Актиномицеты

Содержание

Строение и жизнедеятельность актиномицетов

Актиномицеты

Актиномицеты (Actinomycetales, от греч. aktis – луч, mykes – гриб) – это ветвящиеся бактерии, принадлежащие типу Актинобактерии (Actinobacteria). Они являются частью нормальной микрофлоры пищеварительной системы наземных позвоночных и беспозвоночных животных, а также в обилии присутствуют в грунте и играют важнейшую роль в экологии и круговороте веществ в почве.

Эти микроорганизмы являются возбудителями многих оппортунистических патологий – таких, которые возникают в результате снижения функции иммунной системы организма. Актиномицеты широко используются в биотехнологии, так как являются источником целого ряда антибактериальных и противоопухолевых веществ.

Рис. 1. Стрептомицеты синтезируют огромное количество антибактериальных и противоопухолевых препаратов.

1. Организация генетического материала

Наследственный материал Актиномицетов заключен в одной молекуле дезоксирибонуклеиновой кислоты, имеющей кольцевую форму и свободно располагающейся в цитоплазме – такая же форма организации генетического материала, называемая нуклеоидом, характерна и для других бактерий. У грибов же генетический материал организован и входит в состав клеточного ядра.

ДНК актиномицетов содержит большое количество ГЦ-пар (65-75% от общего количества нуклеотидов). Этот признак постоянен, не зависит от мутаций и потому используется в систематике микроорганизмов. Такое содержание ГЦ-пар делает ДНК актиномицетов весьма тугоплавкой, потому на анализ ДНК актиномицетов уходит больше времени по сравнению с другими бактериями.

2. Клеточная стенка

Рис. 2. Схематическое строение клеточной стенки Гр+ бактерий.

Рис. 3. Актиномицеты, окрашенные по Граму.

Актиномицеты имеют плотную бактериальную клеточную стенку, которая расположена снаружи от цитоплазматической мембраны и обуславливает их положительное окрашивание по Грамму.

Как и у других Грамм-положительных бактерий, она состоит из нескольких десятков слоев полимера муреина (пептидогликана), который пронизан тейхоевыми и липотейхоевыми кислотами. Липотейхоевые кислоты заякорены в цитоплазматической мембране бактерии и соединяют её с клеточной стенкой.

Тейхоевые кислоты придают клеточной стенке отрицательный заряд. Клеточная стенка грибов же состоит из других полимеров – хитина и глюкана.

Рис. 4. Клеточная стенка грибов.

3. Клеточные органеллы

Актиномицеты, подобно другим бактериям, не имеют мембранных органелл. У актиномицетов 70S рибосомы, тогда как грибы имеют 80S рибосомы, равно как и остальные эукариотические организмы.

4. Рост колоний

Образование мицелия при росте – это то, что более всего роднит актиномицеты с грибами. Мицелий в случае актиномицетов представляет собой ветвящуюся совокупность гиф. Гифы разделены перегородками на длинные бактериальные клетки, содержащие несколько нуклеоидов. Перегородки у ряда видов могут проходить во взаимно перпендикулярном направлении. Ветвятся гифы путем почкования.

Мицелий, врастающий в субстрат (землю, ил или питательную среду), называется субстратным. Он обеспечивает колонию питательными веществами. Над субстратом возвышается воздушный мицелий, придающий колонии «пушистость» — он образует споры, а также так называемые «вторичные метаболиты» (в отличие от «первичных метаболитов» субстратного мицелия), среди которых много антибактериальных веществ.

Жизненный цикл и физиология актиномицетов

В процессе жизненного цикла большая часть актиномицетов образует споры. Некоторые актиномицеты размножаются путем фрагментации мицелия.

1. Спорообразование

Споры актиномицетов происходят из воздушного мицелия. Это экзоспоры – они развиваются снаружи материнской клетки. Гифы воздушного мицелия, из которых развиваются споры, называются спороносцами.

Споры могут содержаться в утолщении на конце спороносца – спорангии (например, у стрептомицетов, актинопланов и плимелий), а могут располагаться цепочкой вдоль спорангиеносца (например, у нокардий и актиномадур).

По числу образующихся спор актиномицеты делятся на:

  • Моноспоровые (к примеру, Saccaromonospora, Micromonospora, Thermomonospora) – образуют одиночные споры, чаще путем отпочковывания и последующего отделения перегородкой от материнского гифа;
  • Олигоспоровые (например, Actinomadura) – образуют короткие цепочки спор вдоль спороносца;
  • Полиспоровые (большинство других актиномицетов, к примеру, Streptomyces, Frankia, Geodermatophilus) – образуют множество спор, заключенных в спорангии.

Рис. 5. Спорангий актиномицетов рода Frankia.

Споры актиномицетов могут быть подвижными – в таком случае, спора имеет жгутик и может передвигаться (споры актинопланов, геодерматофилов и дерматофилов). В большинстве случаев споры неподвижны и распространяются ветром, водой или животными.

Рис. 6. Дерматофилы, световая микроскопия.

Споруляция у актиномицетов особенно активно протекает в неблагоприятных условиях. Устойчивость спор к нагреванию невелика по сравнению со спорами других бактерий, однако высушивание они выдерживают не хуже других, а потому имеют колоссальное приспособительное значение. Актиномицеты доминируют над другими микроорганизмами в сухих пустынных почвах.

Прорастание своры требует определенной влажности внешней среды. В присутствии воды спора набухает, в ней активируются ферменты и запускаются метаболические процессы, сопровождающиеся выходом ростовых трубок (будущих бактериальных тел) и синтезом нуклеиновых кислот.

2. Тип дыхания

Большинство актиномицетов — аэробы (нуждаются в кислороде для поддержания жизнедеятельности). Факультативные анаэробы (бактерии, способные жить как при наличии, так и в отсутствие кислорода) встречаются среди видов с непродолжительной мицелиальной стадией, размножающиеся фрагментацией мицелия.

3.Кислотоустойчивость

Актиномицеты обладают ацидотолерантностью – устойчивостью в кислой среде, которая позволяет им обитать в насыщенных кислотами лесных почвах.

