Бактерии споровые – Спорообразование у анаэробных бактерий — это… Что такое Спорообразование у анаэробных бактерий?
это процесс образования спор. Примеры
В природе существуют бактерии, обладающие уникальным свойством образовывать споры. Как происходит этот процесс, что такое споры, читатель узнает, прочитав статью.
Споры
Это организмы, состоящие из одной клетки, с помощью которых происходит размножение и расселение. Что такое спора? В переводе – это посев, сеяние, семя. Спорами размножаются грибы, мхи, лишайники, некоторые виды растений и бактерии.
Споры бывают разные. Так, у растений и грибов они выполняют функцию размножения, а у бактерий – нет. Споры у бактерий защищают их от воздействия неблагоприятных условий, но не все бактерии наделены такими свойствами.
Что такое спора? Это микроорганизм, в десятки раз меньше клетки самой бактерии, которой он образован. Уничтожить ее может только специальный антибиотик или открытый огонь.
Жизнеспособности спор можно позавидовать. Эти микроскопические организмы способны сохраняться длительное время, до тысячи лет. Но, попав в благоприятные условия, они преобразуются, быстро растут и размножаются.
Разновидности спорообразующих бактерий
Споры могут образовывать только бактерии-палочки. В зависимости от размера спор это:
- Бациллы – так называют микроорганизмы, размеры спор которых меньше ширины самой палочки. Форма бактерии при спорообразовании не меняется.
- Клостридии – споры по размерам больше диаметра клетки. Бактерии начинают вздуваться и приобретают веретенообразную форму.
Процесс спорообразования среди таких бактерий как кокки и извитые бывает крайне редко, как исключение.
Бациллы
Это спорообразующие бактерии в форме палочек, насчитывают в своем роде около двухсот видов. Отличаются от неспорообразующих микроорганизмов более крупными размерами. Среди бацилл есть патогенные, наносящие вред здоровью человека.
К ним относится сибирская язва, возбудителем которой является антрацис – бацилла, проникающая через повреждения на коже и оказывающая токсическое воздействие на ткани, которые впоследствии разрушаются. Возбудитель сибирской язвы практически неистребим. Его невозможно уничтожить теплом, светом и химическим воздействием. Только вакцинация.
Клостридии
Эти бактерии относятся к спорообразующему виду, по-другому их называют облигатными. Клостридии имеют крупные размеры и форму загнутой палочки. Они, в основном, живут в живых организмах, бывают подвижными и неподвижными. Первые имеют жгутики.
Клостридии, обладающие патогенными свойствами, наделены капсулой-надстройкой. Это значит, что с внешней средой клетка не имеет соприкосновения, она находится в капсуле.
Клостридии имеют много видов, некоторые из которых способны вырабатывать токсичные яды, такие как ботулотоксин – сильнодействующий органический яд. Примером патогенных видов клостридий являются возбудители ботулизма, гангрены, столбняка.
Спорообразование у бактерий
Этот процесс у бактерий происходит тогда, когда не хватает питания, воздуха, высушена среда обитания, в больших количествах содержатся в ней вредоносные продукты обмена, происходят резкие колебания температуры. Если коротко: спорообразование – это механизм, обеспечивающий выживаемость бактерий в неблагоприятных условиях. Сущность образования спор состоит в том, что снижается активность микробов и уменьшается интенсивность процессов обмена.
Спорообразование – это сложный процесс. Цитоплазма начинает терять влагу, она сгущается и собирается в теле бактерии. Там она покрывается плотной оболочкой в несколько слоев, непроницаемой для различных растворов, и принимает вид нового образования округлой, яйцевидной или овальной формы, которое называют спорой. В плотной оболочке зрелой споры синтез ДНК снижается до минимума. Материнская клетка бактерии разрушается, спора теряет материнский чехол.
Доля оболочки в общем весе споры составляет пятьдесят процентов. Спорообразование – это длительный процесс, для завершения которого необходимо около двадцати часов. Внешний вид клетки может оставаться прежним или изменяться. Это зависит от того, какой размер имеет спора и где она расположена. Если в центре – то клетка становится похожей на лимон, бочонок или веретено.
Спорообразование – это изменение формы клетки, как завершающий этап сложного процесса. Так, например, образование споры столбнячной палочки происходит в конце клетки, в результате чего она приобретает совершенно новую форму и становится похожа на барабанную палочку.
Споровые бактерии более устойчивы к замораживанию, высушиванию, длительному или кратковременному кипячению, воздействию химических веществ. Существуют вегетативные формы образования бактерий и спорообразование. Примеры последних: возбудители таких заболеваний, как сибирская язва, ботулизм, столбняк и некоторые виды сапрофитных обитателей почвы, которых можно обнаружить в навозе.
Прорастание
Когда оболочка споры попадает в благоприятную для нее среду, она начинает набухать. Этот процесс происходит до тех пор, пока оболочка полностью ни разрушится. В то время, когда ткань оболочки разрывается, через этот крупный порыв молодая клетка и попадает во внешнюю среду.
Таким способом спора прорастает в аэробных бактериях. Анаэробные бактерии при спорообразовании не теряют внешнюю клеточную оболочку. С внешней средой спора не соприкасается, ее контакт происходит с клеточной оболочкой. Когда возникают благоприятные условия, питательные вещества внутрь клетки попадают через чехол. Спора начинает прорастать.
Бактерии и продукты
Спорообразование у бактерий нежелательно при переработке и хранении отдельных продуктов. Если этот процесс происходит, бороться с микроорганизмами будет трудно. Для уничтожения спор в консервах, например, продукт нужно стерилизовать, что намного снизит его качество. Чтобы надолго сохранить молоко, его стерилизуют, а это приводит к потере первоначальных свойств и витамина А. К сведению: температура нагревания при стерилизации – 120 градусов.
При пастеризации, чтобы максимально сохранить питательные вещества, молоко нагревают всего до 80-90 градусов. Это сказывается на сроке хранения: молоко быстро портится, так как при пастеризации споры не умирают, а наоборот, при комнатной температуре они прорастают и начинают быстро размножаться, из-за чего и портится продукт.
