Что такое сенная палочка в биологии
Перейти к содержимому

Что такое сенная палочка в биологии

  • автор:

Сенная палочка

Сенна́я па́лочка (Bacillus subtilis) — грамположительная, спорообразующая аэробная почвенная бактерия. Первоначально были описаны в 1835 Эренбергом как Vibrio subtilis, в 1872 были переименованы Коном в Bacillus subtilis. Название «сенная палочка» вид получил из-за того, что накопительные культуры этого микроорганизма получают из сенного экстракта. Является продуцентом некоторых полипептидных антибиотиков а также ферментов (амилазы, протеазы) получаемых промышленно.

Биологические свойства

Палочковидная бактерия, размер 3-5×0,6 мкм. Споры овальные, не превышающие размер клетки, расположены центрально. Перитрихиальное расположение жгутиков, подвижная. Колонии сухие, мелкоморщинистые, бархатистые, бесцветные или розовые. Край колонии волнистый. Растёт на МПА, МПБ, а также на средах, содержащих растительные остатки, простых синтетических питательных средах для гетеротрофов. Хемоорганогетеротроф, аммонифицирует белки, расщепляет крахмал, гликоген. Согласно Российским СанПиН, условно патогенна для человека. По данным из Большой советской энциклопедии (2001 года), не патогенна [1]. По данным из зарубежных источников, также не патогенна. Доказано, что штаммы Bacillus subtilis совсем не вредны для человека и животных. Отсутствие патогенности у штаммов Bacillus subtilis дало основание для присвоения им Управлением по контролю качества продовольственных и лекарственных средств США статуса GRAS (generally regarded as safe) — безопасных организмов (К. Харвуд, 1992). [1]

Геном

Геном Bacillus subtilis штамма 168 представлен кольцевой двуцепочечной молекулой ДНК размером 4214814 п.н. и содержит 5279 генов, из которых 5163 кодируют белки, процент % Г+Ц пар составляет 43,51 % [2] , геном содержит по крайней мере два ori сайта (сайта начала репликации) [3] . Изучено биологическое разнообразие штаммов Bacillus subtilis на уровне генома, гены, отвечающие за синтез антибиотиков, синтез клеточной стенки, споруляции, и прорастания спор являются высоковариабельными [4] .

Использование в промышленности

B. subtilis является важным продуцентом протеаз, амилаз, аминокислот и некоторых полисахаридов. В частности, протеаза используется как компонент моющих средств и для удаления жира и белков при выделке шкур. Также является продуцентом полипептидных антибиотиков. Ввиду наличия антагонистических свойств против фитопатогенов используется в биозащите растений. Штамм грамм-положительной спорообразующей аэробной почвенной бактерии Bacillus Subtilis, депонированный в Депозитарии Института микробиологии и вирусологии НАН Украины (регистрационный № IBM B-7321 от 6 марта 2010 года), по составу биологически активных веществ способен к созданию на его базе лечебно-профилактических препаратов для потребностей медицины и ветеринарии и после проведения с ним температурно-проточно-ультразвуковой обработки значительно повышается эффективность действия биологически активных компонентов, полученных из штамма IBM B-7321 Bacillus Subtilis. [1]

Примечания

  1. 12 Описание полезной модели к патенту № 74992.http://base.uipv.org/searchINV/search.php?action=viewdetails&IdClaim=180055&chapter=biblio
  2. Bacillus subtilis 168 Genome Page
  3. http://www.pubmedcentral.nih.gov/picrender.fcgi?artid=1213236&blobtype=pdf
  4. Bacillus subtilis Genome Diversity — Earl et al. 189 (3): 1163 — The Journal of Bacteriology

Ссылки

  • Bacillus subtilis Final Risk Assessment
  • Bacillus subtilis

Сенная палочка

Сенная палочка (Bacillus subtilis) — вид грамположительных спорообразующих аэробных бактерий, бесцветная прямая палочка, размером примерно 0,7 мкм в толщину и 2-8 мкм в длину. Размножается делением и спорами. Один из наиболее хорошо изученных микроорганизмов. Широко распространена в природе, безвредна для человека и животных, имеют высокую ферментативную активность. Сенной палочкой называется из-за того, что первоначально изолировалась исключительно из сенных отваров.

