retiradas em local mais ou menos distante até o laboratório que irá processar a amostra. O meio de transporte mantém a amostra nas melhores condições para que sejam obtidos resultados confiáveis.

Esses meios de cultura têm características muito especiais, pois não podem ser excedidos em nutrientes, pois a população bacteriana presente é necessária para se manter viável, mas sem aumentar em número.

Geralmente são meios semi-sólidos, permitindo que a amostra permaneça hidratada. No entanto, nenhum compromisso deve ser feito em levar a amostra ao laboratório o mais rápido possível. Exemplos de meios de transporte: Stuart medium, Cary Blair e Amies.

Meio de cultura de enriquecimento

Esses meios de cultura são líquidos. Eles são usados ​​para resgatar patógenos específicos que, a qualquer momento, podem estar presentes em uma amostra em quantidade mínima.

Também é útil para resgatar uma cepa patogênica que pode ser fraca de qualquer tratamento anterior recebido. Ex: água peptonada, caldo tioglicolato e caldo selenito.

Esses meios possuem substâncias inibidoras que impedem o crescimento da microbiota acompanhante e nutrientes específicos que favorecem o desenvolvimento do microrganismo de interesse.

Meio de cultura para fins de identificação

Esses meios contêm substâncias que podem ser metabolizadas quimicamente por certas bactérias, produzindo reações químicas que mostram a presença de enzimas ou vias metabólicas específicas.

Portanto, são utilizados como testes bioquímicos que auxiliam no reconhecimento do gênero e da espécie de um determinado grupo de linhagens. Exemplo: O meio Kligler mostra se o microrganismo é capaz de fermentar glicose e lactose, se produz sulfeto de hidrogênio e gás.

Este meio contém substâncias reveladoras que permitem observar a reação, como o indicador de pH e os íons de ferro.

Este teste simples pode diferenciar dois grandes grupos de microrganismos bacterianos, como as bactérias pertencentes à família Enterobacteriaceae das chamadas bactérias não fermentadoras.

Meio para contagem de colônias

São meios simples e não seletivos que servem para a quantificação de uma população microbiana, como o meio de contagem padrão. O tipo de microrganismo que crescerá neste meio dependerá da temperatura e das condições de oxigênio estabelecidas.

Meio de cultura para teste de suscetibilidade

O meio padronizado para este fim é o ágar Müeller Hinton, este meio é ideal para avaliar o comportamento de diferentes antibióticos frente a um microrganismo patogênico isolado.

É especialmente útil em bactérias pouco exigentes, enquanto em bactérias fastidiosas só pode ser usado se for suplementado com sangue.

Meio de cultura para manutenção

O objetivo desses meios é reproduzir o microrganismo e também manter a viabilidade da bactéria ou fungo pelo maior tempo possível e também preservar suas funções fisiológicas.

Uma característica importante é que esse tipo de meio não deve conter glicose, pois embora seja um elemento de rápido crescimento, sua fermentação também produz ácidos que diminuem a vida do microrganismo.

Alguns laboratórios precisam manter certos microrganismos viáveis ​​para uso posterior em estudos de pesquisa, controles internos ou para fins educacionais.

Preparação

Atualmente existem muitas marcas comerciais que distribuem os diferentes meios de cultura. A mídia vem na forma liofilizada ou desidratada, acondicionada em potes herméticos e protegida da luz.

Cada meio vem com uma etiqueta especificando o nome do meio, seus componentes, número do lote e quanto pesar para preparar um litro de meio de cultura.

Água destilada é usada como diluente. A quantidade pesada é dissolvida em um litro de água destilada até a homogeneização da mistura. A maioria dos meios de comunicação é autoclavada, a 15 libras de pressão, temperatura de 121 ° C, por 15 minutos.

Os meios líquidos são autoclavados já distribuídos em seus respectivos tubos de trabalho, enquanto os meios sólidos são autoclavados em frascos Erlenmeyer.

Estes últimos são deixados em repouso até atingirem a temperatura de 55 ° C e são servidos em placas de Petri dentro de uma capela de fluxo laminar ou próximo ao bico de Bunsen. Eles são deixados para solidificar e armazenados na geladeira de cabeça para baixo.

Existem também meios de cultura sólidos que se distribuem em tubos, permitindo que se solidifiquem tanto em pitões (retos) quanto em bico de flauta (inclinados).