fb.ru
Споровые бактерия — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2
Споровые бактерия
Cтраница 2
Они представляют собой простые циклические декапептиды, образуемые различными штаммами споровых бактерий одного и того же вида — Bacillus brevis. В последние годы показано, что эта бактерия продуцирует, кроме названных, еще несколько очень близких по строению минорных антибиотиков. [16]
При хранении мелассы с 68 % — ным содержанием сухих веществ споровые бактерии размножаются умеренно, кислотообразующая и кокковая микрофлора убывает, а дрожжи через 3 мес не обнаруживаются. [17]
Наиболее часто в качестве продуцентов амилолитических ферментов в спиртовом производстве используются плесневые грибы, реже — дрожжеподобные организмы и споровые бактерии. [18]
Для ознакомления с внешними признаками болезней учащиеся рассматривают насекомых, пораженных грибом бове-рией или другими возбудителями мюскардиноза, насекомых, пораженных
Для ознакомления с внешними признаками болезней учащиеся рассматривают насекомых, пораженных грибом боверией или другими возбудителями мускардиноза, насекомых, пораженных споровыми бактериями и ядерным полиэдрозом. [20]
Необходимо отметить также, что применение классификации примесей дает едва ли не единственную возможность, позволяющую на основании теоретических разработок найти универсальное решение такой жизненно важной проблемы, как обеззараживание воды от разных видов болезнетворных микроорганизмов,
Спорооб-разующие бактерии являются распространенными компонентами естественной микрофлоры природных вод. Поэтому установление их сопротивляемости облучению представляет не меньший интерес, чем бесспоровых форм, тем более, что в отдельных случаях природные воды могут содержать в том или ином количествен патогенные споровые бактерии. [23]
Из полисахаридов в клетках откладываются гликоген, крахмал и крахмалоподобное вещество — гранулеза. Последняя — специфический запасной полисахарид анаэробных споровых бактерий группы клостридиев. Названные полисахариды построены из остатков глюкозы. В неблагоприятных условиях они используются в качестве источника углерода и энергии. [25]
Изучение изменчивости микроорганизмов необходимо для интенсификации биохимической очистки сточных вод, для получения новых разновидностей микроорганизмов, обладающих нужными свойствами. Так, например, выведены штаммы споровых бактерий, разлагающих капролактам, — компонент сточных вод предприятий по производству капрона. [26]
Известные патогенные для насекомых бактерии относятся к порядку Eubacteriales. Среди них наиболее распространены коккобакте-рии, имеющие продолговато-овальную форму, спорообразующие или споровые бактерии — бациллы и бесспоровые палочковидные бактерии. Сравнительно реже у насекомых обнаруживают вибрионы, характеризующиеся извилистой формой и совершающие колебательные движения. [27]
Известные патогенные для насекомых бактерии относятся к порядку Eubacteriales. Среди них наиболее распространены коккобактерии, имеющие продолговато-овальную форму, спорообразующие или споровые бактерии — бациллы и бесспоровые палочковидные бактерии. Сравнительно реже у насекомых обнаруживают вибрионы, характеризующиеся извилистой формой и совершающие колебательные движения. [28]
Данные гербициды в вышеуказанных дозах, в целом не оказывают отрицательного действия на количественный состав почвенных микроорганизмов. Прометрин, снижая численность гетеротрофных микроорганизмов, в некоторых случаях стимулировал развитие
Страницы: 1 2 3
www.ngpedia.ru
2. Эффективные микроорганизмы — Арго
Эффективные микроорганизмы (ЭМ) — это смешанные культуры полезных микроорганизмов (прежде всего это молочнокислые бактерии, бифидобактерии, дрожжи и некоторые споровые бактерии), которые выступают антагонистами по отношению к патогенной и условно-патогенной микрофлоре.
ЭМ-культуры не содержат генетически изменённых микроорганизмов. ЭМ составлены из смешанных культур микроорганизмов, которые имеются в естественной среде обитания. Авторам препарата удалось соединить в одну биокультуру большую группу микроорганизмов, которая сосуществует в режиме активного взаимообмена источниками питания. К Эффективным Микроорганизмам можно отнести следующие группы микроорганизмов, естественных обитателей желудочно-кишечной микрофлоры:
Молочнокислые бактерии. Лактобактерии являются нормальной кишечной микрофлорой человека и животных. Заселяя различные отделы пищеварительного тракта, включая ротовую полость и прямую кишку, лактобактерии в процессе жизнедеятельности вступают во взаимодействие с другими микроорганизмами, в результате чего подавляются гнилостные и гноеродные условно-патогенные микробы, а также патогенные бактерии — возбудители острых кишечных инфекций.
В процессе нормального метаболизма молочнокислые бактерии продуцируют молочную кислоту, лизоцим, лактоцидин, плантарицин, ре- утерин, лактолин и перекись водорода, обладающие антибиотической активностью. Лактобациллы оказывают иммуномодулирующее воздействие, включая стимуляцию фагоцитоза, синтеза иммуноглобулинов, образования интерферона и интерлейкина. В желудке и тонкой кишке они являются основным звеном формирования колонизационной резистентности.
Лактобактерии участвуют в процессе пищеварения, расщепляя сложные органические вещества и, прежде всего целлюлозу и клетчатку. Молочнокислые бактерии участвуют в процессе обмена липидов, нейтральных жиров и жирных кислот, способствуя снижению уровня холестерина в крови, а также они играют определенную роль в рециркуляции желчных кислот и глицерина. Белки под воздействием лактобактерии распадаются до конечных продуктов (индол, скатол, фенол). Эти продукты распада способствуют нормальной перистальтике кишечника.
Молочнокислые бактерии улучшают усвоение минеральных веществ и в первую очередь кальция, который необходим организму для поддержания мышечной работы, построения костной и соединительной ткани, нормального функционирования свертывающей системы крови, укрепления и нормализации проницаемости клеточных мембран, стабилизации межклеточных связей, нормальной возбудимости нервной ткани.
Кроме того, лактобактерии являются основной микрофлорой влагалища у млекопитающих.
Бифидобактерии. Бифидобактерии являются наиболее значительными представителями бактерий в организме человека и животных. Большая часть бифидобактерии располагается в толстой кишке, являясь её основной пристеночной и полостной микрофлорой.
Бифидобактерии обладают выраженным микробным антагонизмом, сдерживают рост и размножение патогенных и условно-патогенных микроорганизмов и препятствуют проникновению их во внутреннюю среду организма. Бифидобактерии активно участвуют в пищеварении и всасывании: усиливают гидролиз белков, сбраживают углеводы, растворяют клетчатку, стимулируют перистальтику кишечника, а также принимают участие в печеночно-кишечной циркуляции желчных кислот и холестерина.
Бифидобактерии участвуют в синтезе и всасывании витаминов группы В, витамина К, фолиевой и никотиновой кислот. Участвуют в адсорбции в кишечнике солей железа, кальция, витамина Д. А также они являются поставщиком особенно высококачественного белка (в их белок входят все незаменимые аминокислоты). Бифидобактерии являются естественным сорбентом, участвуют в детоксикации чужеродных веществ, препятствуют повышению гистамина, за счет чего обладают антиаллергическим действием.
Особенно большое значение бифидобактерии имеют для организма новорожденных животных. Они участвуют в формировании иммунного статуса. С момента рождения животных, наряду с другими представителями нормальной микрофлоры, они стимулируют лимфоид-ный аппарат, участвуют в создании общего пула иммуноглобулинов, формируют неспецифическую защиту и иммунорезистентность.
Дрожжи. Дрожжи являются богатым источником белка, аминокислот витаминов и минеральных веществ. Естественное сочетание в дрожжах полноценных белков и витаминов очень важно для питания животных и птиц. Дрожжи — богатый источник витамина Д2 и витаминов группы В. Эти витамины тесно связаны с белковым обменом в организме животных и являются компонентами ферментных систем, активными катализаторами, необходимыми для усвоения аминокислот и синтеза белка.
Дрожжевые клетки отличаются от животных и растительных тем, что их ядра в 5-10 раз крупнее. Поэтому в них содержится в 10-15 раз больше нуклеиновых кислот, что является богатым генетическим материалом для животных.
Споровые микроорганизмы. К споровым эффективным микроорганизмам относятся в основном представители рода Bacillus. В процессе своего метаболизма эти бактерии вырабатывают различные антибиотические вещества, которые подавляют рост и размножение патогенных и условно-патогенных микробов. Сами споровые бактерии не приживаются в желудочно-кишечном тракте животных и не играют значительной роли в процессах пищеварения. Выполнив свою антагонистическую функцию, они выводятся из организма во внешнюю среду.
argo-tema.ru
Аэробные спорообразующие бактерии. Род бациллюс (Bacillus)
Аэробные спорообразующие бактерии составляют довольно обширную группу микроорганизмов. Они широко распространены в природе и играют большую роль в разнообразных биологических процессах. С использованием этих бактерий в промышленности освоено производство ценных ферментов, антибиотиков, органических кислот и других соединений.
Среди этой группы бактерий имеются и патогенные для человека и животных формы. В этом отношении особенно тщательно изучен сибиреязвенный бацилл. Имеются данные о фитопатогенных свойствах отдельных видов спорообразующих бактерий, обусловливающих развитие гнили и других поражений у растений.
