Главная
Растяжения
Споры бактерий bacillus cereus ip 5832. Лекарственные препараты, созданные на основе эубиотиков

Споры бактерий bacillus cereus ip 5832. Лекарственные препараты, созданные на основе эубиотиков

Зацепилова Тамара Анатольевна
Доцент кафедры фармакологии фармфакультета ММА им. И.М. Сеченова

Дисбактериоз — нарушение подвижного равновесия микрофлоры, в норме заселяющей нестерильные полости и кожные покровы человека.

При дисбактериозе нормальная микрофлора не подавляет активность патогенных и гнилостных микроорганизмов; нарушаются процессы пищеварения и усвоения питательных веществ, перистальтика кишечника; ухудшается синтез витаминов; снижается иммунитет. Причины дисбактериоза разнообразны: нарушение рациона питания, длительное применение лекарственных средств (противомикробных и др.), лучевая и химиотерапия, попадание в организм токсинов из окружающей среды (свинец, кадмий, ртуть и др), стрессовые состояния, кишечные инфекции, оперативные вмешательства, заболевания ЖКТ и др. Нарушение равновесия микрофлоры возникшее в ротовой полости, кишечнике, половых и мочевыводящих органах, на коже проявляются соответствующими симптомами. Напротив, дисбактериоз приводит к заболеваниям ЖКТ, ротовой полости, урогенитального тракта, аллергическим болезням, повышает риск развития злокачественных новообразований.

Для восстановления нормального микробиоцеоза применяются препараты, содержащие живые культуры микроорганизмов и различные вещества, способствующие избирательной стимуляции роста полезных микроорганизмов.

Показаниями к применению препаратов, восстанавливающих нормальную микрофлору, являются заболевания и состояния, вызванные дисбактериозом или напротив приводящие к дисбактериозу: заболевания ЖКТ (диарея, запор, колит, энтероколит, синдром раздраженной кишки, гастрит, дуоденит, язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки), респираторных органов, урогенитального тракта, аллергические заболевания, длительный прием антибактериальных средств, гормонов, НПВС, острые кишечные инфекции, пищевые отравления, синдром мальабсорбции, коррекция микробиоценоза и профилактика гнойно-септических заболеваний перед и после операций на кишечнике, печени, поджелудочной железе и др.

ПРОБИОТИКИ (ЭУБИОТИКИ)

Препараты, содержащие культуры живых микроорганизмов. Пробиотики восстанавливают нормальный микробиоценоз. Находясь в кишечнике, они размножаются, угнетают патогенные и условно-патогенные микроорганизмы и создают благоприятные условия для развития нормальной микрофлоры.

В присутствии пробиотиков происходит индукция антител (IgA), активизация фагоцитарной функции лейкоцитов. Микроорганизмы, входящие в состав пробиотиков не патогенны, не токсичны, сохраняют жизнеспособность при прохождении через все отделы ЖКТ. Состав микроорганизмов, входящих в препараты пробиотиков, разнообразен и поэтому условно их можно разделить на несколько групп.

1. Монокомпонентные препараты:

Препараты, содержащие штамм одного вида бактерий.

Колибактерин (Escherichia coli штамма М 17), Бифидумбактерин (Bifidobacterium bifidum штамм 1).

Препараты, содержащие несколько штаммов бактерий одного вида.

Ацилакт , Аципол, Лактобактерин содержат смесь активных штаммов лактобактерий.

Сорбированные препараты.

Это один из видов монокомпонентных препаратов в особой лекарственной форме.

Бифидумбактерин форте и Пробифор содержат бактерии активного штамма Bifidobacterium bifidum No 1 адсорбированные на носителе — косточковом активированном угле. Иммобилизованные на частицах угля бифидобактерии быстро заселяют слизистую оболочку толстого кишечника и обеспечивают высокую локальную колонизацию. Препараты проявляют антагонизм к широкому спектру патогенных и условно-патогенных микроорганизмов, адсорбируют и выводят из кишечника токсины.

2. Поликомпонентные препараты

Они состоят из нескольких видов бактерий.

Линекс — содержит живые лиофилизированные бактерии Bifidobacterium infantis v. liberorum, Lactobacillus acidophilus, Enterococcus faecium. Преимущество препарата Линекс состоит в том, что его можно принимать одновременно с антибиотиками и другими химиотерапевтическими средствами.

Бификол содержит микробную массу совместно выращенных живых бифидобактерий и кишечной палочки.

Бифиформ содержит Bifidobacterium longum и Enterococcus faecium.

Такое сочетание нормализует микрофлору кишечника и обеспечивает подавление значительного числа видов патогенных и условно-патогенных бактерий. Линекс и Бифиформ выпускаются в специальных капсулах, оболочка которых устойчива к действию желудочного сока. Это позволяет высвободить бактерии непосредственно в кишечнике.

3. Препараты конкурентного действия

Бактисубтил. В его состав входят споры бактерий Bacillus cereus IP 5832.
Споры устойчивы к действию желудочного сока. Прорастание спор бактерий происходит в кишечнике. Вегетативные формы бактерий продуцируют ферменты, которые способствуют образованию кислой среды, препятствующей процессам гниения и избыточного газообразования. Прорастание спор сопровождается интенсивной продукцией антибиотических веществ. Bacillus cereus IP 5832 проявляют выраженное антагонистическое действие к бактериям рода Proteus, Escherichia coli, Staphilococcus aureus.

Энтерол содержит микроорганизмы Saccharomyces boulardii, которые обладают прямым антимикробным действием в отношении широкого спектра бактерий: Clostridium difficile, Candida albicans, Candida krusei, Candida pseudotropicalis, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella typhimurium, Yersinia enterocolitica, Escherichia coli, Shigella dysenteriae, Staphilococcus aureus и простейших: Entamoeba histolitica, Lambliae.

Бактиспорин, Споробактерин содержат суспензию сенной палочки (Bacillus subtilis), которая выделяет антибактериальную субстанцию — антибиотик белковой природы, подавляющий развитие эшерихий, стафилококков, стрептококков, протеев, клебсиелл и других микроорганизмов.

ПРЕБИОТИКИ

Различные вещества, положительно влияющие на рост и активность микроорганизмов, присутствующих в ЖКТ. Пребиотики не подвергаются гидролизу пищеварительными ферментами человека, не абсорбируются в верхних отделах тонкого кишечника. Они достигают нижних отделов кишечника и усваиваются преимущественно бифидобактериями, оставаясь малодоступными для других видов микроорганизмов.

Пребиотиками являются ксилит, сорбит, фруктоолигосахариды, галактоолигосахариды, лактулоза, лацитол, инулин, валин, аргинин, глутаминовая кислота, пищевые волокна. Пребиотики содержатся в молочных продуктах, кукурузных хлопьях, крупах, хлебе, луки репчатом, цикории полевом, чесноке, фасоли, горохе, артишоке, бананах, топинамбуре и др. Они служат источником энергии для микроорганизмов. Пребиотики сбраживаются бифидобактериями до уксусной, молочной и других кислот, что ведет к снижению рН внутри толстой кишки и создает неблагоприятные условия для развития других родов бактерий, например сальмонелл. Образовавшиеся кислые продукты и другие метаболиты подавляют развитие гнилостной микрофлоры. В результате этого уменьшается количество колоний патогенных бактерий и токсичных метаболитов (аммиака, скатола, индола и др). Пребиотики не токсичны, их можно применять длительно.