Bacillus subtilis производит антибиотики и способна закислять среду обитания, из-за чего выступает антагонистом патогенных и условно-патогенных микроорганизмов — сальмонеллы, протея, стафилококков, стрептококков, дрожжей, эшерихий, шигелл, клебсиелл, клостридий и пр.; продуцирует ферменты, удаляющие продукты гнилостного распада тканей; синтезирует аминокислоты, витамины и иммунноактивные факторы.

Установлено, что в микробиоценозе желудочно-кишечного тракта животных и человека экзогенные бактерии Bacillus очень важны.

  • Журнал «Коммерсантъ Наука» №5 от 31.08.2015, стр. 20

Bacillus subtilis, или сенная палочка

Сенная палочка или subtilis

Землю принято называть планетой людей, хотя, по справедливости, люди — лишь крохотная часть её обитателей. На самом деле, голубой шар следовало бы именовать планетой бактерий, потому что именно эти «ничтожные» микроорганизмы не только самые многочисленные, но и самые вездесущие. Они присутствуют буквально везде — не только на поверхности, но и внутри любого живого существа, в том числе и собак.

Кишечник как поле боя

Жизнь бактерий чрезвычайно интересна и необычайно сложна — это вам любой бактериолог скажет. Мы поговорим с вами о тех бактериях, которые населяют кишечник наших питомцев, ведь именно от них во многом зависит здоровье собаки. Задумайтесь, кишечник плотоядного животного Canis Familiaris отряда волчьих в пять раз длиннее его туловища.

Это не только огромный плацдарм для важнейших жизненных процессов, но и настоящее поле боя. Здесь идёт сражение за здоровье нашей собаки, а бойцами выступают те самые «хозяева планеты» — бактерии. Как в любой войне, в ней есть «наши» и те, кто им противостоит. В кишечнике эти роли играют полезная и патогенная микрофлора.

Каждый из них стремиться занять как можно больше места, и в зависимости от того, кому это удастся лучше, и зависит здоровье собаки. На стороне патогенной микрофлоры — много союзников. Это и стрессы, и плохая экология, и различные заболевания, и даже лекарства, которыми их лечат.

А вот полезная микрофлора гораздо более уязвима, численность её бойцов напрямую связана с тем, получает ли собака с питанием достаточное количество пробиотических бактерий или нет.

Bacillus subtilis — стойкий боец

Добиться стойкого перемирия в кишечнике сложно, и кормить собаку пищей, обогащённой пробиотиками, становится насущной необходимостью. По мнению ветеринарных врачей, наилучшим рационом для собаки является качественный сухой корм. Только вот большинство пробиотиков не могут пережить процесс его приготовления: слишком они чувствительны к температурным воздействиям.

Однако на наше счастье в неподдающейся исчислению армии бактерий есть и стойкие бойцы. Разрешите представить — Bacillus subtilis. Её полное имя звучит торжественно: грамположительная спорообразующая аэробная бактерия, а по-простому — сенная палочка. Сенная — потому, что раньше Bacillus subtilis получали исключительно из сенных отваров, а палочка — потому, что именно так бактерия выглядит под микроскопом.

Сенная палочка Bacillus subtilis широко распространена в природе, в присутствии кислорода она образует споры, что позволяет ей сохраняться во внешней среде в течение длительного периода. Бактерия живёт в почве, выживая, что называется, при любой погоде. Именно в невероятной устойчивости и заключается одна из главных особенностей сенной палочки.

Она не гибнет под воздействием антибиотиков, химических препаратов, высоких температур, вплоть до кипячения, не страшно ей и замораживание. Не разрушаясь, Bacillus subtilis проходит через кислую среду желудка в тонкий кишечник, где продолжает сохранять устойчивость к флавомицину, канамицину, антибиотикам тетрациклинового ряда, пенициллину и другим агрессивным к микроорганизмам веществам.