Некоторые виды спорообразующих бактерий являются возбудителями болезней полезных насекомых.
Образуя единственные в своем роде покоящиеся формы организмов — споры, эти бактерии служат объектом многочисленных исследований для выяснения природы ана- и парабиотического состояния живой материи. С другой стороны, благодаря образованию спор, обладающих среди известных форм живых организмов наиболее высокой устойчивостью к неблагоприятным воздействиям внешней среды, спорообразующие бактерии представляют собой основной фактор биологического разрушения пищевых продуктов и различных других материалов.
Борьба со спорообразующими бактериями является одной из главных практических задач в консервной промышленности, при консервации крови и многих других процессах хранения и переработки сельскохозяйственных и пищевых продуктов.
Спорообразующие бактерии распространены повсеместно — в воздухе, водоемах, на растительных и животных остатках и других естественных субстратах.
Благодаря способности образовывать споры, обладающие большой устойчивостью к внешним воздействиям, спорообразующие бактерии остаются жизнеспособными при самых неблагоприятных условиях. Эти формы микроорганизмов выдерживают резкие колебания температуры, отсутствие влаги и воздуха, действие различных химических соединений, обычно губительно влияющих на живые организмы. Поэтому среди бесчисленного множества самых различных форм микроорганизмов спорообразующие бактерии являются наиболее устойчивыми и приспособленными к изменениям среды. Часто при анализе разных субстратов, подвергшихся неблагоприятным воздействиям, единственными представителями микробов бывают зародыши спороносных бактерий — споры.
Таким образом, спороносные бактерии имеют по сравнению с другими формами микробов большие возможности приспосабливаться к тем или другим условиям среды.
Спорообразующие бактерии распространены в морях и океанах, включая их глубокие слои и арктические воды. Работами А. Е. Крисса, С. И.Кузнецова и других советских ученых установлено распространение разнообразных видов спорообразующих бактерий в водоемах и их участие во многих биологических процессах среды своего обитания.
Большинство видов спорообразующих бактерий, подобно другим микроорганизмам, в основном обитает в почве. Однако не все почвы богаты спороносными бактериями. Содержание их в одной и той же почве различно в зависимости от окультуренности почвы, метеорологических, сезонных изменений и многих других факторов.
Почвы разных типов или возраста содержат неодинаковое число спорообразующих бактерий. Значительная часть таких бактерий обитает в бурых, сероземных, пустынных почвах, характеризующихся малым содержанием органического вещества. В богатых перегноем почвах спорообразующих бактерий сравнительно мало, например в арктических, дерново-подзолистых, лесных и горнолуговых.
Наряду с изменениями в общем (валовом) содержании спорообразующих бактерий особенно большие различия отмечаются в их видовом составе. В одних типах почв преобладают одни виды, в других — другие.
Фундаментальными работами в области экологии аэробных спорообразующих бактерий явились исследования Е. Н. Мишустина и его сотрудников. Были выявлены определенные закономерности распространения в почве отдель ных видов спороносных бактерий. Так, установлено, что в биологических процессах, протекающих в почве, неспороносные бактерии связаны с превращениями гумуса на первых стадиях его минерализации, и поэтому по соотношению числа спороносных и неспороносных бактерий можно судить об интенсивности минерализации органического вещества в почве. Были выявлены характерные группировки спорообразующих бактерий, свойственные определенным почвенным типам и эколого-географическим зонам.
На основе этих работ развились представления о показательных свойствах спорообразующих бактерий, отражающих почвообразовательный процесс, и описаны доминантные и типичные группы этих организмов для отдельных почвенно-климатических зон.
Закономерности эколого-географического распространения в почве различных видов спорообразующих бактерий достаточно рельефно обнаруживаются и по вертикальной зональности — при обследовании горных районов с большим разнообразием типов почвы, растительных формаций и климатических условий. С увеличением высоты в горах содержание и состав бактерий претерпевают закономерные изменения, в общем подобные тем, которые отмечаются при обследовании разных типов почв по широтной зональности.
Таким образом, изучение эколого-географического распространения спорообразующих бактерий выявляет специфику микробного населения различных типов почв и подтверждает учение В. В. Докучаева о зонах природы, горизонтальной и вертикальной зональности почвенного покрова.
Общее количество и видовой состав спорообразующих бактерий в почве подвержены большим изменениям в зависимости от ее влажности и температуры.
При повышении влажности почвы после обильного дождя отмечается интенсивное размножение неспороносных бактерий. Их массовое развитие приводит к угнетению роста и развития спороносных бактерий. Их количество в почве может уменьшиться. Такое явление наблюдается при влажности почвы в пределах 50—60% и более от полной влагоемкости. При умеренной влажности, в особенности в несколько подсохшей почве, количество спороносных бактерий увеличивается, а число неспороносных бактерий значительно уменьшается.
Много разнообразных спорообразующих бактерий обнаруживается в почвах со сравнительно высоким температурным режимом. Обильны бактериями почвы южных районов, а на севере и в почвах полярного круга их сравнительно мало. Значительный перегрев почвы на юге губительно действует на неспороносные бактерии, в то время как споровые формы переносят его хорошо.
У хорошо известного вида спорообразующих бактерий — Вас. mycoides установлено наличие эколого-географических разновидностей, характерных для отдельных почвенно-климатических зон. Выявлено, что у культур этих бактерий с удалением от севера к югу положение оптимальной и максимальной температур развития соответственно повышается. Южные культуры бактерий интенсивнее размножаются и обладают гораздо более высоким осмотическим давлением в клетках, нежели северные. У других видов спороносных бактерий такой приспособительной реакции к температурным условиям среды не отмечено.
Своеобразие эколого-географических условий приводит к расселению отдельных видов и разновидностей спорообразующих бактерий в определенных типах почв. Так, установлено очаговое распространение в красноземах неестественных, правозавитых, или так называемых инверсивных, форм Вас. mycoides. В солончаках обнаружены особые, галофильные разновидности спорообразующих бактерий, приспособившиеся к жизни в среде с высокой концентрацией солей. На питательных средах с небольшими концентрациями минеральных солей эти культуры развиваются очень слабо.
Растительный покров оказывает значительное влияние на количественный и качественный состав спорообразующих бактерий в почве.
В почве, непосредственно прилегающей к корням растений (ризосфера), основная масса микробов представлена неспороносными бактериями. Споровых форм здесь очень мало. Однако на разлагающихся растительных остатках, которых много в почве осенью, спорообразующие бактерии обнаруживаются в значительном количестве.
Многие виды спорообразующих бактерий активно продуцируют ферменты, разлагающие обычно трудно разрушающиеся растительные остатки. Благодаря деятельности микроорганизмов почва обогащается ценными питательными веществами и освобождается от многих вредных организмов и продуктов.
Возделывание в течение ряда лет одной и той же культуры может значительно изменить качественный состав спорообразующих бактерий в почве. Сдвиги в видовом составе споровых бактерий отмечаются при многолетнем культивировании люцерны и хлопчатника. В севооборотах эти различия несколько стираются, однако для микробиологических исследований как споровых, так и других форм бактерий в разных почвах знание истории поля обязательно. Накопление в почве спорообразующих бактерий-антагонистов оказывает благотворное действие на ее оздоровление, приводя к снижению в почве количества болезнетворных микробов.
Установлена ведущая роль спороносных бактерий в более глубоких стадиях распада веществ в компостах и других органических соединений почвы. Обработка почв и агрохимические мероприятия, приводящие к уменьшению содержания подвижного органического вещества в почве, сопровождаются повышением содержания бациллярной флоры. Подобное явление отмечается и при длительном использовании минеральных удобрений. Количество спорообразующих бактерий повышается в нижних слоях почвы.