Лактулоза (Дюфалак, Нормазе, Порталак) — синтетический олигосахарид, состоящий из остатков галактозы и фруктозы. Лактулоза попадает в толстый кишечник в неизмененном виде. Микрофлора толстой кишки гидролизует лактулозу с образованием кислот (молочной, частично муравьиной и уксусной). При этом в толстой кишке повышается осмотическое давление и снижается значение рН, что приводит к удержанию ионов аммония, переходу аммака из крови в кишечник и его ионизации. На фоне лактулозы идет активное размножение вводимых извне бифидобактерий и лактобактерий, а так же стимуляция роста естественной микрофлоры кишечника.

Хилак форте содержит концентрат продуктов обмена веществ нормальной микрофлоры кишечника (Escherichia coli, Streptococcus faecalis, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus helveticus). Эти вещества являются источником питания кишечного эпителия, способствуют его регенерации и улучшению функции, нормализуют рН и водно-электролитный баланс, способствуют восстановлению нормальной микрофлоры, подавляют рост патогенных микроорганизмов. Препарат стимулирует иммунитет за счет увеличения синтеза IgА.

КОМБИНИРОВАННЫЕ ПРЕПАРАТЫ (СИНБИОТИКИ)

В состав этих препаратов входят пробиотики, пребиотики и другие вещества.

Бифилиз содержит бифидобактерии и лизоцим. Последний подавляет активность патогенных микроорганизмов, на этом фоне бифидумбактерии начинают активно заселять кишечник.

Нормофлорин-Л и Нормофлорин-Б содержит живые лакто- и бифидобактерии, культуральную среду их обитания (гидролизат козеина средней степени расщепления, пептиды, органические кислоты, витамины, ферменты), пребиотики — активаторы роста и метаболизма бактерий, не разлагающиеся в тонком кишечнике и доходящие в неизмененном виде до толстого кишечника.

Полибактерин содержит семь видов лакто- и бифидобактерий, обезжиренное молоко и концентрат топинамбура.

Восстановление микробиоценоза — длительный и сложный процесс, поэтому фармацевт должен предупредить больного о строгом соблюдении режимов дозирования этих препаратов и всех других предписаний, назначенных врачом.

Bacillus cereus
Bacillus cereus - это повсеместно встречающиеся грамположительные, спорообразующие, подвижные палочки. Они вызывают у людей желудочные заболевания (диарею и др.), а также септицемию, эндокардит, поражения центральной нервной системы. Заболевание, как правило, непродолжительное и прекращается без какого-либо лечения, однако зарегистрированы также и единичные смертельные случаи. Отчетность о пищевых отравлениях Bacillus cereus не регистрируется, поскольку отмечено относительно низкое число случаев, вызванных ими заболеваний (до 1% от общего числа). Частота заболеваний географически варьирует. Так, в отдельных странах они составляют менее 1% всех пищевых отравлений, в то время как в других - более 30%. Bacillus сereus выделяется из продуктов сравнительно часто, что делает этот вид бактерий значимым индикаторным тест-организмом для пищевой промышленности. Пищевые продукты, подверженные наиболее частому риску заражения - это мясные и молочные продукты, овощи, супы, специи и, в особенности, продукты детского питания. Почти все штаммы Bacillus сereus продуцируют токсины. Цитотоксические энтеротоксины продуцируют почти 95% изолятов Bacillus сereus. Из них негемолитический энтеротоксин (NHE) продуцируют более чем 90% штаммов, а гемолизин BL (HBL) около 55% исследованных штаммов. Полагают, что HBL и NHE образуются в кишечнике больного после употребления продуктов, загрязненных вегетативными клетками или спорами Bacillus сereus. В дополнение к этим двум токсинам некоторые штаммы Bacillus сereus продуцируют термостабильный рвотный энтеротоксин (ЕТЕ). Предполагается, что вначале энтеротоксин ЕТЕ накапливается в пище, причем чаще в продуктах, содержащих крахмал, таких как рис и макаронные изделия. По указанным причинам контроль названных продуктов на содержание энтеротоксинов с применением надежных ускоренных методов тестирования становится все более актуальным.


Патогенность, масштабы заболевания
Bacillus cereus является условно патогенным микроорганизмом, котрый вызывает у человека спорадические пищевые отравления. Bacillus cereus повсеместно распространен в природе. Этиологическая роль Bacillus cereus при пищевых отравлениях первоначально изучена и описана Наugе в 1950 г. Источником пищевых отравлений, обусловленных Bacillus cereus, сперва считали кулинарные изделия, содержащие картофельный крахмал. Затем были описаны вспышки аналогичных отравлений, обусловленные растительными, мясными, рыбными и другими пищевыми продуктами. Наиболее быстро Bacillus cereus размножается в измельченных продуктах (фарш, котлеты, колбаса, кремы). В сырье допускается не более 100 клеток/г, в консервах присутствие Bacillus cereus не допускается. В стерилизованных мясных консервах при соблюдении установленных технологических режимов, клетки этой бактерии отсутствуют. Когда в консервированном продукте остаются жизнеспособные споры, то в условиях хранения консервов при 20 о С может отмечаться размножение возбудителя. На поверхности продукта при этом появляется налет серого цвета, изменяются его запах и консистенция.

Bacillus cereus способен вызывать диарейный синдром также у животных, птиц и насекомых по истечении 6-18 ч после поедания ими зараженного корма. Первично это обусловлено несколькими видами токсинов (NHE, НBL, bc-D-ENT), содержащимися в инфицированной пище, а впоследствии - размножением бактерии в кишечнике. Этот комплекс токсинов Bacillus cereus вызывает цитотоксический эффект и секрецию жидкости в кишечнике. При постановке биопробы на мышах у животных в месте введения наблюдается некроз кожи, а в последующем гибель.


Морфология бактерий и колоний
Палочковидные (0,9-1,5 х 3-5 мкм), спорогенные хемоорганотрофные аэробные или факультативно-анаэробные бактерии из семейства Bacillaceae (под микроскопом клетки-палочки с обрубленными концами внешне напоминают восковые свечи). Эндоспоры расположены центрально, не превышают размер клетки, жгутики - перетрихиально. Бактерии морфологически сходны с Bасillus anthracis, но обладает подвижностью. На селективном агаре образуют колонии диаметром 1,5-2 мм, окруженные зонами преципитата диаметром 4-5 мм. В первые часы роста колонии округлые, выпуклые, затем края колоний становятся изрезанными. Выросшие на агаре колонии имеют восковидный вид. На жидких средах Bacillus cereus образует хлопьевидный осадок, нежную пленку на поверхности и вызывает помутнение бульона.


Физиолого-биохимические особенности
Bacillus сereus - аэроб, но может расти и при недостатке кислорода. На МПА образует крупные, распластанные, серовато-беловатые колонии с изрезанными краями, некоторые штаммы продуцируют розовато-коричневый пигмент, на кровяном агаре вырастают 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 = 9-9,5, при рН 4,5-5 рост клеток прекращается. Оптимальная температура роста - 30-32 о С, максимальная - 37-48 о С, минимальная 10 о С. Бациллы чувствительны к действию гамма-фага, гемолизируют эритроциты барана, обладают высокой протеолитической активностью - 80% штаммов разжижают желатин в течение 1-4 суток. Расщепляют до кислоты глюкозу и мальтозу, а часть штаммов также и сахарозу, глицерин, лактозу, галактозу, инсулин, дульцит и декстрин. Бациллы продуцируют энтеротоксины только in vivo, патогенны для белых мышей и морских свинок.