Кислотоустойчивость в лаборатории может быть определена окраской препарата, содержащего актиномицеты, по Цилю-Нильсену (фуксином с последующей протравкой серной кислотой и окраской метиленовой синью).

Большинство актиномицетов при такой окраске не обесцвечиваются после протравки кислотой и сохраняют красный фуксиновый цвет. Щелочная среда неблагоприятна для этих бактерий: при повышенном рН они склонны к спорообразованию.

4. Особенности метаболизма

Рис. 7. Аэробные актиномицеты образуют пигмент на скошенном агаре. Слева направо: Actinomadura madurae, Nocardia asteroides, Micromonospora.

Выше упоминалось образование воздушным мицелием «вторичных метаболитов». Среди них:

  • пигменты, обуславливающие различную расцветку воздушного мицелия при росте на средах;
  • летучие пахучие вещества, придающие характерный запах почве после дождя, застоявшейся воде, кожным покровам некоторых животных;
  • антибиотики:

a. противогрибковые – полиены; b. противобактериальные – например, стрептомицин, эритромицин, тетрациклин, ванкомицин;

c. противоопухолевые – антрациклины, блеомицин.

Где обитают актиномицеты?

Актиномицеты в наибольшем количестве обнаруживаются в почвах, притом мицелиальных форм значительно меньше, чем спор.

Они играют значительную роль в образовании гумуса, разлагая органические вещества, труднодоступные для утилизации другими бактериями.

Актиномицеты в связи с этим используют в качестве санитарно-показательных микроорганизмов в санитарно-эпидемиологическом деле: обнаружение их в большим количестве в почве или воде указывает на наличие компоста в соответствующем субстрате.

Рис. 8. Актиномицеты в компосте.

Актиномицеты являются симбионтами многих растений, помогая им фиксировать азот. В то же время, многие микроорганизмы этого класса являются возбудителями заболеваний растений.

Рис. 9. Стрептомикоз картофеля.

Они также обнаруживаются в составе нормальной микрофлоры пищеварительной системы целого ряда животных, начиная от почвенных кольчатых червей (например, дождевых) и заканчивая крупным домашним скотом.

Эти микроорганизмы помогают расщеплять целлюлозу, в обилии присутствующую в растительной пище. У человека актиномицеты обнаруживаются в полости рта (десна и зубной налет), кишечнике (дистальные отделы толстого кишечника), на коже (лицо, крылья носа, за ушами, между пальцами) и в органах дыхательной системы (преимущественно в верхних дыхательных путях).

Рис. 10. Микрофлора кожи человека. Тип Актинобактерии обозначены оттенками синего, класс Актиномицеты – ярко-голубым.

Актиномицеты при условии снижения иммунной реактивности организма могут стать причиной актиномикозов – оппортунистических заболеваний, заключающихся в формировании актиномикозных гранулем – скоплений бактериальных тел, напоминающих зерна желтой серы («друз»), окруженных иммунокомпетентными клетками. Воспалительная реакция ведет к расплавлению гранулем, образованию свищей, ведущему к перфорациям органов и разносу бактерий кровью.

Рис. 11. Актиномикозная друза, окраска по Граму.

Рис. 12. Актиномикоз верхней челюсти у коровы.

Рис. 13. Максиллярный актиномикоз человека.

Актиномицеты – удивительные организмы, до сих пор вводящие в заблуждение множество ученых своей схожестью с грибами. Наряду с потенциальной опасностью в виде оппортунистических актиномикозов, эти организмы дарят человеку плодоносную почву и оружие для борьбы с инфекционными и онкологическими заболеваниями – антибиотики и цитостатики.

 

ССЫЛКИ ПО ТЕМЕ

Статьи раздела “Грибы”Самое популярное

Загрузка…

Источник: http://microbak.ru/obshhaya-xarakteristika-mikrobov/gribi/aktinomiceti.html

Актиномицеты

Актиномицеты
Назад к списку

11.10.2017

актиномицеты, микрофлора (1 5,00 из 5)
Загрузка…

Актиномицеты (Actinomycetes) — микроорганизмы, имеющие сходство с бактериями и грибами.

Первенство в их обнаружении принадлежит немецкому ученому Фердинанду Юлиусу Кону (Ferdinand Julius Cohn), который занимался их исследованием во второй половине XIX века. Актиномицеты впервые были выделены из слезного канала человека.

Карл Харц (Carl Otto Harz) в 1877году ошибочно причислил их к грибам, поэтому устаревшее название Actinomycetes — лучистые грибы. В 1884 году хирург Джеймс Адольф Израэль получил чистую культуру.

Зельман Абрахам Ваксман (Selman Abraham Waksma) в 1952 году получил Нобелевскую премию за открытие стрептомицина. Этот антибиотик был обнаружен ученым при изучении почвенных микроорганизмов.

Со своими учениками Ваксман работал 10 лет, стремясь найти вещество, которое убивает туберкулезную палочку при попадании на почву. Исследовав тысячи микроорганизмов, Абрахам Ваксман пришел к выводу, что это соединение продуцируют актиномицеты.

Из советских ученых большая роль в изучении таксономии Actinomycetes принадлежит ученому-почвоведу Николаю Александровичу Красильникову, выделившему в 1939 году из стрептомицетов антибиотик мицетин.

Внешний вид под микроскопом

Бактерии Actinomycetes способны образовывать при развитии колоний гифы — нити, сходные по структуре с мицелием грибов. Гифы могут иметь палочковидные выросты и тонкие фибриллы. Отдельные виды актиномицет образуют экзоспоры — утолщения на концах гиф, в которых находится покоящиеся клетки бактерий. Под микроскопом мицелий выглядит как паутина. Некоторые споры могут иметь жгутик.

Гифы могут быть ценоцитными, то есть иметь множество ядер и общую оболочку. У тех актиномицет, которые способны размножаться вегетативно путем разрастания фрагмента мицелия, гифы делятся перегородками-септами.

В этом также проявляется сходство некоторых актиномицетов с высшими грибами. Размножение актиномицетов происходит путем образования спор. Если спора формируется на конце гифа, такие бактерии называют моноспоровыми.

