Agar z krwią, hemoliza i reakcje hemolityczne
Agar z krwią to stałe podłoże wzrostowe zawierające czerwone krwinki. Pożywka służy do wykrywania bakterii produkujących enzymy rozbijające komórki krwi. Ten proces jest również nazywany hemolizą. Stopień hemolizy komórek krwi służy do odróżnienia bakterii od siebie.
Podłoże agarowe z krwią przygotowuje się w dwuetapowym procesie. Najpierw do wody dodaje się szereg składników, w tym napar do serca, pepton i chlorek sodu. Ten roztwór jest sterylizowany. Po sterylizacji dodaje się znaną ilość jałowej krwi. Krew może pochodzić od królika lub owcy. Krew królika jest preferowana, jeśli docelowa bakteria pochodzi z grupy znanej jako Streptococcus grupy A. Krew owcza jest preferowana, jeśli docelową bakterią jest Haemophilus parahaemolyticus.
Agar z krwią jest bogatym źródłem pokarmu dla bakterii. Zatem może być stosowany do hodowli pierwotnej, to znaczy jako sposób na uzyskanie jak największego zakresu wzrostu bakterii z próbki. Jednak zwykle nie jest używany do tego celu ze względu na koszt nośnika. Inne, tańsze agary zrobią to samo. To, do czego wyjątkowo nadaje się agar z krwią, to oznaczanie hemolizy.
Hemoliza to rozpad błony czerwonych krwinek przez białko bakteryjne zwane hemolizyną, które powoduje uwalnianie hemoglobiny z krwi czerwonej komórka. Wiele rodzajów bakterii posiada białka hemolityczne. Uważa się, że białka te działają poprzez integrację z błoną czerwonych krwinek i albo przebicie otworu przez błonę, albo zaburzenie struktury błony w inny sposób. Dokładne szczegóły molekularne działania hemolizyny pozostają nierozwiązane.
Krew używana w agarze jest również wcześniej poddawana obróbce w celu usunięcia cząsteczki zwanej fibryną, która bierze udział w krzepnięciu krwi. Brak fibryny zapewnia, że w agarze nie dochodzi do krzepnięcia krwi, co mogłoby utrudniać wizualne wykrywanie reakcji hemolitycznych.
Istnieją trzy rodzaje hemolizy, oznaczone jako alfa, beta i gamma. Hemoliza alfa to zielonkawe przebarwienie otaczające kolonię bakterii rosnącą na agarze. Ten rodzaj hemolizy oznacza częściowy rozkład hemoglobiny w krwinkach czerwonych. Hemoliza alfa jest charakterystyczna dla zapalenia płuc wywołanego przez Streptococcus i dlatego może być stosowana jako cecha diagnostyczna w identyfikacji szczepu bakteryjnego.
Hemoliza beta oznacza całkowity rozpad hemoglobiny w krwinkach czerwonych w pobliżu kolonia bakteryjna. Wokół kolonii agar jest oczyszczony. Hemoliza beta jest charakterystyczna dla Streptococcus pyogenes i niektórych szczepów Staphylococcus aureus.
Trzeci rodzaj hemolizy to właściwie całkowity brak hemolizy. Hemoliza gamma to brak hemolizy w okolicy kolonii bakterii. Płytka z agarem z krwią, na której widać hemolizę gamma, faktycznie wydaje się brązowawa. Jest to normalna reakcja krwi na stosowane warunki wzrostu (37 ° C w obecności dwutlenku węgla). Hemoliza gamma jest charakterystyczna dla Enterococcus faecalis.
Reakcje hemolityczne mogą również wykazywać pewną synergię. Oznacza to, że połączenie reakcji powoduje reakcję, która jest silniejsza niż każda reakcja sama. Niektóre gatunki bakterii, takie jak Strep z grupy B (na przykład Streptococcus agalactiae) są słabo beta-hemolityczne. Jeśli jednak bakterie znajdują się w bliskim sąsiedztwie szczepu Staphylococcus, betahemolizyny obu organizmów mogą łączyć się, powodując intensywną reakcję betahemolityczną. Stanowi to podstawę testu zwanego testem CAMP (od inicjałów jego twórców).
Oznaczanie hemolizy i reakcji hemolitycznych jest przydatne w rozróżnianiu różnych typów bakterii. Późniejsze testy biochemiczne mogą jeszcze bardziej zawęzić identyfikację. Na przykład reakcja beta-hemolityczna wskazuje na Streptococcus. Często kolejnym krokiem jest badanie organizmów Streptococcus za pomocą bacytracyny. Bacytracyna jest środkiem przeciwdrobnoustrojowym wytwarzanym przez bakterię Bacillus subtilis. Szczepy Streptococcus pyogenes są prawie jednakowo wrażliwe na bacytracynę. Ale inne grupy antygenowe Streptococcus nie są wrażliwe na bacytracynę.
Zobacz także Techniki laboratoryjne w mikrobiologii; Zakażenia gronkowcami i gronkowcami; Streptococci i paciorkowce