Фиолетовые бактерии - Purple bacteria

Фиолетовые бактерии — Purple bacteria

Бактериальные ферменты сделали красное мясо безопасным

North Carolina Museum of Art

Ученые обнаружили фермент, который может делать красное мясо безопасным для человека. Бактерии из типа Bacteroidetes синтезируют фермент сиалидазу, который высвобождает из мяса N-гликолилнейраминовую кислоту — простой сахар, ответственный за повышенный риск раковых заболеваний, связанный с употреблением в пищу красного мяса — говядины, свинины и баранины. После высвобождения сахар метаболизируется бактериями или выводится из организма. Исследование описано в журнале Nature Microbiology.

Всемирная организация здравоохранения классифицирует продукцию из красного мяса как канцерогенную для человека. Употребление в пищу баранины, говядины, свинины и других видов красного мяса, а также продуктов, изготовленных из него, связано с повышенным риском возникновения некоторых видов рака, например, колоректального.

Мясо делает опасным содержащийся в нем моносахарид N-гликолилнейраминовая кислота (Neu5Gc). В ходе эволюции человек утратил способность синтезировать этот сахар сам и получает его только при употреблении животной пищи, хотя некоторые другие человекообразные приматы сохранили эту способность.

Neu5Gc представляет проблему потому, что может связываться с человеческими сахарами и становиться частью клеток. Иммунная система же распознает его как чужой, из-за чего начинается воспалительный процесс, который, по-видимому, и повышает риск развития рака. Тем не менее, в кишечнике живут бактерии, которые умеют с помощью ферментов сиалидаз высвобождать сиаловые кислоты, к которым относится и Neu5Gc, и поглощать их. Прежде были известны только сиалидазы, которые активны в отношении N-ацетилнейраминовой кислоты, похожей на Neu5Gc, а вот происходит ли утилизация в кишечнике опасной N-гликолилнейраминовой кислоты, было неизвестно.

Карстен Зенглер (Karsten Zengler) из Калифорнийского университета в Сан-Диего и его коллеги провели исследование, чтобы найти бактериальные ферменты, способные высвобождать Neu5Gc. В таком состоянии это вещество уже не опасно для человека: его либо метаболизируют микробы, либо оно просто выходит с калом.

Чтобы найти фермент, ученые провели опыт на мышах, которых разделили на три группы. Одну группу держали на диете со свиным муцином, богатым Neu5Gc, другую — на диете с содержанием неопасной для человека N-ацетилнейраминовой кислоты, которая содержится в птичьем мясе, а третья питалась соей, в которой нет этих сахаров.

Авторы работы расшифровали метагеном микробиоты животных из всех трех групп и обнаружили разницу между составом микробов, который зависел от диеты. У мышей, которые ели богатую Neu5Gc пищу, активнее всех развивались бактерии типа Bacteroidetes, например B. fragilis, B. cacae и B. thetaiotaomicron. Оказалось, что эти микробы располагали 21 геном различных сиалидаз, и среди них был ген фермента сиалидазы 26, который синтезировался в кишечнике мышей из группы, потребляющей свиное мясо, больше остальных. Анализ структуры сиалидазы 26 показал, что этот фермент может связываться с Neu5Gc.

Далее ученые изучили результаты расшифровки метагенома из кишечника людей. Они использовали данные о микробиоте членов африканского племени хадза. Хадза интересны тем, что их диета очень меняется в зависимости от времени года: в сухой сезон они едят мясо и клубни, а во влажный питаются медом и ягодами. Ученые обнаружили среди ферментов, которые синтезирует их микробиота в сухой сезон фермент сиалидазу Hz136, очень похожий на сиалидазу 26 и так же способный связываться с Neu5Gc.

После этого ученые проверили активность обеих сиалидаз в мясе — стейке и свиных сосисках. Оказалось, что ферменты действительно высвобождают Neu5Gc из мяса, а значит, в кишечнике этот сахар мог бы стать доступным для бактерий или просто покинуть организм естественным путем.

