Сенная палочка самая полезная для природы
К числу бактерий, которые широко распространены в природе, относится и сенная палочка (Bacillus subtilis). Впервые она была описана в 1835 году. Такое название эти микробы получили из-за того, что изначально культуру выделяли из прелого сена. В лабораторных условиях в закрытом сосуде варили сено в воде и настаивали 2-3 дня. После этого в емкости образовывалась колония искомых бактерий.
Bacillus subtilis
Изучение
В науке существует понятие «модельный организм». Это различные представители живой природы, которые отбираются для интенсивного изучения тех или иных процессов или свойств и проведения научных опытов. Общеизвестным модельным организмом являются инфузории, один из представителей которых – инфузория-туфелька (Paramecium caudatum) – нам хорошо знаком по школьным урокам.
Сенная бацилла также принадлежит к модельным организмам. Благодаря ей было досконально изучено спорообразование у бактерий. Она же является моделью для понимания механизма работы жгутиков, исследований в области молекулярной генетики.
Был проведен эксперимент по выращиванию Bacillus subtilis в условиях, близких к невесомости, для изучения изменения генома популяции. Кроме того, эти бактерии используются для исследования влияния космического ультрафиолетового излучения и способности к адаптации к нему живых организмов. На примере бацилл изучается возможность выживания микроорганизмов в космосе и условиях других планет, в частности, Марса.
Краткая характеристика
Как хорошо видно на фото, сенная палочка имеет прямую вытянутую форму с тупыми закругленными концами, обычно бесцветна. Диаметр бактерии в среднем составляет 0,6 мкм (0,0006 мм), длина колеблется от 3 до 8 мкм (0,003-0,008 мм). При таких размерах ее можно рассмотреть и сделать фото, используя современный школьный микроскоп. Бациллы подвижны благодаря имеющимся жгутикам. Они растут по всей поверхности клетки, что можно увидеть на фото.
Эти бактерии, преимущественно являясь аэробами, для своей жизнедеятельности нуждаются в молекулярном кислороде. Хотя некоторые штаммы способны переключаться на бескислородное дыхание (факультативные анаэробы).
Бактерия традиционно относится к почвенным микроорганизмам. Из почвы она попадает на листья растений, фрукты и овощи. Но при этом встречается и в воздушной пыли, и в воде. Является частью нормальной микрофлоры кишечника животных и человека. Хорошо развивается при температуре +5°…+45°С, оптимальный диапазон составляет 25-30°С.
По имеющимся фото можно убедиться, что колонии бактерий имеют следующий вид:
- на поверхности жидкостей – тонкая пленка с беловатым оттенком;
- на плотных средах – бархатистое покрытие с мелкими морщинками и волнистыми краями; может быть бесцветным, сероватым или розовым.
Размножение и спорообразование
Сенная палочка, как и остальные бактерии, размножается простым продольным делением клетки пополам. Новые бактерии, образовавшиеся после такого деления, нередко остаются соединенными между собой тонкой нитью. Такие нити легко различимы на фото.
Палочка относится к спорообразующим бактериям. Этот механизм позволяет ей выжить при наступлении неблагоприятных условий.
Спорообразование бактерии начинается с того, что содержимое клетки (протопласт) приобретает зернистую структуру. Одно из зернышек, чаще всего в центре клетки, начинает расти и покрывается твердой оболочкой. Одновременно происходит постепенное разрушение внешней оболочки материнской клетки. Процесс завершается выпадением споры во внешнюю среду.
Каждая из клеток, соединенных нитями после вегетативного деления, сохраняет способность к образованию спор.
Судя по фото, сделанным под микроскопом, большинство спор имеют круглую или овальную форму. Они устойчивы к неблагоприятным внешним факторам, в частности, к повышенной температуре – выдерживают перегрев свыше 100°С.
Клетки, развившиеся из спор, и первые их потомки неподвижны. Способность перемещаться появляется только у следующих поколений.
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.
Учеными установлено, что среди бактерий, оказывающихся в ране человека, всегда присутствуют сенные палочки. Они вырабатывают ферменты, разрушающие отмершую ткань, антибиотики, угнетающие патогенные микробы, и даже оказывают легкое антиаллергическое воздействие. Доказано, что эта бацилла подавляет развитие основных возбудителей хирургических инфекций.
