«Субтильна» сінна бацила – паличка Bacillus subtilis

Зміст

  • Вивчення
  • коротка характеристика
  • Розмноження та спороутворення
  • живлення
  • Взаємовідносини з іншими організмами
  • Патогенність
  • Використання

До числа бактерій, які широко поширені в природі, відноситься і сінна паличка (Bacillus subtilis). Вперше вона була описана в 1835 році. Таку назву ці мікроби отримали через те, що спочатку культуру виділяли з прілого сіна. У лабораторних умовах в закритій посудині варили сіно у воді і наполягали 2-3 дні. Після цього в ємності утворювалася колонія шуканих бактерій.

Bacillus subtilis
Bacillus subtilis

Вивчення
У науці існує поняття «модельний організм». Це різні представники живої природи, які відбираються для інтенсивного вивчення тих чи інших процесів або властивостей і проведення наукових дослідів. Загальновідомим модельним організмом є інфузорії, один з представників яких – інфузорія-туфелька (Paramecium caudatum) – нам добре знайомий по шкільних уроків.

Сінна бацила також належить до модельних організмам. Завдяки їй було досконало вивчено спорообразование у бактерій. Вона ж є моделлю для розуміння механізму роботи джгутиків, досліджень в галузі молекулярної генетики.

Був проведений експеримент з вирощування Bacillus subtilis в умовах, близьких до невагомості, для вивчення зміни геному популяції. Крім того, ці бактерії використовуються для дослідження впливу космічного ультрафіолетового випромінювання і здібності до адаптації до нього живих організмів. На прикладі бацил вивчається можливість виживання мікроорганізмів у космосі і умовах інших планет, зокрема, Марса.

Вивчення мікробів

коротка характеристика
Як добре видно на фото, сінна паличка має пряму витягнуту форму з тупими закругленими кінцями, зазвичай безбарвна. Діаметр бактерії в середньому становить 0,6 мкм (0,0006 мм), довжина коливається від 3 до 8 мкм (0,003-0,008 мм). При таких розмірах її можна розглянути і зробити фото, використовуючи сучасний шкільний мікроскоп. Бацили рухливі завдяки наявним жгутикам. Вони ростуть по всій поверхні клітини, що можна побачити на фото.

Ці бактерії, переважно будучи аеробами, для своєї життєдіяльності потребують молекулярному кисні. Хоча деякі штами здатні перемикатися на бескислородное дихання (факультативні анаероби).

Бактерія традиційно належить до грунтовим мікроорганізмам. З ґрунту вона потрапляє на листя рослин, фрукти та овочі. Але при цьому зустрічається і в повітряному пилу, і у воді. Є частиною нормальної мікрофлори кишечника тварин і людини. Добре розвивається при температурі + 5 ° … + 45 ° С, оптимальний діапазон становить 25-30 ° С.

Сінна бацила (Bacillus subtilis) під мікроскопом

За наявними фото можна переконатися, що колонії бактерій мають такий вигляд:

на поверхні рідин – тонка плівка з білуватим відтінком;
на щільних середовищах – бархатисте покриття з дрібними зморшками і хвилястими краями; може бути безбарвним, сіруватим або рожевим.
Розмноження та спорообразование
Сінна паличка, як і решта бактерії, розмножується простим поздовжнім поділом клітини навпіл. Нові бактерії, що утворилися після такого поділу, нерідко залишаються з’єднаними між собою тонкою ниткою. Такі нитки легко помітні на фото.

Паличка відноситься до спороутворюючих бактерій. Цей механізм дозволяє їй вижити при настанні несприятливих умов.
Спорообразование бактерії починається з того, що вміст клітини (протопласт) набуває зернисту структуру. Одне з зерняток, найчастіше в центрі клітини, починає рости і покривається твердою оболонкою. Одночасно відбувається поступове руйнування зовнішньої оболонки материнської клітини. Процес завершується випаданням суперечки в зовнішнє середовище.

Кожна з клітин, сполучених нитками після вегетативного поділу, зберігає здатність до утворення спор.

Судячи з фото, зробленим під мікроскопом, більшість суперечка мають круглу або овальну форму. Вони стійкі до несприятливих зовнішніх факторів, зокрема, до підвищеної температури – витримують перегрів понад 100 ° С.

Схема спороутворення бактерій

Клітини, що розвинулися з суперечка, і перші їхні нащадки нерухомі. Здатність переміщатися з’являється тільки у наступних поколінь.

живлення
Бацила субтіліс відноситься до сапрофитам, тобто харчується мертвою органікою. Ці бактерії, будучи гетеротрофами, не можуть синтезувати органічні речовини з неорганічних сполук, а використовують органіку, вироблену іншими. З неї ж вони добувають і необхідний для енергетичного обміну вуглець.