Авторы исследования считают, что найденные ими ферменты можно использовать для создания препаратов-пребиотиков, которые могли бы помочь людям, употребляющим красное мясо, избежать повышенного риска развития рака.

Об опасности красного мяса мы уже писали: ученые, исследовав 96 тысяч адвентистов седьмого дня, пришли к выводу, что даже 50 граммов мяса в день увеличивают риск преждевременной смерти от всех причин.

Розовые бактерии

Розовая слизь или ил — естественная бактерия, вернее, даже целая их группа (недавно сформированного рода Methylobacterium). Розовый ил соответственно не форма каких-либо водорослей, а животное. Оно окрашено розовым или красным за счет синтеза каротиноидного пигмента и формирует специфическое покрытие из слизи, которое предоставляет таким образом микроорганизму необычно высокий уровень защиты.

Розовая слизь потребляет метан и метанол (отработанный газ), используя окисление в качестве энергии, и часто «работает в паре» с белыми грибками. Этот организм очень эластичный и стойкий против основанной на базе галогенов химии (хлор или бром), впрочем как и к дезинфицирующим средствам на базе негалогена или бактерицидным гермицидным препаратам, так что может остаться в качестве загрязнителя даже после первичных обработок.

Хотя первоначально этот ил обнаруживали в бассейнах, обрабатываемых исключительно бигуанидами, сегодня он замечен и в любой другой среде бассейна. Таким образом, исключено, что это проблема только бигуанидных бассейнов или же что она в какой-то мере вызывается бигуанидами.

Читайте также:  Тошнит от еды и нет аппетита длительное время причины и что делать

Розовая бактерия стремится к матрице, которая существует на поверхности ПВХ, поражает ее поверхность и проникает внутрь, распространяясь повсеместно еще до того, как это будет очевидно (включая различные игрушки для бассейна, круги, лестницы, помосты, фонтаны, части автоматических очистителей бассейна, корзины скиммера, направленные фиттинги, садовые шланги, и т.д.). Даже совсем небольшие количества розовой слизи в связи с этим могут привести к постоянному рекурсивному восстановлению данной проблемы. Она вызывается в первую очередь неподходящей водой и неправильным обслуживанием бассейна, факторами окружающей среды и плохой водной циркуляцией. Розовая слизь предпочитает области, которые можно назвать темными, а также с застоявшейся или медленно движущейся водой.

После регулярного мониторинга состояния бассейнов, заселенных такими розовыми бактериями, были обнаружены некоторые общности.

» Многие такие бассейны имели фильтры несоответствующего (меньшего) размера.

» Заселенные бассейны получают не более 6 часов прямого солнечного света на поверхности.

» Владельцы оставляли защитное или солнечное покрытие для бассейна и не чистили его, как рекомендовано, хотя бы 2 раза в год, чтобы удалить накопленные биопленки.

» Шоковая обработка или окисление воды бассейна не сделаны с рекомендуемыми инструкциями на этикетке. Например, вместо того, чтобы «шокировать» бассейн каждую неделю или две, этой задачей пренебрегали, потому что вода «уже выглядела хорошо».

» Бассейны были подвержены дождливым сезонам и другим внешним воздействиям.

» В песчаных фильтрах не были своевременно заменены фильтрующие материалы (раз в каждые 2–3 года) либо не были химически обработаны и очищены за сезон (один раз в 6-8 недель).

При этом стоит понимать, что превентивные меры, которые в принципе не позволят розовым бактериям распространить розовую слизь, гораздо более предпочтительны, нежели последующее лечение. Для этого нужно в частности выполнять следующие шаги.

» Физически чистить и убирать ежедневно весь бассейн, включая лестницу (особенно под каждой ступенькой) и поручни. Не забудьте чистить и ополаскивать также щетки, шланги и вакуумные очистители, который вы используете, чтобы убирать бассейн.

» Подставьте все возможные поверхности бассейна как можно большему количеству солнечного света (солнечный свет и ультрафиолет, как известно, естественные окислители). Это касается и различного используемого оборудования и аксессуаров — их также нужно «обрабатывать» по возможности солнцем.