Antes de usar qualquer meio de cultura preparado, seja sólido ou líquido, ele deve ser temperado antes de semear a amostra.

Importância

Os meios de cultura são, sem dúvida, uma ferramenta de trabalho muito valiosa para os microbiologistas, pois permitem recuperar o agente infeccioso que em determinado momento pode estar afetando um indivíduo ou contaminando um alimento, um ambiente ou uma superfície.

Nesse sentido, pode-se dizer que a microbiologia possui diferentes áreas, entre elas clínica, industrial, ambiental, microbiologia de alimentos, entre outras, e os meios de cultura são utilizados em todas elas.

Obviamente, o tipo de meio usado em cada caso pode variar de acordo com as necessidades e o tipo de amostra processada. O grupo de microrganismos buscou também influências.

O isolamento do microrganismo patogênico ou da causa de qualquer contaminação é essencial para que se possa implementar um tratamento eficaz ou adotar procedimentos que ajudem a eliminar o contaminante em questão.

No caso da microbiologia clínica, não é importante apenas isolar o microrganismo e identificá-lo (conhecer o gênero e a espécie), mas também fazer o antibiograma.

Este estudo, que também utiliza um meio de cultura, nos permitirá dizer qual antimicrobiano é sensível e qual é resistente ou, enfim, qual pode ser usado como tratamento e qual não.

Portanto, meios de cultura em geral não podem faltar em um laboratório de microbiologia, qualquer que seja a área.

Por fim, pode-se dizer que os meios de cultura têm possibilitado a investigação de diversos aspectos tanto das bactérias quanto dos fungos.

Controle de qualidade dos meios de cultura

A preparação e o uso de meios de cultura não devem ser feitos levianamente. Em cada laboratório deve haver um departamento que aplique protocolos de controle de qualidade aos meios, cada vez que novos lotes são preparados, garantindo assim que sejam devidamente preparados, estéreis e funcionais.

Para avaliar sua esterilidade, um ou dois meios são retirados aleatoriamente de cada lote e incubados a 37 ° C por vários dias (não deve haver crescimento). As cepas de referência ATCC (American Type Culture Collection) devidamente cultivadas e viáveis ​​são usadas para verificar sua função.

Eliminação de meios de cultura

Após a utilização do meio de cultura, ele deve ser descartado de forma que não contamine o meio ambiente.

Para isso, o material é esterilizado em autoclave antes de ser descartado. Posteriormente, o material é removido da vidraria. Este último é então lavado, seco, esterilizado e armazenado para uso posterior. No caso de utilização de pratos descartáveis, estes são esterilizados e posteriormente descartados em sacos especiais.

Referências

1. Borrego Microbiology in Stamp VIII. Robert Koch: O triunfo da perseverança (I). Notícias SEM 2018, 117 (1): 1-18 Universidade de Málaga. Disponível em: jornades.uab.cat/
2. Volcy C. Gênesis e evolução dos postulados de Koch e sua relação com a fitopatologia. Uma revisão da Colomb. 2008; 26 (1): 107-115. Disponível em: scielo.org.co/
3. Lago Burguet Nancy, Castelo de Abraham Lourdes. Controle de qualidade dos meios de cultura utilizados no monitoramento ambiental de áreas classificadas de produção. Rev Cubana Hig Epidemiol 2013; 51 (2): 155-160. Disponível em: scielo.
4. Bonilla M, Pajares S, Vigueras J, Sigala J, Le Borgne S. Manual de material didático de práticas básicas de microbiologia. Universidade autônoma metropolitana. Divisão de Ciências Naturais e Engenharia. Unidade Cuajimalpa. 2016. Disponível em: cua.uam.mx/
5. Carbajal A. Meio de cultura celular: uma revisão. Labome O mundo dos laboratórios. University of Pittsburgh Medical Center, Estados Unidos. 2013 disponível em: es /
6. Koneman E, Allen S, Janda W., Schreckenberger P, Winn W. (2004). Diagnóstico microbiológico. 5ª ed. Editorial Panamericana SA Argentina.
7. Forbes B, Sahm D, Weissfeld A. (2009). Bailey & Scott Microbiological Diagnosis. 12 ed. Editorial Panamericana SA Argentina.