Сравнительно высокое содержание в почве спор бактерий является отражением определенной стадии в развитии этих организмов и не может свидетельствовать о неактивности спороносных бактерий.
О спорах бактерий, их химическом составе и структуре, процессах образования и прорастания подробно было рассказано в предыдущей главе. Здесь же мы остановимся на отличительных чертах, характерных для аэробных спорообразующих бактерий.
Поверхность наружной оболочки спор разнообразна у аэробных бактерий: либо гладкая, либо с выростами, выступами и почками. Оболочка составляет значительную часть споры. Основными ее компонентами являются белки (60—90%) и липиды. Состав аминокислот в белках оболочки неодинаков у бактериальных спор разных видов, однако большая часть цистина, содержащегося в значительном количестве в спорах, обнаруживается именно в оболочке.
Под оболочкой располагается кора споры (рис. 65), состоящая в основном из муреина. который является нерастворимым структурным материалом коры.
В течение многих лет покоящаяся спора рассматривалась как почти инертное тело, обладающее несколькими ферментами или вовсе лишенное их. Некоторых ферментных систем, имеющихся в вегетативной клетке, например цитохромов и ферментов цикла трикарбоновых кислот, ничтожно мало в споре. Это указывает на то, что в спорах аэробный энергетический метаболизм осуществляется иным путем, чем в клетках. Аналогичные ферменты спор и вегетативных клеток в спорах более термоустойчивы.
Споры аэробных бактерий обладают различной термоустойчивостью, что обусловлено как видовыми особенностями, так и условиями их образования. Установлено, что споры, образующиеся при высокой температуре, а также полученные на средах с высоким содержанием кальция, парааминобензойной кислоты и некоторых жирных кислот, более жароустойчивы.
Споры более устойчивы, чем вегетативные клетки, от которых они образовались, к воздействию проникающей радиации, ультразвука, гидростатического давления, замораживания, разрежения и др. Устойчивость спор к кислотам и щелочам во многом зависит от их принадлежности к различным видам бактерий. Споры некоторых культур бактерий остаются жизнеспособными даже при кипячении в концентрированной соляной кислоте в течение 20 мин. При этом резистентность спор во много раз повышается при их обезвоживании.
К спиртам и другим органическим растворителям устойчивость спор намного выше, чем у вегетативных клеток. Споры менее устойчивы к действию алкилирующих агентов. При воздействии комплекса определенных ферментов удается достигнуть растворения спор.
Механизм устойчивости спор к действию высокой температуры, проникающей радиации и других физико-химических факторов полностью еще не выяснен. Термоустойчивость спор объясняется наличием кальция, дипиколиновой кислоты и в некоторой степени диаминопимелиновой кислоты. Эти вещества определяют в значительной мере и резистентность спор к действию радиации. Полагают, что споры содержат комплекс особых веществ, подобных хелатным соединениям, которые предохраняют жизненно важные структурные элементы от губительного воздействия физико-химических факторов.
Важным фактором, приводящим к образованию спор, является отсутствие для данного вида аэробных бактерий благоприятных условий для роста и развития. Способствует спорообразованию обеднение питательной среды.
У аэробных бактерий анаэробные условия выращивания подавляют как спорообразование, так и рост. Спорообразование аэробных бактерий протекает лишь в условиях доступа кислорода. Интенсивность споруляции подавляется в разной степени при выращивании бактерий в неблагоприятных условиях — при температуре выше оптимальной или реакции среды менее подходящей для обильного развития. Неблагоприятные условия роста, ускоряющие споруляцию бактерий, как правило, не обусловливают обильного «урожая» спор.
Разные виды аэробных бактерий отличаются расположением и формой спор. Эти признаки имеют важное систематическое значение. У некоторых видов расположение спор строго определенное — центральное, околоконцевое и концевое. У других видов не наблюдается строгой локализации.
Высокое содержание в питательной среде источников азотного и углеродного питания, обеспечивающих максимальный рост бактерий, может подавлять индукцию спорообразования. Так, потребность в глюкозе — основном энергетическом источнике вегетативного роста аэробных бактерий — является несущественной для спорообразования некоторых видов, а в отдельных случаях она угнетает процесс споруляции. Культуры определенных видов бактерий более интенсивно спорулируют при уменьшении в среде аланина, валина, лейцина и изолейцина. У других бактерий отсутствие в среде лейцина и серусодержащих аминокислот угнетает спорообразование.
Интенсивность процесса образования спор в значительной мере обусловлена наличием в среде минеральных солей, содержащих ионы кальция, магния, калия, марганца, железа, цинка, меди и некоторых редких металлов (кобальта, лития, кадмия, никеля). Оптимальная концентрация минеральных солей и металлов различна в зависимости от вида выращиваемой культуры бактерий, условий ее роста. Роль минеральных солей и отдельных ионов металлов настолько велика, что в их отсутствии спороношение может вовсе не наблюдаться. Изменения концентраций их в питательной среде могут оказать иногда резко различное действие.
Спорообразование отдельных культур бактерий настолько зависит от наличия минимальных концентраций некоторых металлов, что эта особенность используется в аналитических целях.
Роль минеральных солей различных металлов в образовании бактериальных спор установлена недавно, и многие вопросы механизма их действия пока не выяснены. Полагают, что их специфическое действие связано с активированием различных ферментативных систем. Значение таких элементов, как кальций, заключается также и в том, что они способствуют образованию разнообразных низкомолекулярных веществ в спорах, обеспечивающих их термостабильность.
Сравнительно слабо изучено влияние на образование спор различных витаминов и других ростовых веществ. Некоторое усиление этих процессов отмечено под влиянием парааминобензойной и фолиевой кислот.
В результате всестороннего изучения биохимии спорообразования показано, что при споруляции не образуются новые ферментные системы. Аналогичные ферменты, обнаруживаемые в вегетативной клетке и споре, имеют одинаковые молекулярный вес, аминокислотный состав и другие физико-химические свойства. Теплоустойчивость ферментов спор вызвана присутствием в них ионов кальция, марганца и других металлов.
Данные исследований свидетельствуют о том, что природа и функция ферментативного аппарата, осуществляющего синтез белков в споре и материнской вегетативной клетке, одинаковы. Основной системой транспорта электронов в спорах является растворимая флавопротеиноксидаза. При споруляции выявлена высокая активность ряда ферментов, например аргиназы, некоторых нуклеаз. Основная масса белков споры синтезируется заново в период споруляции. Одновременно отмечается процесс распада белков, причем многими авторами обнаружена тесная взаимосвязь протеолитической активности с функцией спорообразования у бактерий. Из вновь синтезированных белков лишь незначительная часть используется для создания структурных элементов споры. В целом споруляцию можно охарактеризовать как процесс интенсивного распада белков и всех основных типов РНК материнской клетки с одновременным образованием новых белковых компонентов.
Различия в составе белков споры и вегетативной клетки выявляются серологическими методами. По антигенной структуре спорулирующая и аспорогенная формы культур одного и того же вида различны. Не установлено существование какого-либо антигена, общего для спор бактерий разных видов. Наоборот, по антигенной структуре имеется достаточно отчетливая дифференциация между спорами разных видов.
В способе прорастания споры и продолжительности процесса также отмечается определенное постоянство, характерное для различных видов бактерий.
Старые споры прорастают в течение более длительного периода, чем молодые. Время прорастания молодых спор является довольно постоянным у различных бактерий и может служить видовым признаком. Если перенести только что сформировавшиеся споры в благоприятную питательную среду, то прорастание их начинается не сразу, а по истечении 2—3 ч.