Тем не менее, отмечается и негативное воздействие этой бактерии:
- иногда вызывает аллергию, часто выражающуюся в виде сыпи на теле человека;
- некоторые штаммы могут вызывать пищевые отравления после употребления испорченных ими продуктов питания;
- может быть причиной тяжелых глазных инфекций человека.
Использование
Сенные бациллы-палочки являются основным действующим веществом многих лекарственных препаратов. Их применяют при острых кишечных инфекциях у детей, при дисбактериозе кишечника, в послеоперационный период для профилактики нагноений и т.п.
Наиболее часто основой лекарств служит штамм Bacillus subtilis 534 (препарат Споробактерин) или полученный из него селективным путем штамм Bacillus subtilis 3Н (препарат Бактиспорин). Используется в фармакологии и штамм 31, например, в производстве препарата Биоспорин. Все эти лекарства имеют антимикробную направленность. Их ценность особенно велика в борьбе с бактериальной инфекцией, когда больному по тем или иным причинам нельзя принимать антибиотики.
Сенные палочки также входят в состав многих пищевых добавок (БАД). Например, Супрадин Киндер гель, Ветом, Бактистатин и другие.
Она является основой многих препаратов для животных. Это Бактерин-СЛ, Эндоспорин, Протексин, Энтеробактерин и другие. Их с успехом используют в животноводстве, птицеводстве и рыбоводстве для борьбы с болезнетворными бактериями, ленточными червями и для повышения иммунитета.
Существует отдельная группа препаратов на основе Bacillus subtilis для растениеводства: Алирин-Б, Гамаир, Фитоспорин и другие. Основная их задача – защита растений от болезней, вызываемых бактериями и грибами. Несомненным плюсом является их абсолютная безвредность для человека при попадании в организм вместе с плодами.
Используется сенная палочка и для ферментации овса и бобов. В Японии существует традиционное блюдо натто из сброженных соевых бобов. Для их брожения используется специальный штамм палочки – Bacillus natto. Из экстрактов натто даже производят пищевые добавки, а в США на основе Bacillus natto разработан ветеринарный препарат Глоген-8.
Натто
Промышленно производятся вырабатываемые сенной палочкой ферменты для расщепления белков (протеазы, амилазы). Так, протеаза входит в состав бытовых моющих средств, а также средств для очищения шкур от белков и жира при их выделке.
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.
Источник
Сейчас даже смешно вспоминать, но когда много лет назад я впервые услышал словосочетание «сенная палочка», то подумал, что это некие особые загрубевшие травинки в стогу сена. Но, как оказалось на самом деле — это очень полезные бактерии, которые переселяются из почвы на некоторые виды растений, колонизируют листья, массово на них размножаясь. Вскоре мои наблюдения подтвердили тезис полезности. В этом я воочию убедился.
Однажды, работая на своём земельном участке, заметил, как вполне ухоженная и упитанная, явно домашняя собачонка с ошейником принялась уплетать траву. Причём, в буквальном смысле питалась травой, так же, как это делают травоядные животные. У подошедшей вскоре хозяйки данного странноватого пёсика я поинтересовался, а точно ли это собака? Может быть мутант какой? Ответ был таков, что собаки в случае надобности умеют находить нужные им растения в лечебных целях. То есть ничего странного. И что её собака умная, «зря траву жрать не станет». Уже немного позже я узнал из справочников, что чаще всего бактерия селится на пырее. Именно его и кушала собачка, за что ей большое спасибо, ведь этот вездесущий бурьян для огородника — сущее горе.
Следующее, уже более детальное знакомство с сенной палочкой произошло после начала моего занятия кролиководством. Коллеги знают, сколько бед приходится терпеть из-за того, что кролики часто поносят или наоборот страдают запорами. При этом не растут, и даже могут уйти в мир иной. Поэтому вопросу налаживания работы желудочно-кишечного тракта уделяется огромное значение. Одним из замечательных лекарств для кроликов, да и практически всех животных является препарат «Ветом», созданный на базе сенной палочки. При его производстве используют питательную среду с экстрактом сена, основой которого являются колонизированные травы. Отсюда и само название.