» Удалите крышку скиммера, чтобы позволять солнечному свету проникать и в корзину в течение нескольких часов каждый день — в случае с заглубленными бассейнами это должно проводиться крайне осторожно, чтобы никто не поранился или не «провалился» из-за открытого скиммера.

» Регулярно добавляйте окисляющиеся химикаты в скиммер, чтобы произвести прочистку линий фильтрации от любого вида биопленки (соблюдайте чрезвычайную осторожность, делая это — добавляйте химикаты медленно и аккуратно, удаляйте своевременно все используемые материалы и объекты, чтобы избежать потенциальной химической реакции, такой как взрыв).

» Добавляя пресную воду из садового шланга, дайте ей стечь хотя бы в течение 2–3 минут прежде, чем поместить шланг в бассейн — зачастую загрязнители находятся на носике шланга или других поверхностях.

» Регулярно очищайте используемые игрушки для бассейна и аксессуары для плавания.

» Регулярно очищайте специальные покрытия для бассейнов.

» Химически очищайте фильтры бассейна каждые 4–6 недель. Это очень важный шаг независимо от типа фильтра.

» Применяйте необходимые шоковые и альгицидные препараты, как предписано инструкциями водоподготовки.

» Используйте дополнительно боратные продукты как профилактическую меру.

» Управляйте фильтром минимум 12 часов ежедневно, чтобы предотвратить застойные зоны в бассейне.

» Всегда следите за состоянием сбалансированности воды. Перепроверяйте ее состояние после высокой загрузки бассейна в течение дня или сильного дождя.

Если же мы говорим о необходимости непосредственной обработки розовой слизи, то важно понимать, что она должна быть оперативной и полной.

» Уберите весь бассейн и затронутые поверхности, как предписано выше.

» Физически очистите и удалите всю видимую розовую массу.

» Добавьте начальную дозировку альгицида в бассейн.

» «Шокируйте» бассейн тройной или учетверенной дозой.

» Фильтр должен работать 24 часа ежедневно до тех пор, пока вода не станет прозрачной, а уровни галогенов и пероксида сохранятся на более высоком уровне.

» Химически очистите фильтр. Простое ополаскивание или обратная промывка не удалят в необходимой мере пленки, жиры, масла и другие накопленные загрязнители.

» Поддерживайте параметры водного баланса по pH, общей щелочности и кальциевой жесткости. Используйте профессиональный тест для финального анализа воды.

Обратитесь к специалистам, которые смогут прокомментировать каждый параметр и помочь в решении проблемы.

Какого цвета бактерии?

Микроорганизмы в своем нативном состоянии не видны не только в оптические, но и в электронные микроскопы. Причиной подобного явления является их прозрачность – ткани микроорганизма имеют коэффициент преломления света подобный стеклу.

Читайте также:  Червяки на потолке на кухне белые черви, гусеницы в квартире, личинки, моль на потолке

Для изучения прокариотов под микроскопом используются различные методы окрашивания, что дает возможность придать цвет бактериям или их частям. Кроме того, микробы обладают тинкториальными свойствами – важной особенностью, состоящей в неодинаковом взаимодействии различных тканей прокариота с красителем.

Окрашивание бактерий

Способов придать цвет микроорганизмам много.

В зависимости от предмета окрашивания используемые для этого методики подразделяют на:

  • позитивные способы, окрашивающие ткани микроорганизмов;
  • негативные методы – окрашивающие пространство вокруг бактерии, в результате чего она становится видна как силуэт на окрашенном фоне.

Как позитивное окрашивание, так и негативное делятся в зависимости от состояния микроорганизма на:

  • витальное (прижизненное) окрашивание – чаще всего применяются слабые растворы метиленового синего, конго красного и толуоидинового синего;
  • поствитальное (фиксированное) окрашивание.

Окрашивание фиксированных образцов наиболее эффективный способ придания бактерии цвета. В зависимости от необходимого результата применяют простые или сложные методы окрашивания.