Установлено, что на начальной стадии прорастания спор происходит выделение в среду так называемого экссудата прорастания, характеризующегося специфическим поглощением ультрафиолетовых лучей. Вещество это было выделено и идентифицировано как кальциевая соль дипиколиновой кислоты (пиридин — 2,6дикарбоксиловая кислота). Дипиколинат кальция составляет приблизительно половину сухой массы экссудата прорастания, что соответствует 15% от общей сухой массы покоящихся спор. Остальная часть экссудата прорастания представлена свободными аминокислотами, высокомолекулярными и низкомолекулярными белковыми веществами. Обнаружено особенно большое количество недиализируемого гексозаминсодержащего пептида с молекулярным весом порядка 10 000, в состав которого входят диаминопимелиновая кислота, аланин, глютаминовая кислота и гоксозамины. Условно это соединение названо ДАП-гексозаминпептид. Это соединение входит в состав оболочки спор, в отличие от дипиколиновой кислоты, обнаруживаемой внутри спор.
Среди факторов, способствующих процессу прорастания спор, большое внимание уделяется тепловой активации, действие которой более выражено при наличии в среде некоторых химических соединений. Тепловая активация достигается предварительным кипячением суспензии спор при 97—100° С в течение 10—15 мин или при 65° С в течение 2 ч. Иногда этот эффект достигается при обычной пастеризации. Тепловая активация прорастания спор носит общий характер для разных видов спороносных бактерий, хотя она более специфична для аэробов, чем анаэробных видов. Обычно тепловое воздействие усиливает и ускоряет прорастание спор в течение короткого промежутка времени. Действие подобной обработки спор, как правило, преходяще, хотя при этом отмечается и некоторое изменение условий, необходимых для течения процесса прорастания спор. Так, для лучшего прорастания спор сенного бацилла без предварительной тепловой обработки необходимо присутствие в среде L-аланина, аденозина, глюкозы и тирозина, тогда как после тепловой обработки оптимальные условия прорастания спор обеспечивают наличие лишь глюкозы и аденозина. Установлено также, что сохранение в течение длительного времени спор при 37° С после их тепловой активации ведет к деактивации. Тепловая обработка этих спор после длительного хранения вновь ведет к реактивации прорастания.
Имеются данные о некотором активирующем влиянии на прорастание спор умеренного воздействия ультразвука.
Исследования последних лет показали, что интенсивность прорастания спор специфически повышается в присутствии некоторых веществ, в первую очередь L-аланина, пуриновых нуклеозидов и глюкозы. Иногда необходимо наличие, помимо L-аланина, ряда других аминокислот. Из рибозидов наиболее эффективным оказался аденозин.
Алании является наиболее специфическим активатором процесса прорастания спор из всех известных соединений, обладающих подобным действием.
Оптимальные условия для прорастания спор анаэробных бактерий несколько более сложны, хотя факторы, активирующие процессы прорастания спор аэробных видов, и в этом случае оказывают активирующее действие.
Наряду с активаторами выявлен ряд веществ, угнетающих процесс прорастания спор. Прорастание спор у аэробных видов угнетается в присутствии оксина, некоторых мышьяковистых соединений, углекислого натрия, высоких концентраций ряда аминокислот — глицина, метионина, цистеина и валина. Характерно угнетающее действие D-аланина в отличие от L-аланина.
Механизм активирующего и угнетающего действия ряда факторов на прорастание спор остается неясным. Одни авторы приписывают активаторам определенную роль в процессах деполимеризации различных составных элементов в спорах, высвобождении и активации ряда ферментных систем, обусловливающих начало прорастания спор. Другие считают их энергетически активными соединениями, стимулирующими биохимические процессы в момент прорастания спор.
Обычно не все споры, вносимые в благоприятную среду, прорастают сразу. Некоторое их количество остается непроросшими в течение различного времени, не теряя, однако, своей жизнеспособности. Установлено, что при длительном хранении процент прорастающих спор постепенно снижается. Причина этого явления и природа подобных «дремлющих» спор остаются неясными.
В покоящейся споре имеются ферментные системы, выявляемые лишь после их активации под влиянием определенных факторов и химических соединений, которые, однако, исключают прорастание спор. К таким системам относятся прежде всего окислительные ферменты.
Активация их достигается обработкой спор незначительными количествами L-аланина, аденозина и некоторыми другими веществами, а также кипячением или пастеризацией суспензий спор. Перевод неактивной ферментной системы в активную без признаков прорастания спор считается первым этапом биохимических изменений в спорах, ведущих в дальнейшем к началу процесса их прорастания. Полагают, что под действием активаторов дипиколиновая кислота, связывающая окислительные и другие ферменты, подвергается деполимеризации с освобождением ферментных систем.
С помощью высокочувствительного микрореспирометра у бактериальных спор установлена дыхательная активность.
При изучении химического состава клеточной стенки спор различных видов аэробных бактерий обнаружены характерные различия в содержании ДАП-гексозаминпептида и других веществ — полисахаридов, липидов. ДАП-гексозаминпептид высвобождается из стенки спор под действием литического агента, уподобляемого по своим свойствам лизоциму.
Жизнь растений: в 6-ти томах. — М.: Просвещение. Под редакцией А. Л. Тахтаджяна, главный редактор чл.-кор. АН СССР, проф. А.А. Федоров. 1974.
dic.academic.ru
СПОРЫ И СПОРООБРАЗОВАНИЕ — Микробиология
Споры (эндоспоры) бактерий — особый тип покоящихся репродуктивных клеток, характеризующихся резко сниженным уровнем метаболизма и высокой резистентностью.
Бактериальная спора формируется внутри материнской клетки и называется эндоспорой. Способностью к образованию спор обладают преимущественно палочковидные грамположительные бактерии родов Bacillus и Clostridium, из шаровидных бактерий — лишь единичные виды, например, Sporosarcina ureae. Как правило, внутри бактериальной клетки образуется только одна спора.
Основная функция спор—сохранение бактерий в неблагоприятных условиях внешней среды. Переход бактерий к спорообразованию наблюдается при истощении питательного субстрата, недостатке углерода, азота, фосфора, накоплении в среде катионов калия и марганца, изменении рН, повышении содержания кислорода и т. д.
Процесс образования спор проходит ряд последовательных стадий:
подготовительная. Изменяется метаболизм, завершаетется репликация ДНК и происходит ее конденсация. Клетка содержит два или более нуклеоида, один из них локализуется в спорогенной зоне, остальные — в цитоплазме спорангия. Одновременно синтезируется дипиколиновая кислота;
стадия предспоры. Со стороны цитоплазматической мембраны вегетативной клетки происходит врастание двойной мембраны, или септы, отделяющей нуклеоид с участком уплотненной цитоплазмы (спорогенная зона). В результате чего образуется проспора, окруженная двумя мембранами;
образование оболочек. Вначале между мембранами про-споры образуется зачаточный пептидогликановый слой, затем над ним откладывается толстый пептидогликановый слой кор-текса и вокруг его наружной мембраны формируется споровая оболочка;
созревание споры. Заканчивается образование всех структур споры, она становится термоустойчивой, приобретает характерную форму и занимает определенное положение в клетке.
При попадании в благоприятные условия споры прорастают в вегетативные клетки, Этот процесс начинается с погло,-
mikrobiki.ru
Гнилостные бактерии, их характеристика и свойства
Гнилостные бактерии вызывают распад белков. В зависимости от глубины распада и образующихся конечных продуктов могут возникать различные пороки пищевых продуктов. Эти микроорганизмы широко распространены в природе. Они встречаются в почве, воде, воздухе, на пищевых продуктах, а также в кишечнике человека и животных. К гнилостным микроорганизмам относятся аэробные споровые и бесспоровые палочки, спорообразующие анаэробы, факультативно-анаэробные бесспоровые палочки. Они являются основными возбудителями порчи молочных продуктов, вызывают распад белков (протеолиз), в результате чего могут возникать различные пороки пищевых продуктов, зависящие от глубины распада белка. Антагонистами гнилостных являются молочнокислые бактерии, поэтому гнилостный процесс распада продукта возникает там, где не идет кисломолочный процесс.