Польза сенной палочки

Бактерия Bacillus subtilis отличается на только устойчивостью — биологическая активность сенной палочки также примечательна. Как и все пробиотики, она выделяет пищеварительные ферменты (амилаз, липаз, протеаз) и успешно конкурирует с патогенными микроорганизмами за «место под солнцем».

А кроме этого, сенная палочка ещё и сама вырабатывает антибиотические вещества, убивающие эти самые патогены, а также оказывает активное антитоксическое и иммуностимулирующее действие, индуцируя интерферон и способствуя синтезу иммуноглобулинов.

Препараты на основе Bacillus subtilis широко используют в человеческой медицине для профилактики и лечения заболеваний ЖКТ, дисбактериоза, лёгочных инфекций, подавления роста патогенных и условно патогенных микроорганизмов (сальмонеллы, кишечной палочки, аэромонад, псевдомонад и других).

Корма Blitz с пробиотиком

Как сделать так, чтобы этот «универсальный солдат» бактериального мира каждый день оказывался в миске вашей собаки? Нет ничего проще. Кормите её кормом Blitz — не имеющим аналогов на российском рынке сухим рационом, обогащённым пробиотиком Bacillus subtilis и не только им, а ещё не менее полезной и устойчивой бактерией Bacillus licheniformis.

С кормом Blitz ваша собака не только каждый день будет получать все необходимые для долгой активной жизни питательные вещества и микроэлементы, но и будет надёжно защищена. Ведь с такими бойцами в её кишечнике всегда будут побеждать «наши».

Сенна́я па́лочка (лат. Bacillus subtilis) —вид грамположительных спорообразующих факультативно аэробных почвенных бактерий.

Сенна́я па́лочка ( лат. Bacillus subtilis ) —вид грамположительных спорообразующих факультативно аэробных почвенных бактерий . Название «сенная палочка» вид получил из-за того, что накопительные культуры этого микроорганизма получают из сенного экстракта . Является продуцентом некоторых полипептидных антибиотиков , а также ферментов ( амилазы , протеазы ), получаемых промышленно.

Палочковидная бактерия, размер 2—5 × 0,4-0,6 мкм. Споры овальные, не превышающие размер клетки, расположены центрально. Перитрихиальное расположение жгутиков , подвижная. Колонии сухие, мелкоморщинистые, бархатистые, бесцветные или розовые. Край колонии волнистый. Растёт на МПА , МПБ , а также на средах, содержащих растительные остатки, простых синтетических питательных средах для гетеротрофов . Хемоорганогетеротроф, аммонифицирует белки , расщепляет крахмал , гликоген . Развивается при температуре +5…+45 °С.

Встречается повсеместно в почве, в воздушной пыли. Выделяют кипячением настоя сена, при котором споры сенной палочки выживают. Приводит к порче некоторых пищевых продуктов.

Согласно санитарно-эпидемиологическому правилу СП 1.3.2322-08 «Безопасность работы с микроорганизмами III — IV групп патогенности (опасности) и возбудителями паразитарных болезней» (приложение № 1) не относится к патогенным для человека микроорганизмам. Может быть санитарно-гигиеническим показателем загрязнения микроорганизмами пищевых продуктов, а также к порче некоторых пищевых продуктов и отравлениям при их употреблении.

Отсутствие патогенности у штаммов Bacillus subtilis дало основание для присвоения им Управлением по контролю качества продовольственных и лекарственных средств США статуса GRAS (generally regarded as safe) — безопасных организмов

Использование в промышленности

B. subtilis является важным продуцентом протеаз, амилаз, аминокислот и некоторых полисахаридов и других соединений. Также является продуцентом полипептидных антибиотиков. Ввиду наличия антагонистических свойств против целого ряда возбудителей, в том числе фитопатогенов. Последнее свойство используется в биозащите растений.