Основним джерелом енергії служать глюкозосодержащіх полісахариди як рослинного (крохмаль), так і тваринного (глікоген) походження. У процесі харчування відбувається синтез амінокислот, вітамінів, різних ферментів та антибіотиків, збільшується кислотність середовища.

Взаємовідносини з іншими організмами
Сінна паличка пригнічує розвиток патогенних і умовно-хвороботворних мікробів: сальмонел, стрептококів, стафілококів та інших. Типовий приклад – вироблений багатьма поколіннями хижих тварин рефлекс періодичного вживання в їжу певних сортів рослин. Це не тільки збагачує їх організм вітамінами, а й сприяє потраплянню в нього суперечка сінної палички, яка знищує патогенну флору і підвищує імунітет тварин.

Кот жує траву

Деякі мікроби, наприклад, молочнокислая лактобактерія плантарум (Lactobacillus plantarum), пригнічують розвиток сінної палички. Сінна бацила служить їжею для найпростіших. Так, початок однієї з харчових ланцюжків виглядає наступним чином: сінна бацила – інфузорія-туфелька – молюск – риба і т.д. аж до людини.

Методи «полювання» у найпростіших відрізняються. Наприклад, у амеби (Amoeba) постійно утворюються і зникають вирости внутрішнього середовища клітин (ложноножки або псевдоплодія). Ними вона оточує жертву і втягує її всередину клітини. А, наприклад, інфузорія-туфелька для поглинання їжі має клітинний рот (цитостом). На фото він видно як поглиблення на тілі. За допомогою зростаючих поруч з ним і об’єднаних в складні структури війок в рот заганяється вода разом з містяться з нею бактеріями. Інфузорія знаходить скупчення бактерій по хімічним речовинам, які вони виділяють.

Патогенність
Згідно більшості класифікацій сінна паличка не рахується патогенної для людини і тварин. Вона допомагає перетравлювати їжу, розщеплюючи білки і вуглеводи, бореться з патогенною мікрофлорою кишечника і шкірних покривів.

Вченими встановлено, що серед бактерій, що виявляються в рані людини, завжди присутні сінешні палички. Вони виробляють ферменти, що руйнують отмершую тканину, антибіотики, пригнічують патогенні мікроби, і навіть надають легке антиаллергическое вплив. Доведено, що ця бацила пригнічує розвиток основних збудників хірургічних інфекцій.
Мікроби в нашому організмі: користь чи шкода

Тим не менш, зазначається і негативну дію цієї бактерії:

іноді викликає алергію, часто виражається у вигляді висипки на тілі людини;
деякі штами можуть викликати харчові отруєння після вживання зіпсованих ними продуктів харчування;
може бути причиною важких очних інфекцій людини.
Використання
Сінешні бацили-палички є основною діючою речовиною багатьох лікарських препаратів. Їх застосовують при гострих кишкових інфекціях у дітей, при дисбактеріозі кишечника, в післяопераційний період для профілактики нагноєнь і т.п.

Найбільш часто основою ліків служить штам Bacillus subtilis 534 (препарат Споробактерін) або отриманий з нього селективним шляхом штам Bacillus subtilis 3Н (препарат Бактиспорин). Використовується в фармакології та штам 31, наприклад, у виробництві препарату Биоспорин. Всі ці ліки мають антимікробну спрямованість. Їх цінність особливо велика в боротьбі з бактеріальною інфекцією, коли хворому з тих чи інших причин не можна приймати антибіотики.

Сінешні палички також входять до складу багатьох харчових добавок (БАД). Наприклад, Супрадин Кіндер гель, Ветом, Бактістатін та інші.

Антибіотики в таблетках

Вона є основою багатьох препаратів для тварин. Це Бактерин-СЛ, Ендоспорін, Протексін, Ентеробактерін та інші. Їх з успіхом використовують у тваринництві, птахівництві та рибництві для боротьби з хвороботворними бактеріями, стрічковими хробаками і для підвищення імунітету.

Існує окрема група препаратів на основі Bacillus subtilis для рослинництва: Алірін-Б, Гамаір, Фітоспорін та інші. Основне їхнє завдання – захист рослин від хвороб, що викликаються бактеріями і грибами. Безсумнівним плюсом є їх абсолютна нешкідливість для людини при попаданні в організм разом з плодами.

Використовується сінна паличка і для ферментації вівса і бобів. У Японії існує традиційне блюдо натто із зброджених соєвих бобів. Для їх бродіння використовується спеціальний штам палички – Bacillus natto. З екстрактів натто навіть виробляють харчові добавки, а в США на основі Bacillus natto розроблений ветеринарний препарат Глогов-8.

Промислово виробляються вироблювані сінної паличкою ферменти для розщеплення білків (протеази, амілази). Так, протеаза входить до складу побутових миючих засобів, а також засобів для очищення шкур від білків і жиру при їх виробленні.

Посилання на основну публікацію