Протеолиз (протеолитические свойства) изучают посевом микроорганизмов в молоко, молочный агар, мясопептонный желатин (МПЖ) и в свернутую кровяную сыворотку. Свернувшийся белок молока (казеин) под влиянием протеолитических ферментов может свертываться с отделением сыворотки (пептонизация) или растворяться (протеолиз). На молочном агаре вокруг колоний протеолитических микроорганизмов образуются широкие зоны просветления молока. В МПЖ посев производят уколом внутрь столбика среды. Посевы выращивают 5-7 сут при комнатной температуре. Микробы, обладающие протеолитическими свойствами, разжижают желатин. Микроорганизмы, не обладающие протеолитической способностью, растут в МПЖ без его разжижения. В посевах на свернутой кровяной сыворотке протеолитические микроорганизмы также вызывают разжижение, а микробы, не обладающие этим свойством, не изменяют ее консистенцию.
При изучении протеолитических свойств определяют также способность микроорганизмов образовывать индол, сероводород, аммиак, т. е. расщеплять белки до конечных газообразных продуктов. Гнилостные бактерии имеют очень широкое распространение. Они встречаются в почве, воде, воздухе, кишечнике человека и животных, на пищевых продуктах. К этим микроорганизмам относятся спорообразующие аэробные и анаэробные палочки, пигментообразующие и факультативно-анаэробные бесспоровые бактерии.
Аэробные бесспоровые палочки
Наибольшее влияние на качество пищевых продуктов оказывают следующие бактерии этой группы: Bacterium prodigiosum, Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas pyoceanea (aeruginosa).
Bacterium prodigiosum — очень мелкая палочка (1X 0,5 мкм), подвижная, спор и капсул не образует. Строгий аэроб, на МПА вырастают мелкие, круглые, ярко-красные, блестящие, сочные колонии. Низкие температуры наиболее благоприятны для образования пигмента. Пигмент нерастворим в воде, но растворим в хлороформе, спирте, эфире, бензоле. При росте в жидких средах также образует красный пигмент. Развивается при рН 6,5. Оптимальная температура развития 25°С (может расти и при 20°С). Разжижает желатин послойно, молоко свертывает и пептонизирует; образует аммиак, иногда сероводород и индол; глюкозу и лактозу не ферментирует.
Pseudomonas fluorescens –небольшая тонкая палочка размером 1—2 X 0,6 мкм, подвижная, спор и капсул не образует, грамотрицательна. Строгий аэроб, но встречаются разновидности, которые могут развиваться и при недостатке кислорода. На МПА и других плотных питательных средах вырастают сочные, блестящие колонии, имеющие тенденцию к слиянию и образованию зеленовато-желтого пигмента, растворимого в воде; на жидких средах они также образуют пигмент. МПБ мутнеет, иногда появляется пленка. Чувствителен к кислой реакции среды. Оптимальная температура развития 25°С, но может развиваться и при 5-8 °С. Характеризуется высокой ферментативной активностью: разжижает желатин и кровяную сыворотку, свертывает и пептонизирует молоко, лакмусовое молоко синеет. Образует сероводород и аммиак, не образует индола; большинство из них способны расщеплять клетчатку и крахмал. Многие штаммы Pseudomonas fluorescens продуцируют ферменты липазу и лецитиназу; дают положительные реакции на каталазу, цитохромоксидазу, оксидазу. Pseudomonas fluorescens — сильные аммонификаторы. Глюкозу и лактозу не ферментируют.
Pseudomonas pyoceanea. Небольшая палочка (2— 3 X 0,6 мкм), подвижна, спор и капсул не образует, грамотрицательна. Аэроб, на МПА дает расплывчатые, непрозрачные, окрашенные в зеленовато-синий или бирюзово-синий цвет колонии вследствие образования пигментов, растворимых в хлороформе. Вшывает помутнение МПБ (иногда появления пленки) и образование пигментов (желтого — флюоресцина и голубого — пиоцианина). Как и все гнилостные бактерии, чувствителен к кислой реакции среды. Оптимальная температура развития 37°С. Быстро разжижает желатин и свернутую кровяную сыворотку, свертывает и пептонизирует молоко; лакмус синеет, образует аммиак и сероводород, не образует индола Обладает липолитической способностью; дает положительные реакции на каталазу, оксидазу, цигохромоксидазу (эти свойства присущи представителям рода Pseudomonas). Некоторые штаммы расщепляют крахмал и клетчатку. Лактозу и сахарозу не ферментирует.
Спорообразующие анаэробы
Наиболее часто вызывает порчу пищевых продуктов clostridium putrificus, Clostridium sporogenes, Closntridium perfringens.
Clostridium putrificus. Длинная палочка (7 — 9 X 0,4 — 0,7 мкм), подвижна (иногда образует цепочки), формирует шаровидные споры, размер которых превышает диаметр вегетативной формы. Термоустойчивость спор довольно высокая; капсул не образует; по Граму красится положительно. Анаэроб, колонии на агаре имеют вид клубка волос, непрозрачные, вязкие; вызывает помутнение. МПБ. Протеолитические свойства ярко выражены. Разжижает желатин и кровяную сыворотку, молоко свертывает и пептонизирует, образует сероводород, аммиак, индол, вызывает почернение мозговой среды, на кровяном агаре образует зону гемолиза, обладает липолитическими свойствами; не обладает сахаролитическими свойствами.
Clostridium sporogenes. Крупная палочка с закругленными концами, размером 3 — 7 X 0,6 - 0,9 мкм, располагается отдельными клетками и в виде цепочек, подвижна, очень быстро образует споры. Споры Clostridium sporogenes сохраняют жизнеспособность после 30-минутного нагревания на водяной бане, а также после 20-минутного выдерживания в автоклаве при 120°С. Капсул не образует. По Граму красится положительно, Анаэроб, колонии на агаре мелкие, прозрачные, в дальнейшем становятся непрозрачными. Clostridium sporogenes обладает очень сильными протеолитическими свойствами, обусловливающими гнилостный распад белков с образованием газов. Разжижает желатин и кровяную сыворотку; вызывает пептонизацию молока и почернение мозговой среды; образует сероводород; разлагает с образованием кислоты и газа галактозу, мальтозу, декстрин, левулезу, глицерин, маннит, сорбит. Оптимальная температура роста 37°С, но может расти и при 50°С.
Факультативно-анаэробные бесспоровые палочки
К факультативно-анаэробным бесспоровым палочкам относятся Proteus vulgaris и Escherichia coli. В 1885 г. Эшерих открыл микроорганизм, который получил название Escherichia coli (кишечная палочка). Этот микроорганизм является постоянным обитателем толстого отдела кишечника человека и животных. Кроме Е. coli в группу кишечных бактерий входят эпифитные и фитопатогенные виды, а также виды, экология (происхождение) которых пока не установлена. Морфология — это короткие (длина 1-3 мкм, ширина 0,5-0,8 мкм) полиморфные подвижные и неподвижные грамотрицательные палочки, не образующие спор.