Простое окрашивание

Так, простые методы поствитального окрашивания бактерии позволяют получить информацию о том, какого размера и формы микроорганизм, установить локализацию и взаимное расположение отдельных прокариотов.

Для придания цвета бактериям обычно используют растворы щелочного метиленового синего или фуксина Пфейфера. Методологически способ несложен: раствор красителя наносится на фиксированный препарат и выдерживается, согласно методике, от 1 до 5 минут, после чего окрашенный образец промывают (водой) и сушат. Препарат готов, и можно проводить микроскопические исследования.

Комбинированные (сложные) методы окрашивания

При более глубоких исследованиях применяются сложные способы окрашивания фиксированных образцов. Сложные методы придания цвета микроорганизмам подразумевают воздействие на исследуемый препарат несколькими окрашивающими реагентами, один из которых называют основным, а остальные – дополнительными. Также используются различные обесцвечивающие агенты:

  • кислоты (серная, соляная в различных разбавлениях);
  • спирты (в основном этиловый);
  • ацетон и другие.

Сложные методы окраски позволяют выявить структуру микроорганизма, иные свойства и особенности бактерии.

Наиболее распространенными методами придания цвета фиксированным препаратам являются следующие:

  • метод Грама;
  • методика Циля-Нельсона;
  • метод Пешкова;
  • окрашивание по Романовскому-Гимзе.

Окраска по Граму

Методика окрашивания бактерий, предложенная в 1884 году Г. Грамом, получила широкое распространение и имеет большое значение для систематики микроорганизмов и диагностики инфекционных болезней.

Метод Грама основан на биохимических свойствах клеточной стенки прокариотов; он позволяет разделить все микроорганизмы на 2 группы:

  • грамположительные – в результате окрашивания приобретают устойчивый синий цвет;
  • грамотрицательные – обесцвечиваются при промывании, после контрастного окрашивания красителем красного цвета приобретают цвет от красного до розового.

При окрашивании по Граму используют анилиновые красители – метиловый фиолетовый и генциановый – с последующей фиксацией красителя йодом. Окрашенный образец промывают спиртом, после чего получают 2 группы:

  • микроорганизмы, окрашенные в синий цвет, – грамположительные;
  • обесцвеченные бактерии – грамотрицательные.

Обесцвеченные грамотрицательные микроорганизмы обрабатывают красным красителем (сафранин или фуксин), окрашивающим их в цветовом интервале красный – розовый.

Было установлено, что окраска выявляет наличие у грамотрицательных микроорганизмов внешней мембраны, не позволяющей красителю проникнуть в клетку.

К грамположительным бактериям относятся почти все кокки и спорообразующие бациллы, а к грамотрицательным – большая часть неспороносных микробов.

Окраска по Цилю-Нельсену

Данная методика поствитального окрашивания, предложенная немецкими медиками Ф.Цилем и Ф.Нельсоном в1883 г., позволяет определить в пробе кислотоустойчивые бактерии, в частности возбудителей лепры, туберкулеза и микобактериоза.

Методика придания цвета микробам основана на присутствии в клетках кислотоустойчивых прокариотов оксикислот, липидов и воска, что является причиной неудовлетворительного окрашивания разведенными красителями.

При окрашивании по Цилю-Нельсону фиксированный препарат обрабатывают карболовым фуксином Циля и подогревают над горелкой до появления паров, охлаждают и повторяют процесс 3 раза. По завершении препарат промывают водой, обесцвечивают раствором серной или соляной кислот и тщательно промывают. Далее препарат в течение 1 минуты обрабатывают раствором метиленового синего, промывают водой и высушивают.

В результате цвет кислотоустойчивых микроорганизмов – интенсивно красный, на фоне остальной микрофлоры, имеющей светло-синюю окраску.

При необходимости дифференцировать бактерии лепры от возбудителя туберкулеза применяется метод Семеновича-Марциновского:

  • бактерии лепры окрашиваются в голубой цвет;
  • возбудители туберкулеза – бесцветные.

Метод Пешкова

Окраска по Пешкову проводится для выявления эндоспор грамположительных бактерий. Используют жидкость Карнуа, метиленовый синий, фуксин по Пфейферу (или нейтральный красный).