Олигоспоровые образуют ряд почек вдоль гифа, с последующим отделением их септами. У полиспоровых споры заключены в спорангии.

Актиномицеты на агаре

Где обитает

Подавляющее большинство известных родов актиномицетов было обнаружено в почве. Однако среди них встречаются и представители нормофлоры человека и животных.

К примеру, в зубном налете и камне, а также в протоках слюнных желез обнаруживаются Actinomycetes comitans и Actinomyces Israeli.

При хронических запорах в толстом кишечнике возникает благоприятная среда для колонизации этой части пищеварительного тракта актиномицетами.

Классификация

Существует несколько классификаций актинобактерий, но все ученые единодушны при причислении этих микроорганизмов к одному Царству, Типу и Классу.

Царство
Bacteria

Тип
Actinobacteria

Класс
Actinobacteria

СемействоActinomycetaceae

Streptomycetaceae

РодActinomycesProactinomycesStreptomyces

Nocardia

Свойства

Актиномицеты слабо окрашиваются по Граму, но относятся к грамположительным бактериям. Способны ферментировать углеводы без образования газа. В результате ферментации образуется уксусная, янтарная, муравьиная и молочная кислота. Одним из характерных признаков этих бактерий является способность пептонизировать молоко.

Синтезируют многие витамины группы В и некоторые аминокислоты. Такие ферменты, как кератиназа, хитиназа и ряд других помогают актиномицетам использовать в качестве питательной среды растительные и животные остатки. Для отдельных представителей класса характерно образование летучих ароматических соединений и связывание озона. Оптимальная температура для роста и размножения – около +35… 37°С.

Вызываемые заболевания

Актиномицеты способны вызывать оппортунистические инфекции, то есть являются условно-патогенными микроорганизмами.

При снижении иммунитета могут привести к возникновению актиномикозов, вплоть до злокачественных их форм (актиномицетом), таких как распространенная в тропиках «мадурская стопа».

Актиномицетзы поражают преимущественно легкие и кожу, вызывают сепсис и актиномикозные гранулемы, которые трансформируются в свищи, способствуя распространению инфекции по организму с током крови.

Профилактика и лечение

Лечение проводится с помощью антимикробных препаратов типа клиндамицина, эритромицина, тетрациклина, антисептиков. К профилактическим мероприятиям можно отнести дезинфекцию помещений, где находятся люди с ослабленным иммунитетом, а также мероприятия по стимулированию иммунных защитных механизмов.

Назад к списку

Источник: http://normoflorin.ru/aktinomicety/

Актиномицеты

Актиномицеты

лучистые грибки

лучистые грибки

лучистые грибки

лучистые грибки

актиномицеты – класс грибов

Сегодня науке известно 36-ть классов грибов, объединённых в 4-е отдела – высших, несовершенных, низших и грибоподобных. К тринадцатому классу грибов относят актиномицеты (лат.

Actinomycetes) – лучистые грибки (ветвящиеся бактериии) из отдела Firmicutes, составляющие класс прокариотических грибоподобных организмов, имеющих много общего в строении и жизнедеятельности с бактериями или плесневыми грибами.

Они широко распространены в природе и отличаются разнообразием форм и продуцируемых из них биологически-активных веществ (БАВов).
Все актиномицеты соотносятся к порядку актиномицетовых (лат. Actinomycetales), в который входят бактерии.

✎ Изучение актиномицетов

Первым, кто опознал актиномицеты – микробы, занимающие промежуточное положение в живой природе между двумя мирами: бактерий и грибов, был немецкий ученый, ботаник и бактериолог, профессор университета в Бреслау, Кон Фердинанд (1828 – 1898 гг.).

А также много внимания актиномицетам в своих научных исследованиях уделял и советский микробиолог, бактериолог и почвовед Николай Александрович Красильников (1896 – 1973 гг.).
Однако новая эра в изучении лучистых грибков началась после открытия антибиотика стрептомицина, который спас много человеческих жизней.

Так, американский микробиолог и биохимик Зельман Абрахам Ваксман (1888 – 1973 гг.), который занимался изучением роли почвенных бактерий в плодородии почв, выделил лучистый грибок – стрептомицет.

В тоже время другими учёными было замечено, что туберкулёзные палочки, при попадании в землю, погибают и это явление не смогло не заинтересовать Зельмана Ваксмана, который, вместе со своими учениками, в течение 3-х лет изучил до 10-и тысяч почвенных бактерий и после долгих и напряжённых исследований им всё-таки удалось выделить из стрептомицета вещество, способное уничтожить колонии возбудителей туберкулеза. А через 10-ть лет после начала исследований (в 1949-ом году) стрептомицин стал поступать уже во все аптеки и больницы, что и подарило миллионам больных большую надежду на выздоровление.

✎ Строение и систематика актиномицетов

Актиномицеты, по структуре и свойствам, относятся сразу к двум отделам: высших и низших грибов. У высших форм, в отличие от низших, хорошо развит мицелий и их размножение происходит клетками.

Все лучистые грибки хорошо связывают анилиновые красители, их клетки устойчивы к действию щелочей и фенолу, бензолу и хлороформу, а также не разрушаются протеолитическими ферментами – трипсином или пепсином.

Споры этих микроорганизмов имеют очень разнообразную форму: шаровидную и цилиндрическую, грушевидную или палочковидную.

Разные виды актиномицетов различаются способностью расти на питательных средах и вырабатывать определённые химические вещества (антибиотики, пигменты, токсины и ферменты). По характеру спороношения и строению вегетативных органов лучистые грибки делятся на 2-а порядка:

    ” порядок актинопланальные (лат. Aclinoplanales), иначе – подвижные; ” порядок актиномицетальные (лат. Actinomycetales) или – неподвижные.

А по морфологическим и химических критериям актиномицеты разделены уже на 8-мь групп родов:

    – актиномицеты (лат. Actinomyces); – стрептомицеты (лат. Streptomyces); – мадуромицеты (лат. Maduromyces); – термоактиномицеты (лат. Thermoactinomyces); – термомоноспоры (лат. Thermomonospora); – актинопланы (лат. Actinoplana); – нокардиоформные актиномицеты;- актиномицеты с многогнёздными спорангиями.