Источники и факторы передачи инфекции
Основной средой обитания Bacillus cereus является почва с нейтральной или слабощелочной реакцией. Из почвы патоген попадает в воздух, воду, пищевые продукты, на одежду и руки людей, кожные покровы животных, на поверхность оборудования пищевых предприятий. Из кишечника здоровых людей и животных Bacillus cereus выявляется редко и в небольших количествах. Размножению Bacillus cereus препятствуют кислая среда и высокая концентрация сахара. При хранении зараженной пищи в холодильнике (при 0…+4°С) патоген не размножается.


Патогенез
Пищевые токсикоинфекции проявляются при употреблении в пищу продукта, содержащего большое количество живых клеток Bacillus cereus, продуцирующих энтеротоксины. Пищевые токсикоинфекции возникают в случаях, когда живые микроорганизмы вследствие различных санитарных и технологических нарушений при приготовлении, хранении и реализации пищевых продуктов, попав в них, начинают интенсивно размножаться и при приеме пищи попадают в организм человека в больших количествах. Инкубационный период у больного колеблется от 3-4 до 10-16 ч. Болезнь возникает внезапно, сопровождается рвотой и острой диареей. Летальность менее 1% и отмечается крайне редко: у лиц с ослабленным здоровьем, главным образом у стариков и детей. Попав в желудочно-кишечный тракт, микробы по лимфатическим путям проникают в кровь, вызывая бактериемию. При этом поступившие в кровь из первичного очага микробы в ней не размножаются, а лишь транспортируются в другие органы и ткани. В клетках ретикуло-эндотелиальной системы бактерии размножаются. Продуцируемый бациллами эндотоксин поражает лимфатический аппарат кишечника, вызывая дистрофические изменения в стенках кишок. Общее недомогание обусловлено действием эндотоксина на центральную нервную систему. Последствием перенесения токсикоинфекции является бактерионосительство, причем в некоторых случаях довольно длительное. Для окружающих больные не опасны; контактное заражение отсутствует, поскольку возбудитель выделяется с рвотными массами и испражнениями непродолжительное время и обладает малой патогенностью. Клиническая картина выражается проявлениями гастроэнтерита (коликообразные боли в животе, тошнота, диарея). Энтеротоксины влияют на транспорт жидкости, электролитов и глюкозы клетками кишечника. Температура тела заболевшего человека обычно в пределах нормы, либо повышается незначительно. Более тяжелые формы заболевания сопровождаются резкой головной болью, рвотой, судорогами и даже потерей сознания. Продолжительность пищевой токсикоинфекции до 4-6 суток. На основании превалирующих симптомов пищевого отравления, вызванного Bacillus cereus, выделяют две формы заболеваний: диарейную и токсикозоподобную (рвотную). Диарейный тип пищевого отравления чаще возникает при употреблении некачественных мяса, рыбы, молока, овощей. При диарейной форме клиническая картина развивается через 24 ч после употребления инфицированного продукта. Температура, как правило, не повышается. Диарейная форма развивается при поступлении в организм больших количеств Bacillus cereus (свыше 10 6 микробных клеток), продуцирующих энтеротоксины диарейного типа. Токсикозоподобная (рвотная) форма пищевого отравления имеет чрезвычайно короткий инкубационный период 0,5-6 ч. Характеризуется тошнотой и рвотой, длящейся до 24 ч. В инфицированном продукте и рвотных массах регистрируется специфический термостабильный рвотный энтеротоксин. Возникновение конкретной формы пищевого отравления зависит от условий размножения Bacillus cereus. Рвотная форма заболевания связана, как правило, с контаминацией крупяных, картофельных и макаронных блюд, салатов, пудингов, соусов. Во всех случаях интенсивному накоплению бактерий и стимулированию токсинообразования способствует нарушение температурных условий и сроков хранения готовых к употреблению блюд и скоропортящихся продуктов. При этом интенсивное размножение Bacillus cereus в таких продуктах происходит при температуре выше 15°С.


Методы обнаружения

Классический метод
Метод основан на выделении Bacillus cereus из колоний, полученных при поверхностном посеве продукта или его разведения на селективные среды. Принадлежность выделенных колоний к Bacillus cereus определяют по морфологическим и биохимическим свойствам [ГОСТ 10444.8-88].


Исследование воздействия ампициллина на морфологические и механические свойства клеток Escherichia coli и Bacillus cereus с использованием метода атомно-силовой микроскопии

Д. Г ДЕРЯБИН, А. С. ВАСИЛЬЧЕНКО, А. Н. НИКИЯН

Оренбургский государственный университет

Investigation of Ampicillin Effect on Morphological and Mechanical Properties of Escherichia coli and Bacillus cereus Cells with Atomic Force Microscopy

D. G. DERYABIN, A. S. VASILCHENKO, A. N. NIKIYAN Orenburg State University, Orenburg

Методом атомно-силовой микроскопии изучено влияние суббактериостатических концентраций ампициллина на морфологические и механические свойства клеток грамотрицательного (Escherichia coli K12 TG1) и грамположительного (Bacillus cereus IP5832) микроорганизмов. Показана выраженная гетерогенность бактериальных популяций по характеру реагирования на воздействие антибиотика. Общим моментом являлось увеличение размера клеток, что может быть обусловлено действием внутреннего осмотического давления на снизившую свою прочность клеточную стенку. Помимо этого в популяции E.coli обнаружены аномально удлинённые клетки с признаками нарушения септирования, а также происходящие от них структуры, утратившие жидкую фракцию цитоплазматического содержимого. В свою очередь у B.cereus действие внутреннего осмотического давления преимущественно вело к увеличению поперечного сечения клетки, изменяя её форму от палочки к сфере, что сопровождалось выраженным нарушением структурированности поверхности с освобождением фрагментов пептидогликана в окружающую среду. В качестве причины наблюдаемых особенностей реагирования E.coli K12 TG1 и B.cereus IP5832 на воздействие ампициллина названы различия в строении их клеточных стенок, в том числе обусловленные особенностями синтеза и трёхмерной организации пептидогликана.

Ключевые слова: ампициллин, Escherichia coli, Bacillus cereus, атомно-силовая микроскопия, морфологические и механические характеристики бактериальной клетки.

The effect of subbacteriostatic concentrations of ampicillin on morphological and mechanical properties of gramnegative and grampositive cells of Escherichia coli K12 TG1 and Bacillus cereus IP 5832 respectively was studied with atomic force microscopy. Significant heterogeneity of the bacterial populations was shown by the character of the response to the antibiotic effect. The common feature was increase of the cell size likely due to the effect of the inner osmotic pressure on the lowered cell wall strength. In the E.coli population there were besides observed anomalous elongated cells with signs of septation disorder, as well as their structurs, lacking the cytoplasmic liquid fraction. In the B.cereus the inner osmotic pressure mainly enlarged the cell cross section, changing the cell shape from rod to sphere, that was accompanied by significant impairment of the surface structure with liberation of the peptidoglycane fragments to the medium. The particular features of the E.coli K12 TG1 and B.cereus IP 5832 respond to the ampicillin effect were attributed to the differences in the structure of their cell wall, also due to specific properties of the peptidoglycane synthesis and three-dimensional organization.

