В природе Bacillus subtilis живет в почве, но также встречается в воде и пыли. Эти микроорганизмы являются частью микрофлоры нашего кишечника и желудочно-кишечного тракта животных.
Сенная палочка: свойства и характеристика, взаимодействие с человеком, роль
Сенная палочка — сапрофитный микроб, представляющий большой интерес для микробиологов из-за своего повсеместного распространения, особенностей роста и необычной устойчивости спор к физико-химическим агентам. Латинское название бактерии — Bacillus subtilis. Его свойства были изучены и описаны Эренбергом в 1835 году и Коном в 1872 году. Изначально микроб был выделен из гниющего сена. Его экстракт был необходим для накопления чистой культуры. Солома была прокипячена и выдержана в течение трех дней, после чего в ней были обнаружены бактериальные клетки. Эта особенность дала бацилле ее название. Bacillus subtilis производит определенные антибактериальные вещества, полисахариды, аминокислоты и ферменты, а также ряд химических микроэлементов — соединения азота, фосфора и калия в сбалансированной форме.
По своей микробиологической природе сенная палочка — это крупная грамположительная бактериальная клетка, которая растет и размножается в присутствии кислорода. Он живет в почве и обладает способностью образовывать споры. Это безвредный микроорганизм, не обладающий патогенными свойствами.
Свойства
Молекулярно-биологические и структурно-функциональные свойства сенной палочки подробно изучались в течение длительного времени. Бактерия относится к порядку Bacillus, семейству Bacilias, роду Bacillus. Микроорганизмы, принадлежащие к виду Bacillus subtilis, имеют определенные характерные свойства: морфологические, теностоматологические, физиологические, культуральные, метаболические и биохимические.
Bacillus subtilis (споры синего цвета)
Сенная палочка не является патогенным микроорганизмом. Он относится к группе гигиенических показателей загрязнения пищевых продуктов.
Биологическая роль
Конопляная палочка играет важную роль в жизнедеятельности животных и человека. Он выполняет различные функции:
- Пищеварительная — бактерия, попадая в живой организм вместе с растительной пищей, продуцирует в кишечнике ферменты, которые расщепляют пищевые ингредиенты: протеазы ферментируют белки, амилазы – полисахариды.
- Антагонистическая – подавление роста болезнетворных микробов в кишке и профилактика острых кишечных инфекций. Споры сенной палочки в толстом кишечнике превращаются в активные формы, которые вырабатывают органические кислоты. Они изменяют рН среды, тем самым, подавляя рост патогенных и условно-патогенных микроорганизмов.
- Защитная – сенная палочка защищает растения от плесневых грибков и других вредных микроорганизмов.
- Сенная палочка является низшим звеном длинной пищевой цепочки, включающей простейших, рыб, человека.
- Бактерия насыщает живой организм сахарами и незаменимыми аминокислотами, которые образуются в ходе целого ряда химических реакций, протекающих под воздействием ферментов сенной палочки.
- Витаминообразующая — участие бактерии вместе с другими представителями микрофлоры кишечника в синтезе витаминов группы В.
- Омолаживающая – сенные бациллы выделяют оксид азота, который поступает в клетки и ускоряет обмен веществ в тканях.
- Иммуномодулирующая – укрепление иммунитета и повышение неспецифической резистентности организма человека.
- Противомикробная — бактерии подавляют размножение и вызывают гибель возбудителей гнойной инфекции.
- Bacillus subtilis оказывает позитивное влияние на течение раневого процесса: она изменяет рН среды в кислую сторону, подавляет размножение патогенных микробов, расщепляет гной и продукты распада, очищает и обеззараживает рану, в результате чего она быстрее заживает.
Цикл роста конопляной палочки
B. subtilis производит ряд биологически активных веществ, способных уничтожать бактериальные, вирусные и грибковые клетки. Устойчивость к этим противомикробным препаратам встречается крайне редко. Они избирательны и вызывают гибель условных и безусловных патогенов. Антимикробные препараты нейтральны по отношению к местной полезной микрофлоре. Бактерии стимулируют иммунитет, активируя клетки макрофагов, выделяя в кровь цитокины и секретируя витамины и аминокислоты. Лимфоциты активируются и вырабатывают IgG и IgA. Ускоряется рост и размножение «полезных» микроорганизмов, таких как лактобактерии и бифидобактерии в кишечнике. Протеолитические ферменты, синтезируемые непосредственно в кишечнике, улучшают пищеварение и усвоение полученных питательных веществ.
Все эти механизмы действия сенной палочки на человека оправдывают ее использование для:
- Лечения кишечных инфекций и дисбактериоза,
- Профилактики респираторных инфекций,
- Коррекции пищеварительных расстройств различного генеза.
B. subtilis не вызывает никаких побочных эффектов, так как является достаточно эффективным и практически безопасным микроорганизмом.