✎ Распространение актиномицетов

Актиномицеты широко распространены в природе и легко культивируются в лабораторных условиях. Все они не привередливы к количеству и качеству питательных веществ и поселяются даже на скалистых обрывах, на которых почти нет органических веществ.

Для усвоения различных белковых веществ животного и растительного происхождения такие микроорганизмы используют целый комплекс ферментов, которые, вместе с азотом минеральных солей, и помогают подобным грибкам питаться азотом органических соединений. А углерод актиномицеты получают из спиртов и полисахаридов, крахмала и сахарозы.

Некоторые из них приспособились к “углеводородному” питанию, за счёт керосина и бензина, асфальта и битума, каучука и поливинила. Для нормального роста и развития лучистых грибков также необходимы калий, магний, марганец, цинк, железо, кобальт. Однако их избыток может привести к гибели этих микроорганизмов.

Часто в поисках питательных веществ, актиномицеты нападают на растения. И особенно опасны для зелёных насаждений паразиты из рода актиномицес (лат.

Actinomyces), эти виды фитопатогены и нападают на клубни картофеля и корнеплоды свеклы, вызывая у них “обыкновенную паршу”, когда на растительных тканях образуются язвочки, которые чрезвычайно быстро развиваются на песчаных почвах в засушливые годы.

Не смотря на то, что патогенные виды актиномицетов наносят немало вреда именно земледельцам южных районов, вызывая опасные заболевания растений (актиномикозы), большинство из них, являясь сапротрофами-редуцентами, становятся незаменимыми продуцентами многих известных антибиотиков. Некоторые актиномицеты (особенно из рода микромоноспора (лат.

Micromonospora) обнаруживаются в водоёмах, либо их донных отложениях, но до сих пор не понятно, являются ли они постоянными их обитателями или они занесены туда из почвы. Сама почва является тем природным субстратом, откуда и выделяется подавляющее большинство всех актиномицетов, наибольшая часть биомассы которых – это споры, создающие их колонии.

Заметная активация актиномицетной микрофлоры происходит при внесении в почву крахмала, хитина и нефтепродуктов.

Актиномицеты родов: стрептомицет (лат. Streptomyces), стрептоспорангиум (лат. Streptosporangium), микромоноспора (лат. Micromonospora) и актиномадура (лат. Actinomadura) – это постоянные обитатели в кишечнике дождевых червей, термитов и других беспозвоночных. Разрушая целлюлозу и другие биополимеры, они являются их паразитами. А представители рода франкия (лат. Frankia) даже способны на внутриклеточные азотфиксирующие симбиозы с покрытосеменными растениями, в результате чего образуются клубеньки у не бобовых (облепихи и ольхи).

✎ Значение и роль актиномицетов

Прошло немало лет с тех пор, как был открыт стрептомицин, однако и сейчас эти микроорганизмы служат источником многих необходимых человеку химических веществ: гормонов кортизона и преднизолона, протеолитических ферментов, кератиназы, витамина B12, биотина, пантотеновой и никотиновой кислоты, ауксинов, фитотоксинов, веществ, обладающих антибиотическим воздействием.Биологически активные соединения, что производят лучистые грибки, используют в животноводстве и медицине, пищевой промышленности и сельском хозяйстве для защиты растений от насекомых-вредителей. Также актиномицеты играют громадную роль в процессах почвообразования и создания плодородия. Они трансформируют и свободно разрушают сложные органические соединения: целлюлозу, гумус, хитин, лигнин и другие, что недоступно многим микроорганизмам.

Наукой было признано, что актиномицеты более устойчивы к высушиванию, чем немицелиальные бактерии, именно благодаря этому они доминируют в пустынных почвах. К сожалению, среди актиномицетов немало патогенных для человека, животных или растений видов. Это такие, которые выделяются, например, из мокроты больного туберкулезом. И есть среди них возбудители лёгочной инфекции, менингита и различных дерматитов.

✎ Особенности и применение актиномицетов

Как уже отмечалось, одной из отличительных особенностей актиномицетов является их приспособленность к синтезу физиологически активных веществ, таких как: антибиотики, пигменты и пахучие соединения.

Именно ими формируется специфический запах почвы или воды, и это такие вещества, как: геосмин, аргосмин, муцидон, два-метил-изоборнеол и другие.

Актиномицеты – микроорганизмы, производящие органические вещества из неорганических, поэтому являются активными продуцентами антибиотиков, синтезируя почти половину всех известных в науке, и широко применяются в производстве органических веществ, стероидов, аминокислот и ферментов.

Источник: http://gribomaniya.ru/aktinomicety

Актиномицеты (микробиология): строение, свойства, жизненный цикл

Актиномицеты

Актиномицеты — это обширная таксономическая группа грамм-положительных микроорганизмов, способных к образованию ветвящихся нитей, напоминающих грибной мицелий.

В современной микробиологии актиномицеты имеют название актинобактерии (Actinobacteria).

Этот таксон включает 130 родов бактерий, объединенных на основании высокого содержания ГЦ-пар (более 55%) и сходства последовательностей гена 16-s-рРНК.

Раньше актиномицеты ошибочно считались низшими грибами, затем бактериями с элементами грибной морфологии, а теперь в эту группу включены даже микроорганизмы, вообще не образующие мицелиальных гифов. Это связано с применением к бактериологической систематике филогенетического подхода.

Общая характеристика

Актинобактерии очень разнообразны как в физиологическом, так и в морфологическом отношении. В этой группе встречаются следующие формы бактерий:

  • Кокки.
  • Палочки.
  • Ветвящиеся нити.
  • Развитый мицелий.

Все актиномицеты грамм-положительны и не образуют эндоспор. Однако наличие экзоспор является их очень распространенным признаком. Большинство представителей этой группы являются аэробами, но встречаются также облигатные и факультативные анаэробы.

Актинобактерии заселяют различные места обитания и используют для жизнедеятельности практически все варианты энергетического и конструктивного метаболизма. В этой таксономической группе присутствуют представители всех типов питания бактерий, кроме фототрофного.