Key words: ampicillin. Escherichia coli, Bacillius cereus, atomic force microscopy bacterial, cell morphological and mechanical characteristics.

Введение

термальные клетки-мишени . В качестве одного из подобный методов в настоящее время рассматривается атомно-силовая микроскопия (АСМ), разработанная Г. Биннигом и К. Гербе-ром в 1986 г. и основанная на оценке взаимодействия упругого зонда (кантилевера) с поверхностью исследуемого образца . По сравнению с растровой электронной микроскопией АСМ имеет ряд значимых преимуществ, заключающихся в более высоком разрешении, возможнос-

Совершенствование традиционных и создание новых препаратов с антимикробной активностью требует использования широкого арсенала методов, позволяющих комплексно оценивать механизмы и последствия их воздействия на бак-

E-mail: [email protected]

ти получения представлений об истинных трёхмерных характеристиках объекта, нетребовательности к созданию вакуума и нанесению на образец металлического покрытия . Последнее обстоятельство определило уникальную возможность использования АСМ для изучения морфологических и механических свойств клеток про- и эукариотов из живого состояния.

Сказанное объясняет высокую востребованность АСМ для визуализации последствий воздействия различных препаратов на модельные микроорганизмы . При этом в ряде подобных работ в качестве «препарата сравнения» используется антибиотик ампициллин, по отношению к которому оцениваются эффекты вновь создаваемых веществ и соединений . Кроме того, самостоятельное значение имеет и детализация механизмов биологической активности самого ампициллина, по-прежнему занимающего заметное место в арсенале современной антибио-тикотерапии .

В этой связи целью настоящей работы явилось экспериментальное изучение воздействия ампициллина на морфологические и механические свойства клеток модельных грамотрицатель-ного (Escherichia coli) и грамположительного (Bacillus cereus) микроорганизмов, реализованное с использованием метода атомно-силовой микроскопии.

Материал и методы

При проведении работы использованы музейные штаммы Escherichia coli K12 TG1 и Bacillus cereus IP 5832. В зависимости от этапа эксперимента культивирование данных микроорганизмов проводилось на LB-агаре или LB-бульоне («Sigma-Aldrich», США) при 37°С.

При определении суббактериостатических концентраций ампициллина (ОАО «Биохимик», Россия) его навески в количестве 5 мг растворяли в 5 мл LB-бульона, из которого готовили серии двукратных разведений с содержанием антибиотика от 1 мг/мл до 20 пг/мл. В качестве контроля использовали идентичную среду культивирования без действующего агента. Исходные культуры E.coli K12 TG1 и B.cereus IP 5832 выращенные в течение 18-24 ч на LB-агаре суспендировали до оптической плотности 0,5 ед. при 620 нм. Полученной суспензией в объёме 5 мкл инокулировали 2,5 мл LB-бульона с различным содержанием ампициллина, инкубировали в течение 18-24 часов, после чего оценивали наличие роста визуально, а также по поглощению при 620 нм. Определённые подобным образом суббактериостатические концентраций ампициллина составили для E.coli K12 TG1 7,8 мкг/мл, а для B.cereus IP 5832 0,1 нг/мл.

Выращенные в присутствии ампициллина (опыт) и в его отсутствии (контроль) микроорганизмы отмывали центрифугированием при 4000 об/мин в дистиллированной воде, после чего в объёме 10 мкл наносили на свежий скол слюды и высушивали в течение 24 ч при относительной влажности 95% и температуре 20-22°С в соответствии с ранее предложенной процедурой . Полученные образцы исследовали методом атомно-силовой микроскопии в контактном режиме с использованием мульти-ми-кроскопа SMM-2000 (ЗАО «КПД», Россия). В процессе сканирования использовались кантилеверы MSCT-AUNM («Park Scientific Instruments», США) с жесткостью балки 0,01 Н/м и ра-

диусом кривизны иглы порядка 15-20 нм. Количественный морфометрический анализ полученных изображений проводили с использованием штатного программного обеспечения микроскопа. Исследование упругих свойств бактериальных клеток проводили путём анализа силовых кривых, описывающих зависимость изгиба балки кантилевера от расстояния между иглой зонда и поверхностью исследуемого образца. На данной основе рассчитывали величину силы, необходимую для деформации образца на заданную величину и характеризующую упругость объекта .

Полученные результаты обработаны методами вариационной статистики с использованием модульной программы «Attestat», работающей в среде MS Excel.

Результаты и обсуждение

Использование атомно-силовой микроскопии позволило представить каждый из исследуемых объектов в виде трёхмерных сканов, содержащих информацию о длине, ширине и высоте бактериальных клеток, на основании чего дополнительно были рассчитаны площадь их сечения, а также объём подобных объектов. Помимо этого с высоким разрешением был оценен показатель шероховатости (профиль) поверхности бактериальных клеток, а также их упруго-механические свойства.

При АСМ интактных клеток E.coli K12 TG1 (рис. 1, а) последние обнаруживались как палочковидные объекты с закругленными концами, размерные характеристики которых составляли 2,46±0,34 мкм по длине, 1,24+0,27 мкм по ширине и 0,20+0,03 мкм по высоте. Соответственно рассчитанные на этой основе величины площади сечения и объёма бактериальных клеток равнялись 0,20+0,07 мкм2 и 0,48+0,16 мкм3. На некоторых сканах были визуализированы отходящие от поверхности клеток ворсинки и одиночные пери-трихиально расположенные жгутики. Измеренный профиль бактериальной поверхности (рис. 1, б) позволил зафиксировать величины шероховатости интактных клеток E.coli K12 TG1 на уровне 2,26+0,59 нм, а измененные величины их упругости характеризовались величиной 2,74+1,79 МПа, примерно соответствующей таковой, ранее установленной для клеток других грамотрица-тельных микроорганизмов .

В свою очередь интактные клетки B.cereus IP 5832 визуализировались как расположенные цепочками палочки с «обрубленными» концами (рис. 1, в), при морфометрическом анализе имеющие длину 4,40+0,94 мкм, ширину 1,53+0,39 мкм и высоту 0,47+0,06 мкм. Соответственно рассчитанные на этой основе величины площади их сечения и объёма равнялись 0,57+0,17 мкм2 и 2,50+0,86 мкм3. У единичных клеток обнаруживались по 1-2 полярно расположенных жгутика. Сканирование бактериальной поверхности (рис. 1, г) показало значения шероховатости, равные 2,71+0,75 нм, а исследование механических свойств клеток оценивало их упругость величи-

Рис. 1. Фазовые АСМ-изображения (а, в) и профили поверхностей (б, г) интактных клеток E.coli K12 TG1 (а, б) и B.cereus IP 5832 (в, г).

ной 2,54±0,78 МПа. В целом, по сравнению с E.coliK12 TGI, клетки B.cereus IP 5832 могли быть охарактеризованы как значительно более крупные объекты, имеющие несколько большую шероховатость, но меньшую упругость поверхности при механическом воздействии. При этом в основе выявленных различий лежит принадлежность B.cereus IP 5832 к отделу Firmicutes, классу Bacilli, порядку Bacilliales с характерным для грамполо-жительных эубактерий строением поверхностных клеточных структур, а также родовые, видовые и штаммовые особенности исследуемого микроорганизма.