Свойства

Молекулярно-биологические и структурно-функциональные особенности сенной палочки давно и подробно изучены. Бактерия относится к классу бацилл, семейству бацилиас, роду бацилус. Микроорганизмы, объединенные в вид бацилус субтилис, имеют ряд отличительных свойств: морфологических, тинкториальных, физиологических, культуральных, метаболических, биохимических.

Морфология. Bacillus subtilis – палочка, геном которой представлен кольцевой двуцепочечной ДНК. Штаммы бактерий отличаются сочетанием генов, кодирующих синтез антибиотиков, клеточной стенки и отвечающих за процесс споруляции и прорастания спор. Микроорганизм имеет прямую, слегка вытянутую форму с тупыми закругленными концами. Эта достаточно крупная палочка бесцветна. Овальные споры располагаются центрально. Их размер не превышает диаметр клетки. Бактерия благодаря перитрихиально расположенным жгутикам обладает подвижностью.

· Тинкториальные свойства. Клетки хорошо воспринимают обычные анилиновые красители. Микроорганизмы окрашиваются по Грамму в синий цвет — являются грамположительными. Под микроскопом бактерии имеют вид тонких нитевидных образований. В мазке бациллы располагаются по-разному — одиночно, скоплениями или длинными цепочками.

· Физиология. Бактерии распространены повсеместно. Они являются обитателями почвы, воздушной пыли и воды. Из почвы бациллы контактным путем распространяется на растения, с которыми в виде корма попадают в организм животных. Возможно и прямое обсеменение продуктов растительного или животного происхождения. Сенная палочка — представитель биоценоза кишечника здорового человека, препятствующий росту и размножению таких опасных микробов, как сальмонелла, протей, энтеробактер, стафилококк. Хищные животные, поедая растительную пищу, не только обогащают свой организм клетчаткой и витаминами, в него попадают споры сенной палочки, которые предупреждают развитие инфекционного процесса и укрепляют иммунитет. Размножение бактерий происходит путем простого бинарного деления с образованием двух дочерних клеток, между которыми сохраняется тонкая нить. Микробы также способны плодиться споровыми формациями.

· Метаболизм. Бацилла — сапрофит, питающийся мертвыми органическими веществами. Бактерии относятся к группе гетеротрофов, которые не могут продуцировать пищу самостоятельно. Источником энергии для сенной палочки являются природный и животный углеводы — крахмал и гликоген соответственно. Микробы аммонифицируют белки и синтезируют органические кислоты, микроэлементы, витамины, ферменты.

· Споруляция. Способность Bacillus subtilis к спорообразованию помогает ей выжить в критической обстановке. Эндоспоры выдерживают экстремальные температуры и сухие среды. Процесс образования спор довольно сложный. Структура клетки приобретает некоторую зернистость. Самое крупное зернышко непрерывно растет и покрывается плотной оболочкой. Это будущая спора. Негативное воздействие различных факторов приводит к разрушению наружной микробной оболочки. Бактериальная клетка погибает, а спора выходит во внешнюю среду. При оптимальных условиях она трансформируется в неподвижную активную бактерию, которая начинает работать – защищать почву и растения от болезней. Споры резистенты к нагреванию до 100°С и более. При кипячении сена, из которого выделяют Bacillus subtilis, они не погибают.

· Культуральные свойства.

· Сенная палочка растет в аэробных условиях в большом диапазоне температур — от +5 до +45°С.

· Температурный оптимум для бактерии — 20-30°С. Некоторые штаммы не нуждаются в кислороде и являются факультативными анаэробами. На плотных питательных средам образуются сухие, мелкие, морщинистые, бархатистые колонии с волнистым краем розового, серого цвета или полностью прозрачные. На поверхности жидких сред после инкубации появляется тонкая пленка с беловатым налетом, а на дно пробирки выпадает осадок. Бактерии неприхотливы и хорошо растут на простом агаре, в бульоне, на средах с растительными остатками и синтетических питательных средах для гетеротрофов. Для самостоятельного выделения бактерий необходимо прокипятить сено и выдержать полученный отвар в тепле двое суток. На поверхности настоя вскоре появится пленка, состоящая исключительно из бактерий.