Культуральные свойства. Бактерии хорошо растут на простых питательных средах: мясопептонном бульоне (МПБ), мясопептонном агаре (МПА). На МПБ дают обильный рост при значительном помутнении среды; осадок небольшой, сероватого цвета, легко разбивающийся. Образуют пристеночное кольцо, пленка на поверхности бульона обычно отсутствует. На МПА колонии прозрачные с серовато-голубым отливом, легко сливающиеся между собой. На среде Эндо образуют плоские красные колонии средней величины. Красные колонии могут быть с темным металлическим блеском (Е. соli) или без блеска (Е.аеrogenes).Для лактозоотрицательных вариантов кишечной палочки (В.раrасоli) характерны бесцветные колонии. Им свойственна широкая приспособительная изменчивость, в результате которой возникают разнообразные варианты, что усложняет их классификацию.
Биохимические свойства. Большинство бактерий не разжижают желатина, свертывают молоко, расщепляют пептоны с образованием аминов, аммиака, сероводорода, обладают высокой ферментативной активностью в отношении лактозы, глюкозы и других сахаров, а также спиртов. Обладают оксидазной активностью. По способности расщеплять лактозу при температуре 37°С БГКП делят на лактозоотрицательные и лактозоположительные кишечные палочки (ЛКП), или колиформные, которые нормируются по международным стандартам. Из группы ЛКП выделяются фекальные кишечные палочки (ФКП), способные ферментировать лактозу при температуре 44,5°С. К ним относится Е. соli, не растущая на цитратной среде.
Устойчивость. Бактерии групп кишечных палочек обезвреживаются обычными методами пастеризации (65 — 75 °С). При 60 С кишечная палочка погибает через 15 минут. 1% раствор фенола вызывает гибель микроба через 5-15 минут, сулема в разведении 1:1000 — через 2 мин., устойчивы к действию многих анилиновых красителей.
Аэробные споровые палочки
Гнилостные аэробные споровые палочки Bacillus сеreus, Bacillus mycoides, Bacillus mesentericus, Bacillus megatherium, Bacillus subtilis, наиболее часто вызывают пороки пищевых продуктов. Bacillus cereus—палочка длиной 8-9 мкм, шириной 0,9-1,5 мкм, подвижная, образует споры. Грамположительная. Отдельные штаммы этого микроба могут образовывать капсулу.
Bacillus cereus
Культуральные свойства. Bacillus cereus—аэроб, но может развиваться и при недостатке кислорода воздуха. На МПА вырастают крупные, распластанные, серовато-беловатые колонии с изрезанными краями, некоторые штаммы образуют розовато-коричневый пигмент, на кровяном агаре—колонии с широкими, резко очерченными зонами гемолиза; на МПБ—образует нежную пленку, пристеночное кольцо, равномерное помутнение и хлопьевидный осадок на дне пробирки. Все штаммы Bacillus cereus интенсивно растут при рН от 9 до 9,5; при рН 4,5—5 прекращают своё развитие. Оптимальная температура развития 30-32 С, максимальная 37—48С, минимальная 10С.
Ферментативные свойства. Bacillus cereus свертывает и пептонизирует молоко, вызывает быстрое разжижение желатина, способен образовывать ацетилметилкарбинол, утилизировать цитратные соли, ферментирует мальтозу, сахарозу. Некоторые штаммы способны расщеплять лактозу, галактозу, дульцит, инулин, арабинозу, глицерин. Манит не расщепляет ни один штамм.
Устойчивость. Bacillus cereus является спорообразующим микробом, поэтому обладает значительной устойчивостью к нагреванию, высушиванию, высоким концентрациям поваренной соли и сахара. Так, Bacillus cereus часто обнаруживают в пастеризованном молоке (65-93С), в консервах. В мясо она попадает при убое скота и разделке туш. Особенно активно палочка цереус развивается в измельченных продуктах (котлеты, фарш, колбаса), а также в кремах. Микроб может развиваться при концентрации поваренной соли в субстрате до 10-15%, а сахара—до 30—60%. Кислая среда действует на него неблагоприятно. Наиболее чувствителен этот микроорганизм к уксусной кислоте.
Патогенность. Белые мыши гибнут при введении больших доз палочки цереус. В отличие от возбудителя сибирской язвы Bacillus anthracis палочка цереус непатогенна для морских свинок и кроликов. Она может вызывать мастит у коров. Некоторые разновидности этого микроорганизма выделяют фермент лекцитиназу (фактор вирулентности).
Диагностика. Учитывая количественный фактор в патогенезе пищевых отравлений, вызываемых Bacillus cereus, на первом этапе микробиологического исследования проводят микроскопию мазков (окраска мазков по Граму). Наличие в мазках грамположительных палочек толщиной 0,9 мкм позволяет поставить ориентировочный диагноз: «споровый аэроб группы Iа». По современной классификации в группу Iа входят Bacillus аnthracis и Bacillus cereus. При выяснении этиологии пищевых отравлений большое значение имеет дифференциация Bacillus cereus и Bacillus аnthracis, так как кишечная форма сибирской язвы, вызываемая Bacillus аnthracis, по клиническим признакам может быть принята за пищевое отравление. Второй этап микробиологического исследования проводят в том случае, если количество обнаруженных при микроскопии палочек достигает в 1 г продукта 10.
Затем по результатам микроскопии патологический материал высевают на кровяной агар в чашки Петри и инкубируют при 37С в течение 1 сут. Наличие широкой, резко очерченной зоны гемолиза позволяет поставить предварительный диагноз на присутствие Bacillus cereus. Для окончательной идентификации производят посев выросших колоний в среду Козера и углеводную среду с маннитом. Ставят пробу на лецитиназу, ацетилметилкарбинол и проводят дифференциацию Bacillus аnthracis и других представителей рода Bacillus Bacillus аnthracis отличается от Bacillus cereus рядом характерных признаков: рост в бульоне и желатине, способность образовывать капсулу в организме и на средах, содержащих кровь или кровяную сыворотку.
Кроме вышеописанных методов применяют экспресс-методы дифференциации Bacillus аnthracis от Bacillus cereus, Bacillus аnthracoides и др.:феномен «ожерелья», пробу с сибиреязвенным бактериофагом, реакцию преципитации—и проводят люминесцентную микроскопию. Можно использовать также цитопатогенный эффект фильтрата Bacillus cereus на клетки культур тканей (фильтрат Bacillus аnthracis такого эффекта не оказывает). От других сапрофитных споровых аэробов Bacillus cereus отличается по ряду свойств: способность образования лецитиназы, ацетилметилкарбинола, утилизация цитратных солей, ферментация маннита и рост в анаэробных условиях на среде с глюкозой. Особенно важное значение придают лецитиназе. Образование на кровяном агаре зон гемолиза не является постоянным признаком у Bacillus cereus, так как некоторые штаммы и разновидности Bacillus cereus (например Var. sotto) не вызывает гемолиза эритроцитов, в то время как многие другие виды споровых аэробов обладают этим свойством.
Bacillus mycoides
Bacillus mycoides является разновидностью Bacillus сеreus. Палочки (иногда образует цепочки) длиной 1,2—6 мкм, шириной 0,8 мкм, подвижны до начала спорообразования (признак характерен для всехгнилостных спорообразующих аэробов), образуют споры, капсул не образуют, по Граму красятся положительно (некоторые разновидности Bacillus mycoides грамотрицательны). Аэроб, на МПА вырастают корневидные колонии серо-белого цвета, напоминающие мицелий гриба Некоторые разновидности (например, Bacillus mycoides roseus) образуют красный или розовато-коричневый пигмент, при росте на МПБ все разновидности Bacillus mycoides образуют пленку и трудно разбивающийся осадок, бульон при этом остается прозрачным. Диапазон рН, при котором возможно размножение Bacillus mycoides широк. В интервале рН от 7 до 9,5 интенсивный рост дают все без исключения штаммы этого микроорганизма. Кислая среда приостанавливает развитие. Температурный оптимум для их развития 30-32°С. Могут развиваться в широком диапазоне температур (от 10 до 45°С). Ферментативные свойства Bacillus mycoides ярко выражены: разжижает желатин, вызывает коагуляцию и пептонизацию молока. Выделяет аммиак, иногда сероводород. Индола не образует. Вызывает гемолиз эритроцитов и гидролиз крахмала, ферментирует углеводы (глюкозу, сахарозу, галактозу, лактозу, дульцит, инулин, арабинозу), но не расщепляет маннита. Расщепляет глицерин.