Результаты исследования морфологических и механических свойств клеток E.coli K12 TG1, выросших в присутствии суббактериостатической концентрации ампициллина, констатировали выраженную гетерогенность бактериальной по-

пуляции по характеру её реагирования на подобное воздействие (рис. 2, а). Так, 92,04±4,3% клеток (в таблице обозначены как объекты 1-го типа) в значительной степени сохраняли свою морфологию по сравнению с интактными микроорганизмами, оказываясь несколько более тонкими (1,00±0,34 мкм; р<0,01), но удлинёнными до 3,40±0,72 мкм (р<0,01) образованиями, одновременно несколько увеличивающими свой объём до 0,54±0,23 мкм3. При этом возможной причиной подобных изменений могло являться «растягивающее» действие внутреннего осмотического давления на снизившую свою ригидность клеточную стенку. Этим же может объясняться и более низкая остаточная упругость инкубированных в контакте с ампициллином клеток Е.соИ К12 Т01, в данном случае характеризуемая величиной 2,03±1,54 МПа. В то же время шерховатость по-

Рис. 2. Фазовые АСМ-изображения (а-г) и профили поверхностей (д, е) клеток E.coli K12 TG1 (а, б, д) и B.cereus IP 5832 (в, г, е), инкубированных в контакте с суббактериостатическими концентрациями ампициллина.

добных объектов существенно не отличалась от контрольных величин, что связано с зависимостью этого параметра от свойств наружной мембраны исследуемого грамотрицательного микроорганизма, не имеющей молекулярных мишеней для воздействия ампициллина.

На этом фоне до 7,96+4,3% визуализированных объектов было представлено аномально удлиненными образованиями с признаками нарушения септирования (в таблице обозначены как объекты 2-го типа). В данном случае при относительной неизменности ширины и высоты, их длина (18,52+8,66 мкм) и объём (3,88+2,18 мкм3) в 6,7-7,7 раз превышали таковые у интактных клеток (^<0,01). Природа же зарегистрированных изменений может быть обусловлена высоким сродством ампициллина к пенициллинсвязыва-ющему белку (англ. - РВР) 3 типа, контролирующему процесс формирования межклеточных перегородок при делении .

Наконец, ещё одним проявлением гетерогенности популяции Е.еоН К12 Т01 по её чувствительности к воздействию ампициллина явились обнаруживаемые на единичных сканах клеточные структуры с признаками утраты жидкой фракции цитоплазматического содержимого (рис. 2, б; в таблице обозначены как объекты 3-го типа). Последние визуализировались как заполнен-

ные гранулярным материалом уплощённые образования, по своей высоте (0,08+0,03 мкм; /><0,01) и площади сечения (0,09+0,03 мкм2; ^<0,01) более чем в два раза уступающие сохранившим свою целостность бактериальным клеткам. Их дополнительными особенностями также являлись значительно более высокие показатели шероховатости (13,32+4,85 нм; ^<0,01), а также характеризуемая модулем Юнга жесткость (6,66+5,11 МПа; /><0,01). В целом проведённый морфометрический анализ позволял предполагать утрату жизнеспособности подобных образований, а их значительная длина свидетельствовала в пользу их происхождении от описанных выше аномально удлинённых клеток, имеющих выраженное нарушение процесса септирования.

Не менее выраженной при культивировании в контакте с суббактериостатической концентрацией ампициллина оказывалась и гетерогенность популяции В.еегеш 1Р 5832. При этом клетки, находящиеся в одной микроколонии могли быть представлены как частично сохранившими свою морфологию удлинёнными палочковыми формами, так и существенно изменившими её клетками, форма которых стремилась к шаровидной (рис. 2, в; в таблице обозначены как объекты 1-го типа). При этом у последних зарегистрировано достоверное

Морфологические и механические характеристики клеток E.coli М2 TG1 и B.cereus № 5832 до и после воздействия суббактериостатических концентраций ампициллина

Штамм Исследуемые Морфологические характеристики Механические

группы*** длина ширина высота площадь объём шерохо- характеристики

(мкм) (мкм) (мкм) сечения (мкм2) (мкм3) ватость модуль

(нм) Юнга (МПа)

Е.соИ К 12 Т01 Контроль 2,46+0,34 1,24+0,27 0,20+0,03 0,20+0,07 0,48+0,16 2,26+0,59 2,74+1,79

Объекты 1 типа 3,40+0,72 ** 1,00+0,34 ** 0,20+0,02 0,16+0,06 ** 0,54+0,23 2,06+0,56 2,03+1,54

Объекты 2 типа 18,52+8,66** 1,30+0,19 0,21+0,03 0,21+0,05 3,88+2,18** 2,25+0,40 3,50+2,18

Объекты 3 типа 11,87+8,01** 1,42+0,20** 0,08+0,03** 0,09+0,03** 1,07+0,83** 13,32+4,85** 6,66+5,11**

Б.сегеш 1Р 5832 Контроль 4,40+0,94 1,53+0,39 0,47+0,06 0,57+0,17 2,50+0,86 2,71+0,75 2,21+1,58

Объекты 1 типа 2,59+0,59** 3,04+0,72** 0,88+0,18** 2,14+0,82** 5,55+2,72** 8,72+2,66** 5,45+3,27**

Объекты 2 типа 3,54+0,80** 2,32+0,61** 0,37+0,09** 0,68+0,30 2,40+1,45* 11,37+3,54** 0,23+0,09**

Примечание. * - р<0,05 (критерий Уилкоксона); ** - р<0,01 (критерий Уилкоксона); *** - пояснения в тексте.

уменьшение длины (до 2,59+0,59 мкм; р<0,01) при одновременном увеличении ширины и высоты до 3,04+0,72 мкм и 0,88+0,18 мкм соответственно (^<0,01). Названные причины обусловили и выраженное увеличение величин площади сечения, а также объёма подобных клеток, составляющего 5,55+2,72 мкм3 (^<0,01) и более чем в два раза превышающего таковой у интактных клеток. При этом вновь в качестве возможной причины подобных изменений могло быть названо растяжение изменившей свою ригидность клеточной стенки под действием внутреннего осмотического давления.

С другой стороны, в противоположность эффектам, зарегистрированным при исследовании эффектов ампициллина на клетки Е.соН К12 Т01, воздействие на Б.сегеш 1Р 5832 вело к существенному изменению показателя шероховатости поверхности, объясняемой экспонированием на ней основной мишени для действия антибиотика. Соответственно обусловленное воздействием ампициллина нарушение трёхмерной пространственной структуры пептидогликана результирова-лось в более чем трёхкратном увеличении шероховатости (до 8,72+2,66 нм; р<0,01) клеток В.сегет 1Р 5832, инкубированных в контакте с ампициллином.

На тех же сканах до 45,37+22,6% клеток (в таблице обозначены как объекты 2-го типа) визуализировались как уплощённые до 0,37+0,09 мкм (р<0,01) образования с характеризуемой модулем Юнга упругостью 0,23+0,09 МПа, что позволяло оценивать их как клетки, утратившие значительную часть внутриклеточного содержимого. При этом дополнительными особенностями подобных объектов являлась еще более выраженная (до 11,37+3,54 нм; р<0,01) шероховатость поверхности, сопровождающаяся расположением вокруг них гранулярных структур размером 261,2+139,0 нм, предположительно представляющих собой фрагменты пептидогликана, освобождённые во внешнюю среду при нарушении целостности клеточной стенки (рис. 2, г).