Фенотипически актинобактерии делятся на 2 группы:

  • Низшие актиномицеты — не образуют спор. В эту группу входят одиночные бактерии мицелиального и немицелиального строения.
  • Высшие актиномицеты — образуют экзоспоры и включают только мицелиальные формы (как одноклеточные, так и многоклеточные).

Средой обитания для большинства актинобактерий служит почва, а также пресноводные и морские илы. Есть представители, живущие в экстремальных условиях с большим содержанием солей или высокими температурами (галофилы, термофилы).

Средой обитания некоторых актиномицетов является организм животных и человека. Такие представители могут быть патогенны для людей и потому являются предметом изучения медицинской микробиологии. Актиномицеты способны вызывать следующие заболевания:

  • Эндокардит.
  • Фарингит.
  • Пародонтоз.
  • Легочный нокардиоз.
  • Актиномицетоз.
  • Туберкулез.
  • Проказа.

Среди актиномицетов встречаются и патогены растений, например, род Streptomyces, вызывающий паршу картофеля. Некоторые представители являются бактериями-симбионтами.

В экологической микробиологии актиномицеты рассматриваются, как важнейшие участники круговорота веществ. Большая часть этой функции выполняется актиномицетами, обитающими в почве.

Мицелий актиномицетов формируют гифы. Это тонкие ветвящиеся нити, которые удлиняются в результате апикального (верхушечного) роста. Гифы содержат большое количество нуклеоидов.

В процессе роста и ветвления гиф не происходит клеточного деления, однако могут возникать перегородки. В зависимости от этого мицелий делится на 2 вида:

  • Несептированный (не имеет перегородок).
  • Септированный — содержит перегородки, которые обычно расположены в поперечном направлении.

Мицелий может быть как стабильным, так и периодически фрагментироваться на палочки или коки, как у рода Nocardia. Ветвление тонких нитей (гиф) у разных групп актиномицетов выражено в разной степени. Актиномицеты способны образовывать как субстратный, так и воздушный мицелий.

Отличительные свойства актиномицетов

Кроме способности образовывать мицелий актиномицетов характеризуют следующие особенности:

  • Липофильная клеточная стенка, позволяющая хорошо переносить высушивание.
  • Возможность роста в воздушной среде.

Актиномицеты — бактерии с очень высокой продуцирующей способностью. Они способны производить огромное количество биологически активных соединений, включая антибиотики. По этой причине микробиология актиномицетов занимает особое место в биотехнологии. Большинство натуральных антибиотиков были выделены именно из этой группы микроорганизмов.

Способность к формированию тонких нитей не является уникальным признаком актиномицетов, поскольку некоторые представители других групп микроорганизмов обладают таким же строением. Например, род Hifomicrobium, относящийся к филуму протеобактерий.

Разнообразие типов питания

Среди актиномицетов встречаются следующие типы питания бактерий:

  • Хемоорганотрофы.
  • Хемолитотрофы.
  • Автотрофы.
  • Гетеротрофы по углеводу или азоту (либо их совокупности).

Среди хемогетеротрофов встречается как аэробный тип метаболизма, так и анаэробный. Источниками энергии могут служить разнообразные соединения, включая полимеры.

Существует вариант фенотипической классификации, в котором разделение актинобактерий на группы основано именно на типах питания. Среди низших актиномицетов выделяют:

  • Хемолитоавтотрофы, окисляющие серу при помощи кислорода.
  • Хемоорганогетеротрофы, характеризующиеся облигатно аэробным дыханием, образующие простеки и размножающиеся почкованием.
  • Облигатно аэробные хемоорганогетеротрофы — одиночные кокки или палочки.
  • Хемоорганогетеротрофы с облигатным броженем.
  • Хемоорганогетеротрофы с дыхательным или бродильным типом метаболизма.
  • Коринеформные бактерии — для них характерно аэробное дыхание, а также анаэробное фумаратное дыхание и брожение.
  • Микобактерии — аэробные хемоорганогетеротрофы.

Среди высших актиномицетов выделяют практические те же группы, что и в классической фенотипической классификации.

Жизненный цикл

Размножение мицелиальных актиномицетов может происходить тремя способами:

  • Фрагментацией гиф.
  • Дифференциацией спор.
  • Почкованием.

Споры представляют собой цисты с утолщенной клеточной стенкой, окруженные гидрофобным чехлом. Они могут быть как подвижными, так и неподвижными.

Филогенетическая классификация актинобактерий

На основании анализа сходства гена 16-s-рРНК 130 родов филума актинобактерий объединены в один класс — Actinobacteria, в котором выделяют 5 подклассов, 6 порядков и 10 подпорядков.

Первые четыре подкласса сильно дивергировали и содержат всего лишь по одному роду. Пятый подкласс, который называется Actinobacteridae, делится на два порядка:

  • Actinomycetales (актиномицеты).
  • Bifidobacteriales (бифидобактерии).

Порядок бифидобактерий включает одноименное семейство с 3 родами, а порядок актиномицетов разбивается на 10 подпорядков:

  1. Actinomycinae.
  2. Micrococcineae.
  3. Corinebacterine.
  4. Micromonosporineae.
  5. Propionibacterineae.
  6. Pseudonocardineae.
  7. Streptomycineae.
  8. Streptosporangineae.
  9. Francineae.
  10. Glycomycineae.

Многие из этих групп соответствуют фенотипической классификации актинобактерий. Последняя подразделяет актиномицеты на основании совокупности морфологических, культуральных, физиологических и биохимических признаков. Фенотипические группы актиномицетов описаны во втором томе определителя бактерий Берджи (2001 г).

Сюда отнесены актинобактерии, мицелий которых периодически фрагментируется на палочки или кокки. Грамположительные аэробы, не образуют настоящих спор. Способны формировать конидии. Процент ГЦ пар в этой группе варьирует от 63 до 79. Типичный представителем является род Nocardia.

Актиномицеты с многоклеточными спорангиями

У таких микроорганизмов деление гифов осуществляется в обоих направлениях (продольном и поперечном), что приводит к образованию многоклеточных спорангиев. Два рода характеризуются отсутствием нитевидного мицелия.