Результат окрашивания по Пешкову прекрасно микроскопируется:

  • зрелые эндоспоры становятся голубыми;
  • молодые эндоспоры – насыщенно-синие;
  • цитоплазма приобретает красный цвет;
  • хроматин – зерна приобретают фиолетовую окраску.

Окраска микроорганизмов по Романовскому-Гимзе

Метод обеспечивает окрашивание ацидофильных бактерий в разные оттенки красного, а базофильных – в цветовой гамме от пурпура до синего. Методика имеет большое практическое значение при определении паразитов крови (спирохета) – цитоплазма микроорганизмов окрашивается в голубой цвет, а клетки, содержащие ядра, – в красно-фиолетовый.

Окраска по Леффлеру

Метод окраски по Леффлеру позволяет получить зримую картину жгутиков бактерий путем последовательного применения танина и красителя. Также наличие жгутиков может выявить окраска по Морозову:

  • обрабатывают препарат кислотой, при этом жгутики и оболочки разрыхляются;
  • протравливают танином;
  • окрашивают азотнокислым серебром – жгутики и оболочка покрываются толстым слоем препарата и приобретают цвет в гамме от желтого до насыщенно-коричневого.
Читайте также:  Внутригрудные (медиастинальные) зобы

Кроме того, Леффлер разработал методику окраски дифтерийных бактерий метиленовым синим Леффлера (готовят из спиртового раствора метиленового синего, слабого раствора щелочи и дистиллированной воды). В результате обработки бактериальная палочка приобретает голубой цвет, а гранулы волютина дифтерийных бактерий окрашиваются в темно-синий.

Помимо жгутиков, методики окраски бактерий позволяют определить наличие капсул, для чего применяется методика Бурри-Гинса: последовательная обработка препарата разведенной тушью, спиртом, фуксином Пфейфера. После чего образец промывается водой и высушивается.

Капсулы выглядят как светлые ореолы, расположенные вокруг красных бактерий на темном фоне.

Естественная окраска колоний микроорганизмов

Существует целая группа микроорганизмов, называемая хромогенными бактериями, колонии которых как в природе, так и на искусственных средах окрашены ярко и разнообразно. Цветовая гамма представлена от нежно-лимонного до густого темно-синего и даже черного. Хромогенных бактерий множество – это и кокки, и палочки, и спириллы. Химический состав красителей тоже очень разнообразен.

Независимо от цвета колонии все хромогенные бактерии совершенно бесцветны, окраску обеспечивают капельки, кристаллики или зернышки, расположенные вне клеток и являющиеся отходами жизнедеятельности бактерий. Эти отходы могут растворяться и диффундировать в окружающую среду, что приводит к окрашиванию пространства колонии.

Понятие «хромогенные бактерии» появилось в 1872 году благодаря Ф. Кону. Было выявлено, что бактерии, обладающие способностью к хромогенезу, не являются естественной, а лишь сборной группой, которую объединяет только способность окрашивать среду.

Неоднократно были предприняты попытки классификации хромогенных бактерий, однако успешных предложено не было.

Сегодня применяется классификация, основанная на растворимости пигмента:

  • пигмент водорастворим;
  • пигмент не растворяется в воде, но растворяется в спирте;
  • нерастворимый ни в воде, ни в спирте пигмент.

Данная классификация несовершенна, что объясняется недостатком информации как по природе пигмента, так и по самой функции хромогенеза.

Хромогенных бактерий известно уже очень много, а сортов красителей, которые они производят, намного меньше. Это объясняется тем, что различные хромогенные бактерии производят один и тот же пигмент.

Все бактериальные пигменты делят на 3 большие группы:

  • липохромы;
  • продигиозин;
  • бактериофлуоресцин.

Липохромы

Колонии, выделяющие липохромы, окрашены в цвета от желтого до красного. К ним относятся почти все кокки и в меньшей степени палочки.

