Mikrobiyal Büyüme Kinetiği Grafiği ve Yorumu
Kapalı bir sistemdeki bakteri büyümesini incelediğimizde 4 farklı safha görürüz;
A) Latent dönem: Bu fazda yeni veya değişik ortama ekilen mikroplarda üreme olmadığından sayıca da bir artma olmaz. Buna karşın, bakteriler yeni enzimler, metabolik ara ürünler ve gerekli maddeleri sentezlediğinden, metabolizma artmıştır. Bu dönem, aynı zamanda, mikroorganizmaların ortama adaptasyonlarını da sağlar. Adapte olamayanların ölmeleri nedeniyle mikrop sayısında azalmalar da görülebilir. Ortama uyabilen ve yeni maddeler hazırlayan mikroorganizmalar belli bir latent devreden sonra bölünerek üremeye başlarlar. Bu dönemin uzunluğu veya kısalığı mikropların türüne bağlı olmakla beraber, çevresel koşullara (pH, ısı, osmotik basınç, yüzey gerilimi, oksijen, vs.), besi yerinin bileşimine, ekilen mikropların ilk alındığı kültürünün dönemine de bağlıdır. Aşılama, bir önceki kültürün durma veya ölme döneminden alınmışsa veya değişik bileşimdeki besi yerine ekilmişse veya aralarında ısı farkı varsa, bu takdirde uzun veya kısa bir latent dönem oluşabilir. Eğer her iki besi yeri aynı nitelikte ve ekilen mikroplar da bir önceki kültürün üreme döneminden alınmışsa, bu takdirde, latent devre oluşmaz ve mikroplar normal üremelerini sürdürürler. Ortamda antimikrobiyal maddelerin bulunması veya hücre bölünmesi için gerekli maddelerin olmaması hallerinde bu faz çok uzun olur veya bölünme olmaz. Latent dönem, şekilde (A) harfi ile gösterilmiştir.
B) Üreme dönemi (logaritmik dönem): Yeterince ve gerekli maddeleri alan, sentezleyen ve latent fazı geçen mikroplar, kendi türlerine özgü bir çoğalma süresi içinde ve belli aralıklarla bölünerek çoğalmaya başlarlar. Bakteri sayısı ve bölünme zamanla orantılı olarak artar. E. coli ‘de bu süre 18-20 dakika arasında değişmesine karşın, mikobakterilerde 800-900 dakika kadardır. Ancak, aynı tür mikroorganizmalar, üreme döneminde olsalar bile, yine aralarında biraz geç veya biraz kısa süre içinde bölünenler bulunacaktır ve hatta hiçbir bölünmeyenler de olabileceği gibi. Bakteri hücresinin bölünmesi, biyokimyasal aktivite ile de paralellik gösterir. Bu dönemdeki kültürler, belli zaman aralıklarında sayıma tabi tutulurlarsa üreme eğrisi düz veya dik bir durum gösterir. Bu fazda fizyolojik olarak çok aktif olan mikroorganizmalar, fiziksel ve kimyasal etkenlere karşı çok duyarlıdırlar. Mikroplar, bu dönemde, birçok karakterleri yönünden de bir örneklik gösterirler. Üreme dönemi çok uzun bir süre devam etmez. Birkaç saat sonra bölünme hızında yavaşlama başlar. Ortamın sınırlı olması nedeniyle gıda ve enerji kaynaklarının sarf edilmesi ve azalması, metabolizma artıklarının ve toksik maddelerin birikmesi, ozmotik basıncın ve yüzey geriliminin değişmesi, oksijenin azalması, besi yerinde bulunan fermente olabilir karbonhidratların ayrışması sonu oluşan çeşitli organik asitlerin ortamın pH ‘sını düşürmesi, vs. gibi başlıca faktörler olumsuz yönde etkileyerek üremenin yavaşlamasına sebep olurlar. Mikroorganizmaları devamlı üreme döneminde tutabilmek için bazı özel aletler (kemostat ve türbidiostat) geliştirilmiş ve kullanılmıştır. Kemostat (ya da sürekli beslemeli sistem), kültüre mikrobun bölünme durumuna göre, belli aralıklarla damla halinde veya bilinen (muayyen) miktarda taze besi yeri veren ve aynı miktar kullanılmış besi yerini dışarı salan bir alettir. Türbidiostat ise, fotoelektrik yöntemi ile kontrol edilen kültürlerde, üreme sonu oluşan bulanıklık belli bir düzeye ulaşınca, kendiliğinden ortama taze besi yeri veren ve aynı miktar kullanılmış vasatı dışarı çıkaran, bir alettir.
C) Durma dönemi: Mikropların ürediği sınırlı miktardaki sıvı ortamdaki bozulan optimal koşullar değişmediği veya düzeltilmediği takdirde, üreme giderek yavaşlar. Bakteri populasyonu bir süre sayıca değişmeden kalır ve sonra azalmaya başlar. Bu fazda bulunan tüm mikroplarda, bölünme birden durmaz. Bazıları yavaşta olsa, bu uygunsuz koşullara adapte olabilir ve üremelerini sürdürebilir. Ancak, böyle mikropların sayısı, tüm populasyona oranla çok azdır. Durma döneminin uzunluğu veya kısalığı, besi yerinin miktarı, bileşimi, üreyen mikrobun türü ve çevresel koşullara göre değişiklik gösterebilir. S. pneumoniae ‘de çok kısa olun bu dönem, E.coli ‘de 2-3 gün veya daha fazla olabilmektedir. Durma dönemi uzadıkça mikroorganizmaların morfolojilerinde (involusyon formları), kültürel özelliklerinde (R-formlarının artması) ve fizyolojik karakterlerinde (boyama reaksiyonları, pigment oluşumu, vs.) bazı değişmeler meydana gelir.
D) Ölme dönemi: Durma devresi değişmedikçe, mikroplar bu uygun olmayan koşullar altında ölmeye başlarlar. Populasyon, sayıca giderek azalır. Ancak, bütün mikroplar ölmeyebilirler. Bazıları canlılıklarını koruyabilir. Bu nedenle de canlılık eğrisi sıfıra ulaşmaz. Kültürün steril hale gelmesi mikroplar arasında farklı bir durum gösterir. Mesela, S. pneumoniae ve N. gonorrhoea iki üç gün içinde ölür ve otolize olur. E. coli ‘de bu süre daha uzun ve M. tuberculosis ‘de ise çok daha uzundur (aylar). Ölme döneminde canlı kalabilen mikropların morfolojilerinde değişiklikler meydana gelir.
Kaynaklar