Все представители — хемоорганотрофы и мезофилы. Характерными местами обитания являются почва, вода и кожа млекопитающих.

Актинопланеты

Актинопланеты приспособлены к жизни в водной среде. Для них характерно наличие подвижной стадии в жизненном цикле. Мицелий формируют септированный (в основном субстратный, реже — воздушный). Наличие спорангиев характерно для всех представителей, кроме рода Micromonospora.

Средой обитания для актинопланетов служат пресная вода, почва и мертвые органические останки.

Стрептомицеты

Характеризуются стабильным и хорошо развитым воздушным мицелием, который не подвергается фрагментации. Типовой род Streptomyces включает примерно 500 видов.

Мадуромицеты

Данная группа характеризуется формированием развитого субстратного мицелия, однако споры формируются только на воздушных гифах. Споры образуют короткие цепочки или находятся в спорангиях.

Термомоноспоры

Представителей этой группы актиномицетов отличает способность к росту при температуре от 40 до 48 градусов. Для них характерен воздушный мицелий с подвижными либо неподвижными спорами. Типичным представителем является род Thermomonospora.

Источник: http://fb.ru/article/398788/aktinomitsetyi-mikrobiologiya-stroenie-svoystva-jiznennyiy-tsikl

Актиномицеты

Актиномицеты

Актиномицеты — это ветвящиеся бактерии. Они не содержат в клеточной стенке хитина или целлюлозы, в отличие от грибов, имеют строение грамположительных бактерий. Мицелий примитивен. Тонкие прямые или слегка изогнутые палочки размером 0,2-1,0×2,5 мкм, часто образуют нити длиной до 10-50 мкм.

Способны образовывать хорошо развитый мицелий, у одних видов он длинный, редко ветвящийся, у других короткий и сильно ветвящийся, гифы мицелия не септированы. Палочковидные формы, часто с уголподобными концами, в мазке располагаются поодиночке, парами.

V- и Y-образно либо в виде палисада. Все морфологические формы способны к истинному ветвлению, особенно на тиогликоленой полужидкой среде. По Граму окрашиваются плохо, часто образуют зернистые либо четкообразные формы, конидий не образуют, некислотоустойчивы.

Типовой вид — Actinomyces hovis.

Свойства актиномицетов

Облигатные и факультативные анаэробы, капнофилы. Растут медленно, посевы следует культивировать 7-14 сут. Температурный оптимум роста 37 С Некоторые штаммы дают гемолиз на средах с кровью.

Некоторые виды формируют нитчатые микроколонии, напоминающие мицелий, а на 7-14-е сут образуют крошковатые S-формы колоний, иногда окрашенные в желтый или красный цвет.

Actinomyces israelii склонен образовывать длинный ветвящийся мицелий, со временем распадающийся на полиморфные кокковидные, тубовидные и другие элементы.

На простых питательных средах растет плохо, лучше растет на белковых средах, содержащих сыворотку; образует прозрачные бесцветные пастообразные, обычно гладкие колонии, плотно срастающиеся со средой. Воздушный мицелий скудный, пигментов не образует, на некоторых средах, например на кровяном агаре, может формировать белые бугристые колонии, A. odontoiyticm на кровяном агаре образует красные колонии с зоной гемолиза.

Биохимическая активность актиномицетов

Актиномицеты — хемоорганотрофы. Ферментируют углеводы с образованием кислоты без газа, продукты ферментации — уксусная, муравьиная, молочная и янтарная кислоты (но не иропионовая).

Наличие каталазы и способность восстанавливать нитраты в нитриты вариабельны у разных видов, индол не образуют.

Видовая дифференциация основана на различиях в способности ферментировать углеводы и в некоторых других биохимических тестах.

В ИФА выделяют серогруппы А, В, С, D, Е, F.

Экологическая ниша актиномицетов

Основная среда обитания — почва. Постоянно обнаруживаются в воде, воздухе, на различных предметах, покровах растений, животных и человека. Колонизируют слизистую оболочку полости рта человека и млекопитающих.

Устойчивость актиномицетов в окружающей среде

При попадании на воздух мгновенно погибают.

Чувствительность к антимикробным препаратам. Чувствительны к пенициллинам, тетрациклину, эритромицину и клиндамицину. Чувствительны к действию обычно применяемых антисептиков и дезинфектантов.

Патогенез

Актиномицеты вызывают оппортунистическую инфекцию.

Эпидемиология актиномикоза

Источник инфекции — почва. Характерна множественность механизмов, путей и факторов передачи, хотя чище всего механизм передачи контактный, а путь передачи раненой. Восприимчивость к актинам и цетам, как ко всем условно-патогенным микробам, низкая у лиц с нормальным иммунным статусом и повышенная у иммунодефицитных хозяев.

Симптомы актиномикоза

Актиномикоз — хроническая оппортунистическая инфекция человека и животных, вызываемая анаэробными и факультативно-анаэробными актиномицетами, которая характеризуется гранулематозным воспалением с полиморфными симптомами.

Заболевание актиномикоз проявляется формированием гранулемы, которая подвергается некротическому распаду с образованием гноя, выходящего через свищи на поверхность кожи и слизистых оболочек различной консистенции, желтовато-белого цвета, иногда с примесью крови, часто содержит друзы. Одновременно отмечается фиброз гранулемы. В зависимости от локализации различают шейно-лицевую, торакальную, абдоминальную, мочеполовую, костно-суставную, кожно-мышечную, септическую и другие формы болезни.

Иммунитет изучен недостаточно.

Лабораторная диагностика актиномикоза

Материалом для исследования служат мокрота, ликвор, гной из свищей, пунктаты невскрытых очагов размягчения, соскобы с грануляций, ткани, полученные при биопсии.

Для диагностики актиномикоза используют бактериоскопический, бактериологический, серологический и аллергологический методы.

Обычно диагноз ставят бактериоскопически по обнаружению в исследуемом материале друз актиномицетов, имеющих ВИД мелких желтоватых или серовато-белых зернышек с зеленоватым отливом.

