Слой слизи
Слой слизи у бактерий представляет собой легко удаляемый (например, центрифугированием ) неорганизованный слой внеклеточного материала, окружающий бактериальные клетки. В частности, он состоит в основном из экзополисахаридов , гликопротеинов и гликолипидов . [1] Таким образом, слой слизи рассматривается как разновидность гликокаликса .
Хотя слои слизи и капсулы чаще всего встречаются у бактерий, хотя и редко, эти структуры существуют у архей . и [2] Эта информация о структуре и функциях также может быть передана этим микроорганизмам.
Структура
[ редактировать ]Слои слизи аморфны и непостоянны по толщине и производятся в различных количествах в зависимости от типа клеток и окружающей среды. [3] Эти слои представляют собой нити, свисающие внеклеточно и образующие сетчатые структуры между клетками, находящимися на расстоянии 1–4 мкм друг от друга. [4] Исследователи предположили, что клетка замедляет образование слоя слизи примерно через 9 дней роста, возможно, из-за замедления метаболической активности. [4]
аналогична Бактериальная капсула , но более жесткая, чем слой слизи. Капсулы более организованы, и их труднее удалить по сравнению с их аналогами из слоя слизи. [5] Еще одна высокоорганизованная, но отдельная структура — это S-слой . S-слои представляют собой структуры, которые интегрируются в клеточную стенку и состоят из гликопротеинов. Эти слои могут обеспечивать жесткость и защиту клетки. [6] Поскольку слой слизи рыхлый и текучий, он не способствует жесткости клетки.
Хотя биопленки могут состоять из бактерий, вырабатывающих слой слизи, обычно это не их основной состав. Скорее, биопленка состоит из множества микроорганизмов, которые собираются вместе, образуя сплоченную биопленку. [7] Хотя могут образовываться гомогенные биопленки. Например, налет, образующийся на поверхности зубов, вызван образованием биопленки, состоящей преимущественно из Streptococcus mutans , и медленным разрушением зубной эмали. [8] [9]
Клеточная функция
[ редактировать ]Функция слоя слизи заключается в защите клеток бактерий от опасностей окружающей среды, таких как антибиотики и высыхание . [1] Слой слизи позволяет бактериям прикрепляться к гладким поверхностям, таким как протезные имплантаты и катетеры , а также к другим гладким поверхностям, таким как чашки Петри. [10] [4] Исследователи обнаружили, что клетки прикреплялись к культуральному сосуду без дополнительных придатков, полагаясь только на внеклеточный материал.
Хотя слой слизи состоит в основном из полисахаридов, он может вырабатываться в избытке, так что во время голода клетка может полагаться на слой слизи как на дополнительное хранилище пищи для выживания. [8] Кроме того, у наземных прокариотов может образовываться слой слизи, чтобы предотвратить ненужное высыхание из-за ежегодных изменений температуры и влажности. [8]
Это может позволить бактериальным колониям пережить химическую , йодом стерилизацию хлором и другими химическими веществами, оставляя автоклавирование или промывку кипящей водой единственными надежными методами обеззараживания .
Некоторые бактерии продемонстрировали защитную реакцию на атаки иммунной системы, используя слои слизи для поглощения антител. [11] Кроме того, некоторые бактерии, такие как Pseudomonas aeruginosa и Bacillus anthracis, могут образовывать биопленочные структуры, которые эффективны против атак фагоцитов со стороны иммунной системы хозяина. [8] Этот тип образования биопленок увеличивает их фактор вирулентности, поскольку они с большей вероятностью выживут в организме хозяина, хотя этот тип биопленки обычно связан с капсулами. [12]
Исследовать
[ редактировать ]Из-за большого количества бактерий, которые повышают свою устойчивость к противомикробным агентам, таким как антибиотики (эти продукты подавляют рост клеток или просто убивают клетки), появляются новые исследования о новых лекарствах, которые снижают факторы вирулентности у некоторых бактерий. Противовирусные препараты уменьшают патогенные свойства бактерий, позволяя хозяину атаковать указанные бактерии, или позволяют действовать противомикробным агентам. Staphylococcus aureus — это патогенная бактерия, вызывающая ряд инфекций у человека, обладающая множеством факторов вирулентности, таких как образование биопленок, чувство кворума и экзотоксины, и это лишь некоторые из них. [13] Исследователи изучили мирицетин (Myr) как мультиантивирулентное средство против S.areus и его конкретное влияние на образование биопленок. После регулярного дозирования было обнаружено, что образование биопленок уменьшилось, а количество прилипших клеток на указанной среде уменьшилось без уничтожения клеток. Myr является многообещающим, когда поверхности покрыты материалом, на непокрытых поверхностях наблюдается образование толстой биопленки с большим количеством клеточных прилипаний; материал с покрытием имел минимальные кластеры клеток, которые были слабо приклеены. [13]
Проблема с бетонными конструкциями заключается в повреждении, которое они получают во время погодных изменений, поскольку, если бетон пористый, в нем содержится определенное количество воды, которая может расширять или сжимать бетон в зависимости от окружающей среды. Это повреждение делает эти структуры восприимчивыми к атакам сульфатов. Сульфатная атака возникает, когда сульфаты в бетоне реагируют с другими солями, образованными другими источниками сульфатов, и вызывают внутреннюю эрозию бетона. Дополнительное воздействие этих ионов сульфата (SO 4 ) может быть вызвано попаданием дорожной соли на конструкцию. Почвы с высоким содержанием сульфатов также являются проблемой для этих бетонных конструкций. Исследования показали, что некоторые аэробные бактерии, образующие слизь, могут помочь в ремонте и обслуживании бетонных конструкций. [14] Эти бактерии действуют как диффузионный барьер от внешних сульфатов к бетону. Исследователи обнаружили, что чем толще слой, тем он эффективнее, наблюдая почти линейное увеличение количества лет службы, применимых к бетонной конструкции, по мере увеличения толщины слоя. Для долгосрочного ремонта конструкции следует использовать слой шлама толщиной 60 мм, чтобы обеспечить долговечность бетонной конструкции и правильную диффузию сульфат-ионов. [14]
| Медицинский микробиология | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Биохимия и экология |
| ||||||
| Форма | |||||||
| Структура |
| ||||||
| Таксономия и эволюция | |||||||
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б «Бактериальный гликокаликс – капсула и слой слизи» . www.scienceprofonline.com . Проверено 4 февраля 2016 г.