Заключение

Таким образом, использование атомно-сило-вой микроскопии позволило детально охарактеризовать гетерогенность популяции Е.соН К12 Т01 и В.сегет 1Р 5832 после контакта с суббактериоста-тической концентрацией антибиотика ампициллина, оценить спектр изменений морфологических и механических свойств клеток, а также констатировать гибель некоторых из них при подобном воздействии. Наиболее общим изменением, характерным для обоих использованных микроорганизмов, оказывалось увеличение размера клеток после контакта с ампициллином, предположительно обусловленного действием внутреннего осмотического давления на снизившую свою прочность клеточную стенку. Так, у Е.соН К12 Т01 подобный эффект преимущественно проявлялся через элонгацию клеток, в своих крайних проявлениях приводящем к формированию аномально удлинённых объектов с признаками нарушения сеп-тирования. В свою очередь у В.сегет 1Р 5832 действие внутреннего осмотического давления преимущественно вело к увеличению поперечного сечения клетки, изменяя её форму от палочки к сфере. Кроме того, обусловленная действием антибиотика выраженная дезорганизация поверхностных клеточных структур данного микроорганизма сопровождалась освобождением фрагментов пептидогликана в окружающую среду. При этом вероятной причиной особенностей реагирования Е.соН К12 Т01 и В.сегет 1Р5832 на воздействие ампициллина являются различия в строении их клеточных стенок, в том числе обусловленные особенностями синтеза и трёхмерной организации пептидогликана.

Полученные результаты позволяют по-новому оценить последствия воздействия антибиотика ампициллина на клетки модельных грамотрицательных и грамположительных микроорганизмов, связав их с ранее охарактеризованными механизмами его биологической активности и известными молекулярными мишенями. С другой стороны, для дальнейшей

оценки методом ACM известных и вновь синтезируемых соединений, направленных на нарушение синтеза пептидогликана, проведённые исследования позволяют рекомендовать грампо-ложительные микроорганизмы, экспонирующие данный биополимер непосредственно на своей поверхности. В свою очередь грамотрицательные микроорганизмы представляются модельными объектами, адекватными для использования ACM при оценке биологической активности

ЛИТЕРАТУРА

1. Finberg R. V., Moellering R. C, Tally F. P. The Importance ofbacterici-dal drugs: future directions in infectious disease. Clin Infect Dis 2004; 39: 1314-1320.

2. Binnig G, Quate C. F, Gerber Ch. Atomic force microscope. Phys Rev Lett 1986; 6: 59: 930-933.

3. Dufrêne Y. F. Atomic force microscopy, a powerful tool in microbiology. J Bacteriol 2002; 184: 19: 5205-5213.

4. Camesano T. A., Natan M. J., Logan B. E. Observation of changes in bacterial cell morphology using tapping mode atomic force microscopy. Langmuir 2000; 16: 4563-4572.

5. Олюнина Л. H, Мацкова Ю. А., Гончарова Т. А., Гущина Ю. Ю. Оценка терморезистентности Azotobacter chrococcum методом атомно-силовой микроскопии. Приклад биохим микробиол 2009; 45: 1: 45-50.

6. Perry C. C., Weatherly M., Beale T., Randriamahefa A. Atomic force microscopy study of the antimicrobial activity of aqueous garlic versus ampicillin against Escherichia coli and Staphylococcus aureus. J Sci Food Agric 2009; 89: 958-964.

мембраноповреждающих факторов. Наконец, сама атомно-силовая микроскопия, являющаяся принципиально новым методом визуализации микрообъектов с нанометровым разрешением, может быть охарактеризована как информативный подход, позволяющий при минимальном дополнительном воздействии на анализируемый образец получать уникальную информацию о последствиях воздействия антибактериальных факторов на модельные микроорганизмы.

7. Yang L, Wang K, Tan W. et al. Atomic force microscopy study of different effects of natural and semisynthetic /в-lactam on the cell envelope of Escherichia coli. Anal Chem 2006; 78: 7341-7345.

8. Рачина С. А., Козлов P. С., Шаль E. П. и др. Анализ антибактериальной терапии госпитализированных пациентов с внебольничной пневмонией в различных регионах: уроки многоцентрового фар-макоэпидемиологического исследования. Клин микробиол антимикроб химиотер 2009; 11: 1: 66-78.

9. Nikiyan A., Vasilchenko A., Deryabin D. Humidity-dependent bacterial cells functional morphometry investigations using atomic force microscope. Intern J Microbiol 2010; Article ID 704170, doi:10.1155/2010/704170.

10. Голутвин И. А., Насикан И. С., Игнатюк Т. E. Новые подходы к исследованию вирусов при помощи сканирующей зондовой микроскопии. Биофизика. 2004; 49: 6: 1105-1111.

11. Salerno M., Bykov /.Tutorial: mapping adhesion forces and calculating elasticity in contact-mode AFM. Microscopy and Analysis 2006; 20: S5-S8.

12. Spratt B. G. Distinct penicillin binding proteins involved in the division, elongation, and shape of Escherichia coli K12. Proc Nat Acad Sci USA 1975; 72: 8: 2999-3003.

Препарат Бактисубтил создан специально в рамках программы микробиологической безопасности французской фармацевтической компанией Patheon France. Пробиотик эффективен как в лечении желудочно-кишечных заболеваний, так и в профилактических целях. Способствует быстрому восстановлению нарушенной микрофлоры кишечника, нормализует обменные процессы в организме, повышает иммунитет.

Эффективность Бактисубтила доказана клиническими исследованиями. Препарат имеет мощное действие, полностью восстанавливающее структуру нарушенной микрофлоры ЖКТ, обладает широким спектром действия.

В состав препарата входят бактерии штамма Bacillus cereus IP 5832 в высушенном виде. Споры полезных бактерий устойчивы к воздействию желудочного сока, поэтому беспрепятственно попадают в тонкий и толстый кишечник в активном виде. Подавляют условно-патогенные и патогенные микроорганизмы.
Кроме этого, в состав средства входит кальция карбонат, каолин. Оболочка капсул изготовлена из титана диоксида и пищевого желатина. 
Желатиновые капсулы имеют белый цвет.

Действие Бактисубтила

  1. Эффективно и быстро восстанавливается нормальная микрофлора желудочно-кишечного тракта. Пробиотик имеет бактериальное противодиарейное, противомикробное действие.
  2. Повышаются защитные силы организма. Предотвращаются заболевания кишечника, органов дыхания, поджелудочной железы, желудка.
  3. Нормализуются нарушенные пищевые процессы.
  4. Выводятся токсины, продукты распада.
  5. Уменьшаются проявления язвенной болезни, панкреатита, гастрита, кишечного и вагинального дисбактериоза.
  6. Препятствует нарушению синтеза.
  7. Обладает детоксикационным действием.
  8. Способствует образованию витаминов группы В
  9. Снижается заболеваемость инфекционными, респираторными заболеваниями.
  10. Средство показано в лечении и профилактике заболеваний детям с первых дней жизни.

Показания к применению

  • диарея, в том числе в лечении дисбактериоза;
  • нарушенный обмен веществ;
  • иммунодефицитное состояние;
  • бактериальные заболевания желудочно-кишечного тракта;
  • для устранения симптомов кишечного, влагалищного дисбаланса на любых стадиях;
  • гепатит, язвенная болезнь;
  • при синдроме избыточного бактериального роста;
  • стрессогенный кишечник;
  • энтерит, энтероколит;
  • повышенное газообразование;
  • аллергия на химические, бытовые, пищевые, растительные раздражители;
  • при избыточной массе тела;
  • хронические запоры;
  • при отравлениях, включительно с алкогольным;
  • при синдроме хронической усталости;
  • после лучевой терапии или курса лечения противомикробными препаратами, антибиотиками.


