Ensie 1949

Redacie Cornelis Jakob van der Klaauw, Herman Johannes Lam, George Lignac (1947)

Gepubliceerd op 10-07-2019

De methodiek der microbiologie

betekenis & definitie

Het werk van Pasteur is eveneens van doorslaggevende betekenis geweest voor de ontwikkeling van de techniek van het microbiologisch werk. In de eerste plaats was door de genoemde onderzoekingen een helder licht geworpen op het practisch alom tegenwoordig zijn der microbenwereld. Duidelijk was gebleken, dat niet alleen de bodem en het water, maar ook de lucht, welke de onderzoeker omringt, alsmede het zich hieruit afzettende stof, met talrijke levende kiemen plegen te zijn bevolkt.

Uit dit gezichtspunt resulteerde de ook thans nog algemeen toegepaste afsluiting van kiemvrij gemaakte voedingsmedia met behulp van watten, een afsluitingswijze, welke het grote voordeel heeft, dat de voor tal van microben onmisbare zuurstof uit de lucht vrijelijk tot de media kan toetreden. Een tweede belangrijk gezichtspunt, dat uit Pasteurs werk te voorschijn is gekomen, is dat er microbensoorten zijn, welke tegen alle verwachting in bij de kooktemperatuur van water geruime tijd in leven blijven.

Dit bleek het geval te zijn bij een groot aantal algemeen verspreide bacteriënsoorten, welke onder gunstige voorwaarden ruststadia, z.g. endosporen, vormen, die in hoge mate thermoresistent kunnen zijn. Bekende voorbeelden hiervan zijn Bacillus subtilis, de z.g. hooibacterie en Bacillus anthracis, de gevreesde verwekker van het miltvuur bij mens en dier.

Teneinde daarom waterige voedingsmedia met zekerheid van alle mogelijk daarin voorkomende levenskiemen te bevrijden, is het noodzakelijk deze vloeistoffen op temperaturen boven het kookpunt van water bij normale atmosferische druk te verhitten. Dit geschiedt in de microbiologische laboratoria in z.g. autoclaven, waarin men dus een verhitting in stoom onder druk toepast op zodanige wijze, dat de temperatuur in de te steriliseren vloeistoffen gedurende 15 a 20 minuten ca 120° C bedraagt.

Aangezien een dergelijke verhitting in bepaalde gevallen ongewenste veranderingen in de samenstelling van een voedingsmedium meebrengt, past men hiernaast ook dikwijls een filtratie toe door filters met zulke fijne poriën, dat deze de aanwezige kiemen geheel tegenhouden (Chamberland-kaarsen, Seitzfilters).Het is verder nog gebleken, dat de zoëven genoemde bacteriënsporen in droge toestand nog veel meer thermoresistent zijn; teneinde dus droog glaswerk of metalen instrumenten van alle daarop voorkomende levende kiemen te bevrijden, moeten deze in z.g. sterilisatoren tenminste gedurende een uur op 160-180° C worden verhit.

Voor de opbloei van de microbiologie is het van de grootste betekenis geweest, dat geleidelijk methoden beschikbaar kwamen met behulp waarvan het mogelijk werd uit de in de natuur voorkomende mengsels van microben één enkele soort te isoleren, d.w.z. daarvan een reincultuur aan te leggen. In dit opzicht is de door de grote Duitse bacterioloog Robert Koch (1843-1910) ontworpen plaatmethode van doorslaggevende betekenis geworden. Koch zon op een middel om de afzonderlijke kiemen van een natuurlijk microbenmengsel enerzijds de mogelijkheid tot vermeerdering te geven en toch anderzijds deze kiemen, evenals de daaruit gevormde nakomelingen, plaatselijk vast te leggen. Hij vond hiervoor een oplossing door in een voedingsmedium als b.v. vleesbouillon, in de warmte een zekere hoeveelheid gelatine op te lossen en nu vervolgens daarin — na een passende afkoeling — de te scheiden kiemen te verdelen. Door nu het percentage aan gelatine zo hoog te kiezen, dat het medium bij verdere afkoeling tot een vaste massa (gel) stolde, werden de kiemen hierin gefixeerd. Daar de opgeloste voedingsstoffen ongehinderd door het gelatinegel diffunderen, gingen de kiemen zich vermeerderen en groeiden dan na enige tijd uit tot met het blote oog waarneembare conglomeraten van cellen van één soort, de z.g. koloniën. Uitgaande hiervan kan men dan uiteraard gemakkelijk reinculturen aanleggen.

Het gelatine-gel heeft intussen het nadeel, dat het boven een temperatuur van 22-23° C doorgaans weer vervloeit; gelatineplaten zijn dus weinig geschikt voor het cultiveren van microben, wier levensverrichtingen aan hoge temperatuur zijn aangepast, zoals dit geldt voor vele ziektekiemen van mens of warmbloedig dier. Hierbij komt nog, dat de gelatine als eiwitstof door vele microbensoorten wordt aangetast, waardoor de plaat plaatselijk vervloeit. Om deze reden wordt in de plaats van gelatine veelvuldig gebruik gemaakt van agar-agar, een in Japan uit bepaalde roodwieren gewonnen complex koolhydraat, waarvan de in de warmte bereide oplossingen bij afkoeling eveneens in gel-toestand overgaan. De eenmaal gevormde agargelen vervloeien eerst weer bij een temperatuur van ca 80°

C. In speciale gevallen wordt voor de isolatie ook wel van kiezelzuurgelen gebruik gemaakt.

Veelal geeft men er de voorkeur aan de te scheiden kiemen niet op de aangegeven wijze in het gel te brengen glazen dozen (Petri-schalen) bereide gelen te verdelen. De gevormde koloniën ontwikkelen zich dan alle aan de oppervlakte der platen, en zijn dan nog gemakkelijker met behulp van een tevoren gesteriliseerd instrument — in de regel gebruikt men hiervoor een uitgegloeide platinadraad — in een steriel cultuurmedium over te brengen. In latere jaren zijn bovendien nog — het eerst door onze landgenoot S. L. Schouten — apparaturen ontwikkeld, de z.g. micromanipulatoren, welke het mogelijk maken langs mechanische weg rechtstreeks uit een microscopisch praeparaat bepaalde kiemen weg te vangen en uitgaande hiervan tot reincultures te komen.

Bij al deze methoden is men voor de isolatie van een bepaalde microbensoort uiteraard aangewezen op een natuurlijk infectiemateriaal, waarin individuen van deze soort in groten getale aanwezig zijn. Teneinde zich hiervan in hoge mate onafhankelijk te maken is vooral door de Delftse hoogleraar Beijerinck de methode der electieve cultuur, ook wel ophopingsmethode genoemd, in de microbiologie ingevoerd. Hierbij gaat men uit van het principe, dat men door een juiste keuze van de voedingsvoorwaarden, alsmede van de temperatuur, de ontwikkeling van bepaalde soorten van organismen ten koste van die van mede aanwezige kiemen met afwijkende voedingseisen sterk kan bevorderen en hierdoor ‘minderheidsorganismen’ op de voorgrond kan brengen, waarna deze met de eerder beschreven methoden weer in reincultuur kunnen worden gebracht. De grote successen, welke met deze ophopingsmethode zijn bereikt, hebben een verrassend licht geworpen op de zeer algemene verspreiding van talrijke microben in de natuur. In haar extreemste formulering hebben deze uitkomsten geleid tot de slagzin: ‘Alles is overal’ (Baas Becking).