Несмотря на такое множество положительных характеристик сенной палочки, есть и негативные аспекты для человека, поэтому некоторые ученые относят эту бактерию к условно-патогенным.
Вопросы в конце параграфа
1. Как устроена бактериальная клетка?
Какова структура бактериальной клетки?
Плотная оболочка, поддерживающая стабильную форму; цитоплазма, в которой распределены ядерный материал и пространства с запасающими веществами; некоторые бактериальные клетки имеют жгутики.
Бактериальные клетки дифференцированы по форме:
круглые гранулы; бациллоидные бациллы; зернистый выпуклый виброспириллум.
В чем разница между бактериальной и растительной клеткой?
Существуют важные различия между бактериальной и растительной клетками:
Оболочка бактериальной клетки очень плотная и сохраняет постоянную форму, тогда как оболочка растительной клетки обычно мягкая и слегка меняет форму; состав оболочки бактериальной клетки и оболочки растительной клетки сильно отличается; ядерный материал бактериальной клетки распределен в цитоплазме, тогда как в растительной клетке он находится в плотном ядре.
3. какие бактерии называются сапрофитами, а какие — паразитами?
Сапрофиты — это бактерии, которые извлекают органические вещества из мертвых организмов или из выделений живых организмов.
Паразиты — это бактерии, которые питаются органическими веществами живых организмов. 4.
4. как размножаются бактерии?
Бактерии размножаются путем деления одной клетки на две. При благоприятных условиях деление может произойти за 20-30 минут. Кроме того, некоторые виды бактерий образуют споры, с помощью которых они могут размножаться. 5.
Что происходит с бактериями, когда условия неблагоприятны?
Когда условия неблагоприятны, большинство бактерий быстро погибают. Такими неблагоприятными условиями могут быть солнечный свет, отсутствие пищи, нагревание до 65-100ºC, низкая влажность, контакт с определенными химическими веществами (дезинфицирующими средствами) и т.д.
Некоторые бактерии образуют споры во враждебной среде. В этом случае цитоплазма бактериальной клетки сливается с мембраной и отделяется от нее. Образуется новая, более толстая мембрана, способная удерживать ядерное вещество клетки в течение длительного времени, даже при самых неблагоприятных условиях.
Подумайте
Чем можно объяснить широкое распространение бактерий на нашей планете?
Широкое распространение бактерий на нашей планете объясняется тем, что этот вид живых существ способен невероятно быстро размножаться и приспосабливаться к жизни в самых разных условиях. Бактерии живут
в Антарктиде пр и-83°C, в горячих источниках при +85-90°C, в почве, в воздухе, в воде, в бескислородной среде, в живых организмах и в других условиях.
Задания
1. вымойте клубень картофеля, не очищая его от кожуры, и нарежьте его ломтиками. Натрите ломтики мелом и поместите их в чашку Петри. Поставьте блюдо в теплое место при температуре 25-30 °C. Через 2-3 дня на поверхности ломтиков образуется толстая морщинистая пленка. Протрите небольшой кусочек пленки в капле воды и рассмотрите картофельные бактерии под микроскопом. Они подвижны, имеют жгутики и могут образовывать споры.
Бактерии картофеля называются на латыни «Bacillus mesentericus». Они соединены друг с другом своими жгутиками на длинных нитях, как железнодорожные вагоны. При неблагоприятных условиях эти бактерии быстро превращаются в овальные споры и могут оставаться жизнеспособными в течение длительного времени.
Картофельные бактерии имеют желто-коричневый цвет. Они образуют хрустящий слой на картофеле. Их также можно найти в почве и в различных продуктах питания, таких как хлеб или молоко. При попадании в организм картофельные бактерии могут вызвать расстройство желудка или отравление.
2. чтобы получить культуру сенной палочки, положите немного сена в бутылку с водой, накройте горлышко бутылки ватой и кипятите содержимое в течение 15 минут, чтобы убить любые другие бактерии, которые могут находиться в бутылке. Конопляная палочка не погибает при кипячении. Профильтруйте полученный соломенный препарат и выдержите его в помещении при температуре 20-25 °C в течение нескольких дней. Сенная палочка размножается, и вскоре поверхность инфузории покрывается пленкой бактерий.
С помощью стеклянной палочки перенесите кусочек пленки на предметное стекло, накройте его покровным стеклом и рассмотрите под микроскопом. Поместите каплю метиленового синего или чернил, разбавленных водой, под покровный лист. Бактерии гораздо легче увидеть на синем фоне. Некоторые из них подвижны, твердые имеют внутри блестящие овальные образования. Это споры.
3 Большинство бактерий погибает при температуре +65-100°C, но споры некоторых бактерий могут переносить нагревание до +140°C и охлаждение д о-253°C.
Подогрейте процеженный настой. Выясните, при какой температуре погибают сенная бактерия.
Бактерии конопли погибают при кипячении, т.е. при повышении температуры настоя до 100°C. Однако споры сенной бактерии выживают даже после кипячения раствора.