· Биохимия. Бацилла расщепляет некоторые сахара, накапливает ацетоин — продукт анаэробного превращения глюкозы, разлагает полисахариды и белки до простых мономеров, разжижает желатин, продуцирует каталазу и лецитиназу, участвует в процессе денитрификации, дает положительную реакцию с цитратом натрия, образует аммиак и сероводород.

· Антибиотикорезистентность. Микроорганизмы устойчивы к антибиотикам из группы полимиксина, рифампицина, линкозамидов, пенициллина.

Сенная палочка не является патогенным микроорганизмом. Она относится к группе санитарно-гигиенических показателей загрязнения пищевых продуктов.

В природе обитает Бациллюс субтилис в почве, но встречается в воде и в пыли. Эти микроорганизмы ходят в состав микрофлоры нашего кишечника и желудочно-кишечного тракта животных.

Это бактерии-сапрофиты, они питаются органическими остатками. Основной источник энергии для них — это полисахариды на основе глюкозы растительного (целлюлоза и крахмал) и животного (гликоген) происхождения.

Продуктами метаболизма сенной палочки являются аминокислоты, витамины, разные ферменты, антибиотики. Эти особенности бактерии человек давно научился использовать в своей деятельности.

Bacillus subtilis — действующее вещество лекарственных препаратов

Бациллюс субтилис ( Bacillus subtilis ) — действующее вещество некоторых лекарственных препаратов. В данном контексте под термином «бациллюс субтилис» понимается определенный штамм (штаммы) бактерий вида Bacillus subtilis . По фармакологическому указателю бациллюс субтилис относится к группам «Противодиарейные средства» и «Другие иммуномодуляторы». По АТХ бациллюс субтилис имеет код «A07FA Антидиарейные микроорганизмы». Показания к применению бациллюс субтилис:

  • острые кишечные инфекции у детей
  • дисбактериоз кишечника различной природы
  • бактериальный вагиноз
  • профилактика гнойно-септических осложнений в послеоперационном периоде.

В качестве активного вещества лекарственных препаратов используется лиофилизированная микробная масса живого антагонистически активного штамма Bacillus subtilis 534 или штамма Bacillus subtilis 3H,

селектированного по признаку хромосомной устойчивости к антибиотику — римфапицину из производственного штамма Bacillus subtilis 534. Российскими предприятиями 48 ЦНИИ Минобороны России ФГУ, г. Екатеринбург, ЗАО «Биофарма» и несколькими украинскими предприятиями производится лекарственный препарат Биоспорин , содержащий смесь Bacillus subtilis штамм 2335 (также называемый Bacillus subtilis 3) и Bacillus licheniformis 2336 (также называемый Bacillus licheniformis 31) в пропорции 3:1.

В России также зарегистрированы (были зарегистрированы) лекарства, в которых основным действующим веществом являлись Bacillus subtilis: Споробактерин (штамм 534), Бактиспорин (штамм N 3H).

Размножение Спорулирующий B. subtilis . Еще одна окраска эндоспор B. subtilis . B. subtilis может делиться симметрично , образуя две дочерние клетки (бинарное деление), или асимметрично, производя одну эндоспору, которая может оставаться жизнеспособной в течение десятилетий и устойчивой к неблагоприятным условиям окружающей среды, таким как засуха , соленость , экстремальный pH , радиация и растворители . Эндоспоры образуются во время стресса, связанного с питанием, и в результате гидролиза, что позволяет организму существовать в окружающей среде до тех пор, пока условия не станут благоприятными. До процесса споруляции клетки могут стать подвижными , производя жгутики , поглощая ДНК из окружающей среды или вырабатывая антибиотики . Эти ответы рассматриваются как попытки найти питательные вещества путем поиска более благоприятной среды, позволяющей клетке использовать новый полезный генетический материал или просто убивая конкуренцию. В стрессовых условиях, таких как недостаток питательных веществ, B. subtilis подвергается процессу споруляции . Этот процесс очень хорошо изучен и служит модельным организмом для изучения споруляции.