Под малым увеличением видны образования окружной формы с бесструктурным центром и периферией радиального строения; под большим увеличением в центре видны сплетения с пигментированными зернами, по периферии от этого клубка мицелия отходят радиально в виде лучей гифы с колбовидными утолщениями на концах.

По Граму споры окрашиваются в темно-фиолетовый, мицелий — в фиолетовый. По Цилю-Нельсону мицелий окрашивается в синий, а споры — в красный цвет.

Окончательный диагноз устанавливают на основании выделения возбудителя. Для подавлении роста сопутствующей микрофлоры гной и мокроту перед посевом центрифугируют в растворе пенициллина и стрептомицина, затем отмывают изотоническим раствором NaCI для удаления антибиотиков.

Засевают на питательные среды (сахарный агар, среда Сабуро и др.) и культивируют в аэробных и анаэробных условиях. Выделяют и идентифицируют чистую культуру по общепринятой схеме. У выделенных культур определяют способность сворачивать и пептонизировать молоко — признак, характерный для актиномицетов.

Выделение анаэробных видов подтверждает диагноз актиномикоза.

Для серодиагностики актиномикоза ставят РСК с актинолизатом. Реакция недостаточно специфична, поскольку положительные результаты могут отмечаться при раке легкого и тяжелых нагноительных процессах. Применение в качестве антигена вместо актинолизата внеклеточных белков актиномицетов повышает чувствительность РСК. Этот же антиген можно использовать и для постановки РНГА.

Аллергическую пробу проводят с актинолизатом. Диагностическое значение имеют лишь положительные и резко положительные пробы. При висцеральном актином и козе аллергическая проба часто отрицательная.

Лечение актиномикоза

Удовлетворительных результатов можно достичь применением пенициллина, тетрациклина, эритромицина, клиндамицина.

Профилактика актиномикоза

Специфическая профилактика актиномикоза не разработана. Неспецифическая профилактика направлена на повышение иммунного статуса.

Источник: https://www.evaveda.com/spravochnye-materialy/parazity/bakterii/aktinomitsety/

Актиномицеты

Актиномицеты

Термин Актиномицета используется для обозначения организмов, принадлежащих к семейству Actinomycetales, основного подразделения Prokaryotae, царство, которое содержит все организмы с прокариотической клеткой.

Иногда название «актиномицеты» используется ограничено, только для членов рода. Актиномицеты долгое время рассматривались как грибы, это отражено в их греческом названии («aktino» = луч «mykes» = гриб или грибок).

Название соотносится к радиальному расположению нитей в клетке актиномицета. Актиномицеты или актинобактерии – являются представителем Cellulomonas бактерий, получившие своё имя из-за странного вида, благодаря которому они очень отличаются от других бактерий.

Хотя на самом деле бактерия больше схожа на грибок, из-за её длинных, походящих на гифы грибные, нитей.

Что этакое актиномицет?

Актиномицеты являются переходными формами между грибами и бактериями, иногда их называют «высшими бактериями» или нитчатыми бактериями. Как бактерии, они обладают клеточной стенкой, содержащей мурамовую кислоту. Они также имеют прокариотические ядра и восприимчивы к антибиотикам.

Но, как грибы, они образуют нити, называемые гифы похожи на гиф формы грибов. Актиномицеты отличаются от грибов по компонентам в составе клеточной стенки; они не имеют хитина и целлюлозы, которые обычно встречаются в клеточной стенке грибов.

Семейство актиномицетов включает в себя широкий спектр бактерий, найденных в почве, гниющей растительности, внутри людей и животных.

Есть более десятка видов подотряда актиномицетов. Тем не менее, гетерогенный характер этих организмов является источником таксономической нестабильности, и многие ожидают более определенной классификации.

Некоторые актиномицеты способны установить симбиотическую связь с прочими растениями, дабы обмениваться соединениями азота, через ассоциацию с почти 200 видами растений, в том числе сапиндуса, ольхи, кофе, австралийской сосны, магонии падуболистной может и прочими.

Актиномицеты, как член гетерогенной группы грамположительных, «правильно» анаэробных бактерий, отмеченных формами нитчатого и ветвящегося типа роста, что приводит к лжемикоризе в большинстве видо-форм, в обширной колонии, или мицелия. Мицелий у некоторых видов может распадаться с образованием палочко – или кокковидно-образных форм. Многие роды также образуют споры ими и размножаются.

Споры могут быть найдены на воздушных гифах, на поверхности колонии, или в самой среде обитания. Актиномицеты размножаются либо путем спорообразования или методом фрагментации гиф.

Гифы актиномицетов намного меньше и тоньше, чем грибные гифы, будучи от одной пятой до одной второй от толщины грибных гифов. Сами нити часто несут длинные цепочки спор.

Эти цепи могут быть прямые, волнистые, зацикленные, или в тесные спирали скрученные.

Подвижность, если и присутствует, то благодаря жгутикам.

Многие виды актиномицетов встречаются в почве и безвредны для животных и высших растений сапрофиты (питаются разлагающимися органическими материалами), в то время как некоторые вызывают заболевания у растений (например, картофельная парша, желчный некроз и бактериальные увядания) и животных.

А другие актиномицеты являются полезными источниками антибиотиков, например, такими как стрептомицин.
Большинство членов актиномицетов аэробные, но некоторые из них могут расти и в анаэробных условиях.

Из конкретных видов актиномицетов, аэробные виды, являются основной причиной нокардиоза, инфекции легких, мозга или кожи у людей. А конголезский дерматофил, причина тяжелых дерматитов крупного рогатого скота, овец, лошадей, а иногда и людей.

Несколько видов актиномицетов вызывают заболевание актиномикоз человека и крупного рогатого скота.

Актиномицеты отличаются от других почвенных бактерий во многих отношениях. Актиномицеты развиваются нитями, почти такие же, как грибные гифы.

Некоторые исследователи полагают, что актиномицеты могут использовать эти нити для соединения себя вместе с почвенными предметами. При этом они становятся слишком большими, чтобы быть съеденными их врагами, простейшими инфузориями.