Курс лечения – от 1 до 4 недель, в зависимости от выраженных симптомов. При необходимости курс может быть увеличен по рекомендации лечащего врача.

При остром заболевании кишечника – по одной капсуле 4-6 раз в день, начиная с 12-ти летнего возраста. При остром течении болезни принимается до 10 капсул в сутки, но не более.

  1. Детям с 3 до 12 лет – по 1 капсуле 3-4 раза в сутки.
  2. Детям до трехлетнего возраста – по 1-2 капсулы в день.
  3. При хронических заболеваниях или в профилактических целях – по 1 капсуле 2 раза в сутки.

Особенность: детям грудного возраста необходимо разбавить содержимое капсулы в небольшом количестве грудного молока, воды комнатной температуры, детской смеси или сока. Запрещается разводить в горячем напитке!

Побочные действия

Аллергия на любой из компонентов, входящих в состав пробиотика – высыпания, зуд, аллергический ринит, отек гортани, покраснение кожи.

Бактисубтил не вызывает побочных действий при рекомендуемых дозировках.

Противопоказания

1. Гиперчувствительность к активному веществу препарата.
2. СПИД.
3. При трансплантации.

Взаимодействие с лекарственными препаратами

Пробиотик разрешается одновременно принимать с сульфаниламидными препаратами или антибиотиками.
При взаимодействии с этанолом действие средства снижается, поэтому во время лечения Бактисубтилом не рекомендуется употреблять алкогольные напитки.

Применение средства при беременности и в лактационный период

Бактисубтил – одно из немногочисленных средств, которое не имеет противопоказаний в период беременности или кормления грудью. Объясняется это тем, что компоненты, входящие в его состав, не имеют свойств накапливаться в организме, поэтому исключена возможность их проникновения в грудное молоко или плаценту.

Аналоги

По структуре, приближенной максимально к Бактисубтилу, аналогов не имеется. Однако есть пробиотики, обладающие схожим фармакологическим действием и дающие не менее положительные лекарственные эффекты.

При выборе аналогов, следуют учитывать такие его характеристики:

  • при вирусной природе расстройства желудочно-кишечного тракта необходимо выбирать средства с высоким содержанием лактобактерий;
  • при подозрениях на бактериальную инфекцию подойдут комбинированные препараты синбиотики, содержащие одновременно бифидобактерии и лактобактерии;
  • при грибковом поражении органов желудочно-кишечного тракта назначаются средства, содержащие бифидобактерии.

Пробиотики отличаются по своему воздействию на организм, количественному и качественному составу полезных микроорганизмов и по стоимости.


Сравнительные характеристики некоторых аналогов Бактисубтила

  1. Линекс . Как и Бактисубтил, способствует быстрому восстановлению нарушенной микрофлоры. Линекс имеет такие отличия: в его состав входит одновременно три компонента — бифидобактерии, лактобактерии, энтерококк. Поэтому он признан более действенным препаратом в лечении дисбактериоза.
  2. Бифиформ . Содержит в составе бифидобактерии, энтерококки. Имеет аналогичный спектр действий. Противопоказание – гиперчувствительность к любому компоненту.
  3. Энтерофурил . Относится к противомикробным препаратам, назначаемых в лечении инфекционных заболеваний кишечника. Более эффективен при диареи, но менее эффективен в лечении дисбактериоза.
  4. Бактистатин . Комплексный пробиотик, изготовленный на основе лиофилизированных дрожжей. Быстро подавляет гнилостные процессы, ускоряет гибель вредных бактерий, грибов. Рекомендуется при диарее любого генеза. Малоэффективен при дисбактериозе.
  5. Пробифор . Противомикробный препарат, обладающий широким спектром действия. Активен в отношении многих грамположительных энтеробактерий. Показан в лечении бактериальных инфекций, диареи.
  6. Лактобактерин . Содержит высокое количество лактобактерий. Рекомендуется при соматических заболеваниях ЖКТ, осложненных дисбактериозом, при язвенных и хронических колитах, в предродовой подготовке для исключения риска развития септического осложнения.
  7. Примадофилус . Биологически активная пищевая добавка, имеющая восстанавливающие свойства, синбиотик широкого спектра действия. Препарат препятствует развитию гнилостной и гноеродной флоры в кишечнике, усиливает перистальтику, стимулирует выработку витаминов. Рекомендуется при влагалишном и кишечном дисбактериозе, диареи, после длительного курса приема антибиотиков, ротавирусных инфекциях, пищевой аллергии, несбалансированном питании, любых формах диатеза у детей.

Также альтернативой Бактисубтилу являются следующие препараты:

  • Колибактерин;
  • Гастрофарм;
  • Ацилакт;
  • Флонивин БС;
  • Регулин;
  • Адвантан;
  • Диалин;
  • Альгилак;
  • Узара;
  • Симбиолакт;
  • Биоспорин;
  • Легколакс;
  • Энтерол;
  • Стоперан;
  • Поносол;
  • Аципол;
  • Карболонг;
  • Флорин Форте
Сеньор;
  • Стопдиар;
  • Эубикор;
  • Орсоль.

В ходе клинических и микробиологических исследований Бактисубтила были сделаны выводы: средство быстро изменяет внутриполостную среду толстой кишки, способствует положительным изменениям микробиоценоза ЖКТ, эффективно в лечении и профилактике дисбиотических нарушений.

Бактерии – простейшая форма жизни, состоящая из одной клетки. Они очень быстро размножаются путем деления. Бактерия, созревая, делится на две клетки, в результате чего получается два микроорганизма. Весь процесс занимает примерно 20-30 минут. Потом он многократно повторяется. При такой огромной скорости, одна бактерия при идеальных условиях могла бы произвести около 33 триллионов потомков за сутки. Новые штаммы бактерий – чистые культуры, изолированные в определенное время и в определенном месте, – будут появляться очень быстро при такой скорости размножения. Но их век не так уж долог. Он составляет у различных видов от нескольких минут до пары часов, поэтому бактерии даже при идеальных условиях не могут так быстро размножаться.

Listeria monocytogenes

Эти организмы появились на земле задолго до человека, благодаря чему количество их разновидностей сейчас неимоверно велико. Для простоты изучения их подразделяют на штаммы, объединяя по свойствам и особенностям.

Чтобы понять, насколько они разнообразны, можно оценить температуры, комфортные для существования различных бактерий. Есть температура, при которой все организмы этого вида перестают быть активными и впадают в спячку. Также есть верхний порог, при котором они погибают. В промежутке между этими температурами бактерии чувствуют себя очень комфортно, ведут активную жизнедеятельность.

Так, для бактерий-сапрофитов (питающихся клетками омертвевших растений или животных), температурный диапазон совсем небольшой – от +25°С до +30°С. Для патогенных микроорганизмов, приносящих заболевания, оптимальная температура составляет +38°С. Существуют также бактерии, которые прекрасно живут и размножаются при температуре +100°С. Многообразие бактерий на Земле очень велико.