Сенная палочка и препараты ее содержащие так же относятся к микробиологическим препаратам. Сенную палочку содержат такие выпускаемые ныне препараты как «Фитоспорин-М», «Бактофит», «Фитоплюс», «Ризоплюс», «Субтиллин» и так далее. Сенная палочка действует как антибиотик, она подавляет развитие возбудителей болезней растений, вызывающих корневую гниль, стафилококки, стрептококки и ряд других вредных бактерий. Препараты на основе сенной палочки это безопасные для человека и животных биопрепараты. Их внесение в почву оказывает положительный эффект на оздоровление почвы. Этот препарат можно легко приготовить самим, в жидком виде (настой прелого сена). Готовят настой из прелого, не покрытого плесенью сена, приготовленного из злаковых трав.

Питание

Бацилла субтилис относится к сапрофитам, то есть питается мертвой органикой. Эти бактерии, являясь гетеротрофами, не могут синтезировать органические вещества из неорганических соединений, а используют органику, произведенную другими. Из нее же они добывают и необходимый для энергетического обмена углерод.

Основным источником энергии служат глюкозосодержащие полисахариды как растительного (крахмал), так и животного (гликоген) происхождения. В процессе питания происходит синтез аминокислот, витаминов, различных ферментов и антибиотиков, увеличивается кислотность среды.

Взаимоотношения с другими организмами

Сенная палочка подавляет развитие патогенных и условно-болезнетворных микробов: сальмонелл, стрептококков, стафилококков и других. Типичный пример – выработанный многими поколениями хищных животных рефлекс периодического употребления в пищу определенных сортов растений. Это не только обогащает их организм витаминами, но и способствует попаданию в него спор сенной палочки, которая уничтожает патогенную флору и повышает иммунитет животных.

Некоторые микробы, например, молочнокислая лактобактерия плантарум (Lactobacillus plantarum), угнетают развитие сенной палочки. Сенная бацилла служит пищей для простейших. Так, начало одной из пищевых цепочек выглядит следующим образом: сенная бацилла – инфузория-туфелька – моллюск – рыба и т.д. вплоть до человека.

Методы «охоты» у простейших отличаются. Например, у амебы (Amoeba) постоянно образуются и исчезают выросты внутренней среды клеток (ложноножки или псевдоплодия). Ими она окружает жертву и втягивает ее внутрь клетки. А, например, инфузория-туфелька для поглощения пищи имеет клеточный рот (цитостом). На фото он виден как углубление на теле. С помощью растущих рядом с ним и объединенных в сложные структуры ресничек в рот загоняется вода вместе с содержащимися с ней бактериями. Инфузория находит скопления бактерий по химическим веществам, которые они выделяют.

Патогенность

Согласно большинству классификаций сенная палочка не считается патогенной для человека и животных. Она помогает переваривать пищу, расщепляя белки и углеводы, борется с патогенной микрофлорой кишечника и кожных покровов.

Как питается сенная палочка

Данную бактерию относят к сапрофитам, она питается погибшей органикой. Являясь гетеротрофом, сенная палочка не может синтезировать из неорганики вещества, необходимые для своего питания. Потому использует органику, которая была произведена другими организмами. Из нее она добывает необходимый для энергообмена углерод.

В питании основным источником служат полисахариды происхождения растительного (крахмал) и животного (гликоген). В процессе производятся аминокислоты, витамины, различные ферменты и антибиотики при помощи синтеза.

Вред сенной палочки — правда?

Сенная палочка безопасна для человека. Это подтверждается Управлением по контролю качества продовольственных и лекарственных средств США.

На данный момент Bacillus subtilis считается одной из самых изученных представителей рода бацилл.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *