Кислотостойкость

Физические свойства некоторых бактериальных и эукариотических клеток

Микобактерии туберкулеза (окрашены в красный цвет) в ткани (синий цвет).

Кислотоустойчивость — это физическое свойство некоторых бактериальных и эукариотических клеток , а также некоторых субклеточных структур , в частности, их устойчивость к обесцвечиванию кислотами во время лабораторных процедур окрашивания . ^{[1] [2]} После окрашивания в составе образца эти организмы могут противостоять процедурам обесцвечивания на основе кислоты и/или этанола, распространенным во многих протоколах окрашивания, отсюда и название — кислотоустойчивые . ^[2]

Механизмы кислотоустойчивости различаются в зависимости от вида, хотя наиболее известным примером является род Mycobacterium , который включает виды, ответственные за туберкулез и проказу . Кислотоустойчивость Mycobacteria обусловлена ​​высоким содержанием миколовой кислоты в их клеточных стенках , что отвечает за характер окрашивания с плохой абсорбцией и высокой степенью удержания. Некоторые бактерии также могут быть частично кислотоустойчивыми, например Nocardia .

Кислотоустойчивые организмы трудно охарактеризовать с помощью стандартных микробиологических методов, хотя их можно окрашивать концентрированными красителями, особенно когда процесс окрашивания сочетается с нагреванием. Некоторые, такие как микобактерии , можно окрашивать по Граму , но они плохо воспринимают кристаллический фиолетовый и поэтому кажутся светло-фиолетовыми, что все еще может потенциально привести к неправильной грамотрицательной идентификации. ^[3]

Наиболее распространенным методом окрашивания, используемым для идентификации кислотоустойчивых бактерий, является окрашивание по Цилю-Нильсену , при котором кислотоустойчивые виды окрашиваются в ярко-красный цвет и четко выделяются на синем фоне. Другим методом является метод Киньюна , при котором бактерии окрашиваются в ярко-красный цвет и четко выделяются на зеленом фоне. Кислотоустойчивые микобактерии также можно визуализировать с помощью флуоресцентной микроскопии с использованием специфических флуоресцентных красителей ( например, краситель аурамин-родамин ). ^[4]

Некоторые методы окрашивания кислотоустойчивыми красителями

• Окрашивание по Цилю-Нильсену (классическое и модифицированное отбеливающее окрашивание) ^[5]
• Пятно от киньюна
• Для людей с дальтонизмом (или на фоне, где сложно обнаружить красные бактерии) карболовый фуксин можно заменить красителем Victoria blue , а пикриновую кислоту можно использовать в качестве контрастного красителя вместо метиленового синего , а остальную часть техники Киньюна можно использовать. ^[6]
  • Различные методы окрашивания бактериальных спор с использованием Кеньона, например
    • Метод Меллера
    • Метод Дорнера ^[7] (обесцвечивание кислотой и спиртом) без модификации Шеффера–Фултона ^[8] (обесцвечивание водой) ^[9]
    • Метод детергента с использованием Тергитола 7, неионогенных полигликолевых эфирных поверхностно-активных веществ типа NP-7 ^[10]
• Пятно Файта ^[11]
  • Окраска по Файте-Фарако ^{[12] [13]}
  • Пятно Уэйда Файта ^[14]
• Окрашивание по Эллису и Заброварному ^{[15] [16]} (без фенола/карболовой кислоты)
• Окраска аурамином-родамином
• Окрашивание аурамином фенолом

Известные кислотоустойчивые структуры

Очень немногие структуры являются кислотоустойчивыми; это делает окрашивание на кислотоустойчивость особенно полезным в диагностике. Ниже приведены примечательные примеры структур, которые являются кислотоустойчивыми или модифицированными кислотоустойчивыми:

• Все микобактерии – M. tuberculosis , M. leprae , M. smegmatis и атипичные микобактерии
• Актиномицеты (особенно некоторые аэробные) с миколовой кислотой в клеточной стенке (обратите внимание, что у Streptomyces ее НЕТ); не путать с Actinomyces , который является некислотоустойчивым родом актиномицетов.
  • Nocardia (слабо кислотоустойчива; устойчива к обесцвечиванию при более слабых концентрациях кислот)
  • Родококк
  • Гордония (актиномицет)
  • Цукамурелла
  • Диетция
• Головка сперматозоида
• Бактериальные споры, см. Эндоспора
• Легионелла микдадеи
• Некоторые клеточные включения, например
  • Цитоплазматические включения видны в
    • Нейроны в слое 5 коры головного мозга, нейрональный цероидный липофусциноз ( болезнь Баттена ).
  • Ядерные включения видны в
    • Отравление свинцом
    • Отравление висмутом.
• Ооцисты некоторых кокцидий в фекалиях, таких как:
  • Криптоспоридиум парвум , ^[17]
  • Изоспора белли ^[18]
  • Cyclospora cayetanensis . ^[19]
• Еще несколько паразитов:
  • Саркоцистис
  • Яйца Taenia saginata хорошо окрашиваются, а яйца Taenia solium — нет (можно использовать для различения)
  • Гидатидные кисты , особенно их « крючки », окрашиваются неравномерно красителем ЦН, но испускают ярко-красную флуоресценцию при зеленом свете и могут помочь в обнаружении на умеренно плотном фоне или при редких крючках. ^[20]
• Грибковые дрожжевые формы непоследовательно окрашиваются кислотоустойчивым красителем, который считается узкоспектральным красителем для грибов. ^[21] В исследовании кислотоустойчивости грибов ^[22] 60% бластомицетов и 47% гистоплазмы показали положительное цитоплазматическое окрашивание дрожжеподобных клеток, а Cryptococcus или Candida не окрашивались, и очень редко окрашивание наблюдалось в эндоспорах Coccidioides.

Ссылки

1. Мэдисон Б. (2001). «Применение красителей в клинической микробиологии». Biotech Histochem . 76 (3): 119–25. doi :10.1080/714028138. PMID  11475314.
2. Ryan KJ; Ray CG, ред. (2004). Sherris Medical Microbiology (4-е изд.). McGraw Hill. ISBN 0-8385-8529-9.
3. Рейнольдс, Джеки; Мойес, Рита Б.; Брейквелл, Дональд П. (ноябрь 2009 г.). «Дифференциальное окрашивание бактерий: кислотоустойчивое окрашивание». Current Protocols in Microbiology . Приложение 3: Приложение 3H. doi : 10.1002/9780471729259.mca03hs15. ISSN  1934-8533. PMID  19885935. S2CID  45685776.
4. Abe C (2003). "[Стандартизация лабораторных тестов на туберкулез и проверка их квалификации]". Kekkaku . 78 (8): 541–51. PMID  14509226.
5. "Кислотная быстрота / Аурамин-родамин". Pathologyoutlines.com .
6. Теория и практика гистологических методов, Джон Д. Банкрофт, 6-е изд., стр. 314
7. Дорнер, В. 1926. Простой процесс окраски спор. Ле Лайт 6:8–12.
8. Шеффер AB, Фултон M (1933). "Упрощенный метод окрашивания эндоспор". Science . 77 (1990): 194. Bibcode :1933Sci....77..194S. doi :10.1126/science.77.1990.194. PMID  17741261.
9. "Протокол окрашивания эндоспор". 1 июня 2012 г. Архивировано из оригинала 1 июня 2012 г. Получено 7 марта 2022 г.
10. M. Hayama; K. Oana; T. Kozakai; S. Umeda; J. Fujimoto; H. Ota; Y. Kawakami (2007). "PROPOSAL OF A SIMPLIFIED TECHNIQUE FOR STAINING BACTERIAL SPORES WITHOUT PLLYING HEAT – SOCCESSFUL MODIFICATION OF MOELLER'S METHOD" (PDF) . European Journal of Medical Research . 12 (8): 356–359. PMID  17933713 . Получено 7 марта 2022 г. .
11. "Stainsfile – Fite". stainsfile.info . Архивировано из оригинала 2011-11-18 . Получено 2012-06-28 .
12. «Протокол окрашивания Файта-Фарако для бацилл проказы». Ihcworld.com .
13. "Stainsfile – Fite Faraco". stainsfile.info . Архивировано из оригинала 2011-11-18 . Получено 2012-06-28 .
14. "Stainsfile – Wade Fite". stainsfile.info . Архивировано из оригинала 2011-11-18 . Получено 2012-06-28 .
15. ) . «Безопасный метод окрашивания кислотоустойчивых бацилл». Журнал клинической патологии . 46 (6): 559–560. doi :10.1136/jcp.46.6.559. PMC 501296. PMID  7687254. 
16. "Гистологическая лаборатория: ОКРАСКА ДЛЯ КИСЛОТОБЫСТРЫХ БАКТЕРИЙ". Архивировано из оригинала 2006-01-04 . Получено 2006-03-11 .
17. Garcia LS, Bruckner DA, Brewer TC, Shimizu RY (июль 1983 г.). «Методы извлечения и идентификации ооцист Cryptosporidium из образцов кала». J. Clin. Microbiol . 18 (1): 185–90. doi :10.1128/JCM.18.1.185-190.1983. PMC 270765. PMID  6193138 . 
18. Ng E, Markell EK, Fleming RL, Fried M (сентябрь 1984 г.). «Демонстрация Isospora belli с помощью кислотоустойчивого окрашивания у пациента с синдромом приобретенного иммунодефицита». J. Clin. Microbiol . 20 (3): 384–6. doi :10.1128/JCM.20.3.384-386.1984. PMC 271334. PMID  6208216 . 
19. Ortega YR, Sterling CR, Gilman RH, Cama VA, Díaz F (май 1993 г.). «Cyclospora species — новый простейший патоген человека». N. Engl. J. Med . 328 (18): 1308–12. doi : 10.1056/NEJM199305063281804 . PMID  8469253.
20. Clavel A, Varea M, Doiz O, López L, Quílez J, Castillo FJ, Rubio C, Gómez-Lus R (1999). «Визуализация гидатидных элементов: сравнение нескольких методов». J Clin Microbiol . 37 (5): 1561–3. doi :10.1128/JCM.37.5.1561-1563.1999. PMC 84828. PMID 10203521  . 
21. "Dako Products – Agilent" (PDF) . Dako.com . Архивировано из оригинала (PDF) 4 марта 2016 г. . Получено 3 декабря 2018 г. .
22. Wages ds, Wear dJ. Кислотоустойчивость грибов при бластомикозе и гистоплазмозе. Arch Pathol Lab Med 1982; 106:440-41.

Примеры онлайн-протоколов

• Протокол Циля–Нильсена ( формат PDF ).
• Альтернативный метод Эллиса и Заброварни. Архивировано 04.01.2006 в Wayback Machine для окрашивания АФБ.