Штаммы

В микробиологии, науке, занимающейся изучением микроорганизмов (невидимых глазу особей), существует понятие штамм бактерий. Штамм – это чистая культура микроорганизмов. Так как бактерии размножаются делением, то чаще всего находят целые колонии схожих между собой микроорганизмов. Благодаря высокой скорости размножения, эти существа очень изменчивы. Поэтому нельзя вывести один и тот же штамм бактерий из одного источника дважды.

Молочнокислые бактерии

Еще с древности кисломолочные продукты получали, используя штаммы молочнокислых бактерий. Эти организмы сбраживают углеводы, образуя при этом молочную кислоту. В последнее время их не только используют для приготовления кисломолочных продуктов, но и добавляют в пищу.

Штаммы молочнокислых бактерий в основном пробиотические и сохраняют жизнеспособность при прохождении через желудочно-кишечный тракт. У них есть множество полезных свойств. Например, они проявляют активность по отношению к патогенным микроорганизмам, вырабатывая различные органические кислоты бактерицидного действия. А некоторые штаммы производят активную перекись водорода, которая разрушает вирусы.

Клубеньковые бактерии

Также выделяют штамм клубеньковых бактерий. Они заражают только бобовые растения. Клубеньковые бактерии очень специфичны. Случается, что бактерии, образующие на клубеньки корнях люпина, не заражают корни гороха или клевера. Но хоть они порой и отличаются между собой, все клубеньковые бактерии хорошо развиваются при нейтральной кислотности почвы. Их применяют в сельском хозяйстве для улучшения ценности почв и получения лучшего урожая.

Кишечная палочка

Существуют микроорганизмы, обитающие в совсем другой среде. К таким относится штамм бактерии Escherichia coli, который живет в кишечнике человека. Бактерии попадают в организм новорожденного ребенка оральным путем в течение 40 часов после появления на свет.

Кишечная палочка, так ее называют, приносит определенную пользу организму человека. Она синтезирует витамины К и В1, а также противостоит патогенным бактериям, которые время от времени появляются в нашем желудочно-кишечном тракте. Кишечная палочка используется для проведения генетических исследований благодаря тому, что может быть выделена в лаборатории. Некоторое время кишечная палочка может жить вне организма человека и животных – это позволяет делать анализы образцов на наличие фекальных загрязнений.

Мутанты

Находящиеся в стационарах болезнетворные микроорганизмы постепенно формируют госпитальные штаммы. Их основная особенность – способность быстро заражать организм. Также они полирезистентные (обладают молниеносной адаптацией к лекарственным препаратам). Госпитальные инфекции способны вызывать масштабные внутрибольничные заболевания в короткие сроки.

Среди всех микроорганизмов ученые отдельно выделяют ауксотрофов. Они отличаются тем, что не могут производить какое-либо органическое вещество, необходимое для их роста и развития. Ауксотрофы относятся к мутантам, так как не могут самостоятельно развиваться, если нужного органического вещества нет в окружающей среде. Эти штаммы используются для проведения различных исследований. Также ауксотрофы удобно использовать для генетического маркирования в микробиологии.

Понятие ауксотрофия присуще не только микробиологии. Ауксотрофными являются множество видов на Земле. Примером ауксотрофного организма можно назвать и человека – ему нужны незаменимые аминокислоты для нормального развития.

Бациллы

В русском языке можно часто встретить слово «бациллы». Под этим понятием может подразумеваться как род бактерий (лат. bacillus), так и бактерии или микроорганизмы в общем. Второй вариант чаще встречается в простой речи. На самом деле бациллы – это грамположительные спорообразующие бактерии, имеющие вид изогнутых палочек.

Самые известные из них – это:

  1. Bacillus anthracis, который является возбудителем сибирской язвы;
  2. Bacillus subtilis, называемый также сенной палочкой;
  3. Bacillus cereus – вызывает токсические инфекции у человека, следствием которых являются рвота или диарея.

Польза бацилл

Стоит отметить, что среди бацилл есть микроорганизмы, поддерживающие оптимальную микрофлору в нашем кишечнике. Штаммы бацилл также используются как активные пробиотики. Их можно найти в различных лекарственных препаратах и БАДах. Так, в России можно встретить БАДы, включающие Bacillus subtilis. Примерами использования полезных свойств бацилл являются препараты Бактистатин и Киндер гель. В США компания выпускает штамм Bacillus coagulans, который используется для производства препарата Sustenex.

Бациллы используются в сельском хозяйстве, так как продуцируют антибиотики и обладают способностью закислять почву. Они эффективно противодействуют многим микроорганизмам, таким как сальмонелла, протей, стрептококки, а кроме того – производят аминокислоты и витамины, которые необходимы растениям. Такие штаммы, как Bacillus subtilis и licheniformis успешно используются для получения α-амилазы и протеинов (важных составляющих ферментативных препаратов)

Cereus IP 5832

Bacillus cereus IP 5832 – это непатогенный живой микроорганизм. Его используют как главное действующее вещество для получения препаратов, восстанавливающих оптимальную микрофлору кишечника. Некоторые его особенности:

  1. Cereus IP 5832 противодействует болезнетворным микроорганизмам и способствует нормализации пищеварения.
  2. Bacillus cereus IP 5832 присутствует в лекарствах в виде спор, которые устойчивы к действию кислоты и пепсина желудка.
  3. Уже в кишечнике споры Cereus IP 5832 превращаются в полноценные микроорганизмы путем созревания.
  4. Cereus IP 5832 генетически близка к сенной палочке.
  5. Штамм Bacillus cereus IP 5832 сопротивляется многим антибиотикам широкого спектра и восстанавливает нормальную микрофлору кишечника.

Cereus IP 5832 при нормальном развитии не должна находиться в кишечнике человека, поэтому через 4 суток после применения препаратов, содержащего споры бактерии, она выводится естественным путем.

Сенная палочка

Bacillus subtilis – один из самых исследованных микроорганизмов. Основные свойства:

  1. Размножается делением или спорами.
  2. Subtilis представляет собой бесцветную прямую палочку с закругленными тупыми краями.

Бацилла впервые была выведена в 1835 году путем выделения из отвара сена, поэтому и получила свое название.

Благодаря Bacillus subtilis были изучены механизмы спорообразования бацилл, работа жгутика микроорганизмов, исследованы генетические изменения, происходящие у бактерий в космосе или условиях, близких к невесомости.

Сенная палочка

Subtilis, как и другие бациллы, обладает способностью подавлять патогенные микроорганизмы. Именно поэтому хищные животные иногда употребляют в пищу некоторые виды растений, в которых можно встретить сенную палочку.

Bacillus subtilis часто среди первых появляется в ране человека. Она вырабатывает антибиотики, негативно влияющие на развитие болезнетворных микроорганизмов, и оказывает противоаллергическое воздействие. Subtilis угнетает большинство возбудителей хирургических инфекций.

Микроорганизмы незаметны для нас, но они играют очень важную роль в жизнедеятельности всех экосистем планеты. Бактерии производят органические вещества, витамины, убивают патогенные микроорганизмы. Мы можем использовать их свойства для создания многих полезных вещей. И тогда то, что сегодня кажется фантастикой, завтра будут применяться повсеместно.

Работаю врачом ветеринарной медицины. Увлекаюсь бальными танцами, спортом и йогой. В приоритет ставлю личностное развитие и освоение духовных практик. Любимые темы: ветеринария, биология, строительство, ремонт, путешествия. Табу: юриспруденция, политика, IT-технологии и компьютерные игры.



Разделы