- ^ «7: Археи» . Свободные тексты по биологии . 06 февраля 2018 г. Проверено 16 мая 2020 г.
- ^ Сильверман, диджей; Виссеман, CL; Уодделл, AD; Джонс, М. (1978). «Внешние слои Rickettsia prowazekii и Rickettsia rickettsii: возникновение слоя слизи» . Инфекция и иммунитет . 22 (1): 233–246. дои : 10.1128/iai.22.1.233-246.1978 . ISSN 0019-9567 . ПМК 422141 . ПМИД 83297 .
- ^ Jump up to: а б с Джонс, ХК; Рот, Иллинойс; Сандерс, WM (1969). «Электронно-микроскопическое исследование слоя слизи» . Журнал бактериологии . 99 (1): 316–325. дои : 10.1128/jb.99.1.316-325.1969 . ISSN 0021-9193 . ПМК 250005 . ПМИД 5802613 .
- ^ Парк Ю.Д., Уильямсон PR (декабрь 2015 г.). «Маскировка патогена: эволюционные стратегии грибов и их бактериальных аналогов» . Журнал грибов . 1 (3): 397–421. дои : 10.3390/jof1030397 . ПМЦ 5753132 . ПМИД 29376918 .
- ^ «6: Бактерии – Поверхностные структуры» . Свободные тексты по биологии . 06 февраля 2018 г. Проверено 15 мая 2020 г.
- ^ Каннан, Марикани; Раджаратинам, Каниаппан; Венкатесан, Шринивасан; Диба, Баскаран; Манирадж, Айян (01 января 2017 г.), Фикаи, Антон; Грумесеску, Александру Михай (ред.), «Глава 19 - Наночастицы йодида серебра как антибиопленочный агент - тематическое исследование грамотрицательных бактерий, образующих биопленки» , «Наноструктуры для противомикробной терапии , микро- и нанотехнологии», Elsevier, стр. 435– 456, номер домена : 10.1016/b978-0-323-46152-8.00019-6 , ISBN 978-0-323-46152-8 , получено 6 мая 2020 г.
- ^ Jump up to: а б с д «Строение и функции бактериальных клеток» . textbookofbacteriology.net . Проверено 16 мая 2020 г.
- ^ Солтон, Милтон Р.Дж.; Ким, Кван-Шин (1996), барон, Сэмюэл (редактор), «Структура» , медицинская микробиология (4-е изд.), Медицинский филиал Техасского университета в Галвестоне, ISBN 978-0-9631172-1-2 , PMID 21413343 , получено 16 мая 2020 г.
- ^ «Микробный мир :: Взгляд на все маленькое» . www.microbiologytext.com . Архивировано из оригинала 9 марта 2016 года . Проверено 4 февраля 2016 г.
- ^ Мейтс, А.; Занд, П. (август 1974 г.). «Специфика защитной реакции, индуцируемой слоем слизи Pseudomonas aeruginosa» . Журнал гигиены . 73 (1): 75–84. дои : 10.1017/S002217240002386X . ISSN 0022-1724 . ПМК 2130552 . ПМИД 4213979 .
- ^ Мун, Мёнсан (апрель 2019 г.). «Основы базовой бактериологии в лечении скелетно-мышечных инфекций: анатомия бактерий, их поведение, фагоцитарная активность хозяина, иммунная система, питание и антибиотики» . Азиатский журнал позвоночника . 13 (2): 343–356. дои : 10.31616/asj.2017.0239 . ISSN 1976-1902 гг . ПМК 6454276 . PMID 30669823 .
- ^ Jump up to: а б Сильва, Л.Н.; Да Хора, GCA; Соареш, Т.А.; Бойер, М.С.; Ингмер, Х.; Маседо, Эй Джей; Трентин, Д.С. (6 июня 2017 г.). «Мирицетин защищает Galleria mellonella от инфекции Staphylococcus aureus и подавляет множество факторов вирулентности» . Научные отчеты . 7 (1): 2823. doi : 10.1038/s41598-017-02712-1 . ISSN 2045-2322 . ПМК 5460262 . ПМИД 28588273 .
- ^ Jump up to: а б Ян, Гын Хёк; Лим, Хи-Соб; Квон, Сын Джун (26 марта 2020 г.). «Эффективная технология нанесения биошлама на бетонные поверхности, подвергающиеся воздействию сульфатов» . Материалы . 13 (7): 1512. дои : 10.3390/ma13071512 . ISSN 1996-1944 гг . ПМК 7178037 . ПМИД 32224898 .