- De 4 stadia van bacteriegroei
- 1- Aanpassingsfase
- 2- Exponentiële fase
- 3- stationaire fase
- 4- Doodsfase
- Referenties
De bacteriegroeicurve is een grafische weergave van de groei van een bacteriepopulatie in de tijd. Het analyseren van hoe bacterieculturen groeien, is cruciaal om met deze micro-organismen te kunnen werken.
Om deze reden hebben microbiologen tools ontwikkeld waarmee ze de groei ervan beter kunnen begrijpen.
Tussen de jaren zestig en tachtig was de bepaling van de groeisnelheid van bacteriën een belangrijk hulpmiddel in verschillende disciplines, waaronder microbiële genetica, biochemie, moleculaire biologie en microbiële fysiologie.
In het laboratorium worden de bacteriën meestal gekweekt in een voedingsbouillon in een buis of op een agarplaat.
Deze gewassen worden beschouwd als gesloten systemen omdat voedingsstoffen niet worden vernieuwd en afvalproducten niet worden verwijderd.
Onder deze omstandigheden neemt de celpopulatie voorspelbaar in aantal toe en vervolgens af.
Naarmate de populatie in een gesloten systeem groeit, volgt het een patroon van stadia dat een groeicurve wordt genoemd.
De 4 stadia van bacteriegroei
Gegevens over de groeiperiode van bacteriën produceren typisch een curve met een reeks goed gedefinieerde fasen: aanpassingsfase (lag), exponentiële groeifase (log), stationaire fase en doodsfase.
1- Aanpassingsfase
De aanpassingsfase, ook wel de vertragingsfase genoemd, is een relatief vlakke periode in de grafiek, waarin de populatie niet of zeer langzaam groeit.
De groei wordt voornamelijk vertraagd doordat geïnoculeerde bacteriecellen enige tijd nodig hebben om zich aan de nieuwe omgeving aan te passen.
In deze periode bereiden de cellen zich voor om zich te vermenigvuldigen; Dit betekent dat ze de moleculen moeten synthetiseren die nodig zijn om dit proces uit te voeren.
Tijdens deze vertragingsperiode worden enzymen, ribosomen en nucleïnezuren die nodig zijn voor groei gesynthetiseerd; er wordt ook energie opgewekt in de vorm van ATP. De lengte van de vertragingsperiode varieert enigszins van de ene populatie tot de andere.
2- Exponentiële fase
Aan het begin van de exponentiële groeifase zijn alle activiteiten van bacteriële cellen gericht op het vergroten van de celmassa.
Gedurende deze periode produceren cellen verbindingen zoals aminozuren en nucleotiden, de respectievelijke bouwstenen van eiwitten en nucleïnezuren.
Tijdens de exponentiële of logaritmische fase delen cellen zich met een constante snelheid en hun aantal neemt tijdens elk interval met hetzelfde percentage toe.
De duur van deze periode is variabel, hij zal doorgaan zolang de cellen voedingsstoffen hebben en de omgeving gunstig is.
Omdat bacteriën tijdens deze periode van actieve vermenigvuldiging gevoeliger zijn voor antibiotica en andere chemicaliën, is de exponentiële fase vanuit medisch oogpunt erg belangrijk.
3- stationaire fase
In de stationaire fase komt de populatie in een overlevingsmodus waarin cellen stoppen met groeien of langzaam groeien.
De curve wordt egaler omdat de snelheid van celdood de snelheid van celvermenigvuldiging in evenwicht houdt.
De afname van de groeisnelheid wordt veroorzaakt door uitputting van voedingsstoffen en zuurstof, uitscheiding van organische zuren en andere biochemische contaminanten in het groeimedium en een hogere celdichtheid (competitie).
De tijdsduur dat cellen in de stationaire fase blijven, varieert afhankelijk van de soort en de omgevingsomstandigheden.
Sommige populaties van organismen blijven een paar uur in de stationaire fase, terwijl andere dagen blijven.
4- Doodsfase
Naarmate de beperkende factoren toenemen, beginnen cellen met een constante snelheid te sterven, letterlijk in hun eigen afval. De curve helt nu af om de doodsfase in te gaan.
De snelheid waarmee de dood optreedt, hangt af van de relatieve winterhardheid van de soort en hoe giftig de omstandigheden zijn, maar is over het algemeen langzamer dan de exponentiële groeifase.
In het laboratorium wordt koeling gebruikt om het verloop van de doodsfase te vertragen, zodat de culturen zo lang mogelijk levensvatbaar blijven.
Referenties
- Hall, BG, Acar, H., Nandipati, A., & Barlow, M. (2013). Groeipercentages gemakkelijk gemaakt. Molecular Biology and Evolution, 31 (1), 232-238.
- Hogg, S. (2005). Essentiële microbiologie.
- Nester, EW, Anderson, DG, Roberts, EC, Pearsall, NN, en Nester, MT (2004). Microbiology: A Human Perspective (4e ed.).
- Talaro, KP en Talaro, A. (2002). Foundations in Microbiology (4e ed.).
- Zwietering, M., Jongenburger, I., Rombouts, F., & Van Riet, K. (1990). Modellering van de bacteriële groeicurve. Applied and Enviromental Microbiology, 56 (6), 1875-1881.