Инфузории, простейшие хищники, поглощают или глотают много наших друзей аэробных бактерий.

Чем отличаются и чем полезны?

Это один из немногих типов бактерий, которые могут сломать трудно перерабатываемые соединения, такие как целлюлоза и хитин, в качестве источника своего питания.Этоделает его хорошим компонентом и полезным микроорганизмом почвенного сообщества.

В процессе компостирования главная основа – термофильные (приспособленные к высоким температурам) и термостойкие бактерии актиномицеты, ответственные за разложение органического вещества при повышенных температурах. В начальной фазе компостирования интенсивное увеличение микробной активности приводит собственно к нагреву органического материала.

Актиномицеты, как грибы размножаются с помощью спор. Рост гифов сопровождается фрагментацией и высвобождением спор производимых уже бесполым путём.

Актиномицеты – это замечательный тип бактерий. До сих пор мы не до конца знаем, как они действуют, но, по крайней мере, знаем три важных пути их работы.

Вот главные их типы:

  1. тип Streptomyces, дает нам много необходимых антибиотиков, которые мы используем сегодня в медицине;

  2. тип Frankia, работает в симбиозе со многими грибками, на не зернобобовых растениях, в качестве фиксирующей азотобактерии;

  3. другиетипы актиномицет являются редуцентами, производящими «переваривание» жестких растительных тканей, таких как целлюлоза и лигнин, находящихся в коре, бумаге, картоне, стеблях и листьях, и хитин или жесткий экзоскелет насекомых.

Актиномицеты похожи на грибы, ибо образуют длинные нити, которые простираются через почву. Тем не менее, они не имеют определенного ядра. А ещё, антибактериальные соединения и антибиотики работают против них, но противогрибковые вещества, ни как на них не действуют. Так что теперь мы можем назвать их Actinobacteria.

Антибиотик из актиномицетов – Streptomyces и открытие стрептомицина

Ученым уже давно известно, что актиномицеты как-то держали популяции почвенных бактерий в равновесии. Этот факт привел к мысли, ученых Сельмана Уэйксмана и Альберта Шаца, что некоторые из этих актинобактерий могут быть полезны в качестве антибиотиков в борьбе с болезнями человека.

Актиномицеты и азот

Азот является одним из важнейших питательных веществ, практически для всех форм жизни. Мы получаем азот, прямо или косвенно, из растений.

В то время как азот составляет около 79% нашей атмосферы, растения не могут использовать азот прямо из воздуха в его газообразном состоянии.

Сначала ему должно быть зафиксированному или объединенному в любом виде с другим веществом – это известные аммиак, нитраты, NO3.

Естественный цикл азота в природе зависит от фиксации азота бактериями такими, как те, которые находятся в типеФранкия, в семье актинобактерий, чтобы получился фиксированный азот.

Фиксированный азот часто является ограничивающим фактором для роста растений, как в вашем саду и на даче, так и в окружающей среде.

Около 15% мирового азота зафиксировано естественно, от симбиотических отношений между различными разновидностями семействаФранкия (актинобактерий) и их растений – хозяев.

Растения, которые образуют симбиотические отношения с «семьёйФранкия» называются актинобактерии.

Ученые обнаружили более 160 растений, которые находятся с актиномицетами в союзе, включая ольху, русскую облепиху, душистый горошек, сладкий папоротник, стланик и казуарина.

Frankia способен обеспечить большую часть, или всю потребность в азоте растения-хозяина. На фотографиях, растений из очень холодных мест, можно рассмотреть фиксирующие азот друзы клубеньков, на корневой системе ольхи.

Эти объединения азотобактерий на растениях-хозяевах часто выводят эти растения в «пионерские виды», они поставляют растениям много дефицитного азота и поэтому растения живут среди нарушенных почв, таких как морены, вулканические потоки и песчаные дюны. Они помогают создать резервуар богатой азотом почвы, и следующая волна растений может извлекать выгоду из этого клада.

Ученые считают, что большая часть нового, уже связанного азота, в лесах умеренного пояса, сухой степи, зарастающих песчаных дюн, морен и хвостохранилищ шахтных отходов или терриконов, образуется благодаря симбиозу семействаФранкия и растений – хозяев. Актинобактерии являются основным агентом фиксирующим азот на большей части земного шара и станут ещё более важными оттого, что позволяют приспособиться растениям к изменению климата.

Как деструктор актиномицеты специализируются на разрушении жесткой целлюлозы и лигнина, найденного в древесине и бумаге, хитина в экзоскелете насекомых. Разрушение этих материалов делает питательные вещества вновь доступными для корней растений. «Земляной» запах, или аромат свежевскопанной почвы, обусловлен активной работой актиномицетов.

В то время как некоторые виды актинобактерий являются термофилами, любящими тепло активного горячего компоста, живущими в компосте, в его наружных слоях от двух до шести см, иные развиваются и «без подогрева».

В течение длительного периода прохладной стадии созревания компоста бактерии актимицетные испускают свои гифы, как нити, по всему объёму компоста.

Они схожи с беловато-серыми толстыми нитями, аналогичными пыльной паутине.

Наиболее важные заметки по поводу деятельности актиномицетов

Актиномицеты особенно удобны при переработке целлюлозы и хитина. Эти два «жестких», «коричневых» соединения углерода имеются в растениях, грибках и членистоногих. И соединения эти не типичные пищевые продукты для большинства других бактерий.

Актиномицеты также приспособлены существовать в более широком распространении рН по сравнению с другими бактериями. Если эта бактериальная акробатика не достаточна, чтобы поразить вас, вот ещё один момент.

Некоторые растения образуют небольшие мешочки, лишенные O2, анаэробные узелки, где используется фермент нитрогеназный от актиномицета, для преобразования азота, который в атмосфере, в аммиак, NH3 +.

Часто это узелки на корневой системе дерева ольха.

Ряд актиномицетов образуют тесную связь с растениями и выступают в качестве стимуляторов роста и агентов биоконтроля.

Некоторые актиномицеты образуют лишайникоподобные ассоциации с зелеными водорослями, и называются актинолишайник.

Источник: http://goodroot.ru/actinomycetes

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.