Полезное воздействие сенной палочки для выравнивания бактериального фона основано на том, что она хорошо себя чувствует в утробе животных и человека. При этом может распознавать чужеродные организму белки (вредные бактерии и их токсины), затем уничтожает их. На полезную микрофлору действует щадящим образом. В результате, после приёма препарата восстанавливается нужный баланс полезных бактерий в организме. Другими словами, дисбактериоз быстро излечивается.
Помимо этого, бактерия — сенная палочка способствует выработке интерферона, а это значит, что повышается иммунитет организма. Таким образом, он начинает активно бороться не только с бактериями, а и с вирусами. Сама же наша палочка-выручалочка долго без доступа кислорода не живёт, после окончания приёма лекарства быстро погибает и выводится из организма.
В медицине используют несколько другие препараты на основе сенной палочки, чем в ветеринарии. Широко известны специалистам гастроэнтерологам Споробактерин, Бактисубтил, Биоспорин, как убирающие дисбактериоз и как иммуномодуляторы. Так же указанный микроорганизм, как компонент, входит в некоторые биологически активные добавки. Важно перед приёмом таких лекарственных средств проконсультироваться с лечащим врачом. Не следуйте советам некоторых горе знатоков, призывающих на разных форумах лечится ветеринарным препаратом «Ветом», который можно легко и без рецепта купить в аптеках для животных.
Есть ли у Вас опыт лечения животных препаратами группы «Ветом»? Возможно сенная палочка помогла и Вашему личному здоровью? Поделитесь пожалуйста в комментариях.
Источник
Не каждый может ответить, что такое Бациллюс субтилис. Однако с этим существом большинство из нас прекрасно знакомы. Кто хоть раз приподнимал свежескошенную траву, тот видел под ней белесый налет. Это и есть бактерии Бациллюс субтилис (Bacillus subtilis). Необычайно распространенная в природе эта бактерия была первоначально выращена на прелом сене. Именно поэтому мы ее называем сенная палочка.
Микробиологическая «модель»
В различных отраслях биологии имеются свои «модельные» организмы, которые становятся главным объектом изучения и опытов. Например, в генетике таким организмом стала плодовая мушка дрозофила, в микробиологии простейших – инфузория-туфелька, а в бактериологии — Бациллюс субтилис.
Вам будет интересно:В последствии или впоследствии: правила написания, нюансы, похожее выражение
Благодаря данной бактерии досконально изучен процесс споробразования и механизм работы двигательного мотора жгутиковых бактерий. Молекулярные биологи в числе первых расшифровали геном этой бациллы.
Сегодня Бациллюс субтилис выращивают в условиях невесомости и изучают ее влияние на геном популяции. В космической биологии ее облучают космическим ультрафиолетом и исследуют ее способности к выживанию в условиях, близких к таковым на Марсе.
Короткая характеристика
Впервые сенную палочку описал в 1835 году немецкий биолог Христиан Готфрид Эренберг (1795-1876). Бацилла хорошо росла на сенном экстракте, почему и получила первую часть имени. Внешне это палочковидные бактерии, поэтому их называют палочками.
Это довольно крупные бациллы (длина до 0,008 мм, диаметр 0,0006 мм), которых можно увидеть даже в школьный микроскоп. На поверхности мембраны клетки у Бациллюс субтилис расположено множество жгутиков.
Эти подвижные бактерии являются аэробами (для обеспечения процессов жизнедеятельности им необходим атмосферный кислород). Но некоторые штаммы (искусственно выращенные генетически однородные группы) могут стать факультативными анаэробами.
Оптимальный температурный режим для сенной палочки находится в пределах от 25 до 30 градусов по Цельсию. Но они выживут и при -5 и при +150 градусах, благодаря образованию спор.
Питание и распространение
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.
Вам будет интересно:Что такое павильон, и где он обитает
Особенности биохимии
К самым важным свойствам сенной палочки стоит отнести их способность повышать кислотность среды и продуцировать антибиотики.