Bacillus mesentericus
Грубая палочка с закругленными концами длиной 1,6—6 мкм, шириной 0,5—0,8 мкм,подвижна, образует споры, капсул не образует, грамположительна. Аэроб, на МПА вырастают сочные, с морщинистой поверхностью, слизистые колонии матового цвета (серо-белые) с волнистым краем. Отдельные штаммы Bacillus mesentericus образуют серо-бурый, бурый или коричневый пигмент; вызывает слабое помутнение МПБ и образование пленки; в бульоне с кровью гемолиз отсутствует. Оптимальная реакция рН 6,5—7,5, при рН 5,0 жизнедеятельность приостанавливается. Оптимальная температура роста 36—45°С. Разжижает желатин, свертывает и пептонизирует молоко. При разложении белков выделяет много сероводорода. Индол не образует. Вызывает гидролиз крахмала. Не ферментирует глюкозу и лактозу.
Bacillus megatherium
Грубая палочка размером 3,5— 7X1,5—2 мкм. Располагается одиночно, попарно или цепочками, подвижна Формирует споры, капсул не образует, грамположительна. Аэроб, на МПА вырастают колонии матового цвета (серо-белые). Гладкие, блестящие, с ровными краями; вызывает помутнение МПБ с появлением незначительного осадка. Микроб чувствителен к кислой реакции среды. Оптимальная температура развития 25—30°С. Быстро разжижает желатин, свертывает и пептонизирует молоко. Выделяет сероводород, аммиак, но не образует индола. Вызывает гемолиз эритроцитов и гидролизует крахмал. На средах с глюкозой и лактозой дает кислую реакцию.
Bacillus subtilis
Короткая палочка с закругленными концами, размером 3—5X0,6 мкм, иногда располагается цепочками, подвижна, образует споры, капсул не образует, грамположительна. Аэроб, при росте на МПА формируются сухие бугристые колонии матового цвета. В жидких средах на поверхности появляется морщинистая беловатая пленка, МПБ вначале мутнеет, а затем становится прозрачным. Вызывает посинение лакмусового молока. Микроб чувствителен к кислой реакции среды. Оптимальная температура развития 37°С, но может развиваться и при температурах несколько выше 0°С. Характеризуется высокой протеолитической активностью: разжижает желатин и свернутую кровяную сыворотку; свертывает и пептонизирует молоко; выделяет большое количество аммиака, иногда сероводород, но не образует индола. Вызывает гидролиз крахмала, разлагает глицерин; дает кислую реакцию на средах с глюкозой, лактозой, сахарозой.
biofile.ru
14. Спорообразование у бактерий. Стадии, функциональное значение.
Споры – своебразная форма покоящихся фирмикутных бактерий, т. е. бактерий с грамположительным типом строения клеточной стенки. Споры образуются при неблагоприятных условиях существования бактерий (высушивание, дефицит питательных веществ и др. Внутри бактериальной клетки образуется одна спора (эндоспора). Образование спор способствует сохранению вида и не является способом размножения, как у грибов. Спорообразующие бактерии рода Bacillus имеют споры, не превышающие диаметр клетки. Бактерии, у которых размер споры превышает диаметр клетки, называются клостридиями, например, бактерии рода Clostridium (лат. Clostridium – веретено). Споры кислотоустойчивы, поэтому окрашиваются по методу Ауески или по методу Циля-Нильсена в красный, а вегетативная клетка в синий цвет.
Процесс образования спор проходит ряд последовательных стадий:
подготовительная. Изменяется метаболизм, завершаетется репликация ДНК и происходит ее конденсация. Клетка содержит два или более нуклеоида, один из них локализуется в спорогенной зоне, остальные — в цитоплазме спорангия. Одновременно синтезируется дипиколиновая кислота;
стадия предспоры. Со стороны цитоплазматической мембраны вегетативной клетки происходит врастание двойной мембраны, или септы, отделяющей нуклеоид с участком уплотненной цитоплазмы (спорогенная зона). В результате чего образуется проспора, окруженная двумя мембранами;
образование оболочек. Вначале между мембранами про-споры образуется зачаточный пептидогликановый слой, затем над ним откладывается толстый пептидогликановый слой кор-текса и вокруг его наружной мембраны формируется споровая оболочка;
созревание споры. Заканчивается образование всех структур споры, она становится термоустойчивой, приобретает характерную форму и занимает определенное положение в клетке.
15. Сложные методы окраски. Окраска по Граму, её этапы.
Последовательно нанести на препарат определенные красители, различающиеся по химическом составу и цвету, протравы, спирты, кислоту и др. Это позволяет выявиться стркутуры клеток и дифференцировать одни виды микроорганизмов от других.
Окраска по Граму.
1. На фиксированный мазок на препарат нанести карболово-спиртовый раствор генцианового фиолетового через полоску фильтровальной бумаги. Через 1-2 мин ее снять, а краситель смыть.
2. Нанести раствор люголя на 1-2 мин
3. Обесцветить этиловым спиртом в течении 30-6- с до прекращения отхождения фиолетовых струек красителя.
4. Промыть водой.
5. Докрасить водным раствором фуксина 1-2 мин, промыть, высушить и микроскопировать. Грам +: темно-фиолетовый цвет. Грам -:красные
16. Окраска по Цилю-Нильсену и ее этапы.
Метод окраски по Цилю — Нельсену — метод окраски микроорганизмов для выявления кислотоустойчивых микобактерий (возбудителей туберкулёза, микобактериозов, лепры), актиномицетов и других кислотоустойчивых микроорганизмов. Кислотоустойчивость микроорганизмов обусловлена наличием в их клетках липидов, воска и оксикислот. Такие микроорганизмы плохо окрашиваются разведёнными растворами красителей. Для облегчения проникновения красителя в клетки микроорганизмов нанесённый на препарат карболовый фуксин Циля подогревают над пламенем горелки. Окрашенные микроорганизмы не обесцвечиваются слабыми растворами минеральных кислот и спирта.
Фиксированный на пламени горелки мазок окрашивают в течение 3 – 5 мин. раствором карболового фуксина Циля или окрашенной фуксином бумажкой с подогреванием до появления паров, но не доводя краситель до кипения.
Дают препарату остыть, бумажку снимают, сливают избыток красителя, препарат промывают водой.
Окрашенный препарат обесцвечивают 5%-ным раствором серной кислоты в течение 3 – 5 с или 96° этиловым спиртом, содержащим 3% по объему хлористоводородной кислоты, несколько раз погружая стекло с мазком в стаканчик с солянокислым спиртом.
После обесцвечивания остаток кислоты сливают и тщательно промывают препарат водой.
Докрашивают дополнительно метиленовым синим Леффлера 3 – 5 мин.
Окрашенный препарат промывают водой, подсушивают и микроскопируют.
При окраске препаратов кислоустойчивые бактерии окрашиваются фуксином в рубиново-красный цвет и не обесцвечиваются кислотой.
Некислотоустойчивые бактерии, а также элементы ткани и лейкоциты под действием кислоты обесцвечиваются и приобретают цвет дополнительного красителя.
studfiles.net