Физико-химические свойства пигмента:

  • агрегатная форма – кристаллики;
  • нерастворим в воде;
  • растворим в органических растворителях (спирт, бензин, эфир, сероуглерод и др.);
  • омыляется горячей щелочью;
  • с концентрированной серной кислотой дает синее окрашивание – липоциановая реакция Цопфа.

Продигиозин

Бактерии, выделяющие красный пигмент продигиозин, известны с давних времен как бактерии «чудесной крови».

О них упоминал Пифагор, запрещая своим ученикам есть вареные бобы, которые простояли ночь – на них могла появиться «кровь». В Средние века замечали появление «чудесной крови» на продуктах, когда сначала появляются небольшие кровавые капельки, которые очень быстро растут и прямо заливают продукты кровавым слоем.

Появление «чудесной крови» отмечалось на богатых крахмалом продуктах – хлебе, рисе, поленте, вареном картофеле, бывает на мясе или отварных яйцах, но достаточно редко. Может развиться на молоке, тогда слой сливок окрашивается в красный цвет, а само молоко быстро створаживается.

Бактерии «чудесной крови» не являются патогенными, однако некоторые продукты их жизнедеятельности – токсальбумины – обладают токсическими свойствами.

Физико-химические свойства пигмента:

  • жидкость;
  • малорастворим в воде;
  • растворяется в органических растворителях (спирты, эфир, хлороформ, сероуглерод и другие);
  • при взаимодействии со щелочами образуется оранжево-желтая краска;
  • при воздействии кислот образуется карминовая и далее – фиолетовая краска;
  • солнечный цвет разрушает пигмент в растворах.

Бактериофлуоресцин

Флуоресцирующий пигмент вырабатывают маленькие бактерии-палочки, подвижные за счет жгутика на одном конце, все они не образуют спор.

Большая часть бактерий является сапрофитами и имеет широкий ареал обитания. Колонии обнаруживают зелено-травяную флуоресценцию.

Физико-химические свойства пигмента:

  • в чистом виде не выделен, предположительно является белковым веществом;
  • водорастворим;
  • не растворяется в спиртах, эфирах и бензине;
  • концентрированный раствор имеет бледно-желтый цвет и флуоресцирует голубым цветом;
  • обработка щелочью сдвигает флуоресценцию в зеленый цвет;
  • при добавлении кислоты флуоресценция прекращается.

Кроме трех основных пигментов, были выделены пиоцианин (синий), пиоксантин (красно-бурый), синцианеин (синий) и другие.

Одни бактерии образуют пигмент всегда, другие микроорганизмы выделяют пигмент иногда. Есть бактерии, которые всегда выделяют только один пигмент, а есть бактерии, выделяющие несколько различных пигментов.

Хромобактерии изучены недостаточно хорошо, не выявлены причины, от которых зависит потеря хромобактериями способности выделять пигмент. Такие колонии называют лейкорасой. Однако при дальнейших посевах лейкораса может дать нормальное окрашивающее потомство.

Изучение способности бактерий к хромогенезу представляет большое не только научное, но и практическое значение.

Образование высшее филологическое. В копирайтинге с 2012 г., также занимаюсь редактированием/размещением статей. Увлечения — психология и кулинария.

Ссылка на основную публикацию
Фимоз у детей и взрослых причины, лечение
Фимоз Фимоз — невозможность обнажения головки полового члена. Только у 4 % новорожденных мальчиков крайняя плоть настолько подвижна, чтобы полностью...
Физиологические растворы — Большая советская энциклопедия
Физиологический раствор (лекарство) - Saline (medicine) 7647-14-5 DB09153 451W47IQ8X ЧЕБИ: 26710 Интерактивное изображение Физиологический раствор , также известный как физиологический...
Физиотенз аналоги, инструкция по применению
Российские аналоги Физиотенза Физиотенз – оригинальный лекарственный препарат для снижения давления. Он может применяться экстренно, как средство скорой помощи, или...
Фимоз у мальчиков фото и правильное лечение
Здоровье мальчика Итак, вот и настал тот момент, когда акушер радостным голосом говорит вам: «Поздравляем, у вас мальчик!» Однако в...
Adblock detector