Эти бациллы являются антагонистами для дрожжевых грибков, сальмонелл, амебы протей и дизентерийной, стрепто- и стафилококков.
В процессе жизнедеятельности сенные бациллы синтезируют аминокислоты, антибиотики, ферменты и иммуноактивные вещества. Сегодня штаммы этой бациллы используют при производстве ферментов, антибиотиков, биопрепаратов (усилители запаха, пищевые добавки), инсектицидов.
Как вырастить колонию
В чашках Петри колонии этих бацилл выглядят, как морщинистые блинчики с волнистыми краями белого или розоватого цвета, сухой и бархатной структуры.
В лабораториях штаммы сенной бациллы выращивают на мясопептонном бульоне или агаре, искусственных средах или на субстанции с остатками растительного организма.
В домашних условиях достаточно прокипятить обычное сено и поставить настой в теплое место на 1-2 дня. На поверхности водного настоя появится пленка исключительно из бактерий сенной палочки. Все остальные микроорганизмы погибнут при кипячении.
Условно патогенные организмы
Входя в состав микробиоты желудочного тракта, сенная палочка способствует разложению сложных полисахаридов (целлюлозы), расщепляет белки, способствует угнетению патогенной микрофлоры.
В открытых ранах на теле человека эти бактерии выделяют антибиотики и ферменты, которые разрушают отмершие ткани. Уже доказано, что эти бациллы отрицательно влияют на патогенные организмы при хирургическом инфицировании (сальмонеллы, стафилококки, стрептококки).
Однако они являются условно патогенными, потому что обладают такими негативными для людей способностями:
- Могут вызывать аллергию в виде сыпи.
- Приводят к пищевому отравлению при употреблении испорченных продуктов.
- Могут стать причиной инфекций слизистых оболочек глаз.
Сенная палочка и человек
С точки зрения использования человеком бактерии интересны в контексте двух вопросов:
- Чем они могут нам помочь.
- Как они могут нам навредить.
С сенной палочкой сотрудничество человека началось очень давно. Сегодня микробиологи вырастили множество штаммов этой бациллы с вполне определенными качествами. Данный микроорганизм используется в растениеводстве, животноводстве, производстве лекарственных препаратов, методах борьбы с отходами в рамках «зеленой» экономики.
Бациллы в медицине
Биохимические особенности позволяют широко использовать данный организм при производстве медицинских препаратов. Бациллюс субтилис по фармакологическим признакам относится к:
- Противодиарейным средствам.
- Иммуномодуляторам.
Препараты на основе сенной палочки («Споробактерин», «Бактисубтил», «Биоспорин») назначают при дисбактериозах кишечника и половых путей, в послеоперационный период при гнойных осложнениях.
Однако стоит помнить и о противопоказаниях, главным из которых является повышенная чувствительность или непереносимость компонентов препарата.
Данный микроорганизм широко применяется и в биологически активных добавках.
Другие области применения
В растениеводстве наиболее распространенным препаратом на основе сенной палочки является «Фитоспорин». Он эффективен в борьбе с грибковыми и бактериальными болезнями культурных растений. При этом плоды можно употреблять в пищу даже в день опрыскивания их препаратом.
В животноводстве используется особенность сенной палочки сбраживать целлюлозу, что способствует лучшему усваиванию углеводов животными. Кроме того, препараты антибактериального действия на основе данной палочки широко используются в животноводстве, птицеводстве, рыбоводстве.
В промышленных масштабах производятся протеазы и амилазы – ферменты сенной палочки, которые входят в состав моющих средств, препаратов для выделки и очистки шкур.
Существуют отдельные штаммы, которые имеют очень узкую специализацию. Так, они используется для приготовления японского блюда натто на основе соевых бобов.
Планы на будущее
Развитие генной инженерии также невозможно без бактерий. И сенная палочка не последняя в списке «моделей» для создания трансгенных организмов.
Про помощь в исследованиях космоса мы уже писали.
Сегодня активно развивается изучение распространения сенной палочки в природе с точки зрения экологической безопасности. Уже есть работы по оценке состояния окружающей среды на основе корреляции распространения этого уникального микроорганизма в экотопе.
Источник