Для чого потрібна капсула бактеріям
Зміст
- Поверхнева структура клітини Види капсул Навіщо клітці потрібна додаткова оболонка Виявлення капсул Відповідь на напад
Коли на вулиці холодно, ми одягаємо теплу куртку, в дощ беремо з собою парасольку, вирушаючи в похід, прихоплює рюкзак з їжею. Всі ці функції в мікросвіті успішно виконує капсула бактерій. Є так звані істинно капсульні клітини, що утворюють захищає їх кокон в будь-яких умовах. Є клітини, що формують дуже тонкий слизовий шар, виявити який можна за допомогою електронного мікроскопа. Але для основної частини бактерій формування захисного шару має значення тільки в агресивному для них зовнішньому середовищі.
Капсули клітини бактерій
Поверхнева структура клітини
У прокаріотичних клітинах (без’ядерних) немає внутрішнього поділу, тобто функції всіх “внутрішніх органів” у бактерій виконує мембрана. Вона може утворювати глибокі внутрішні складки, але все одно залишається оболонкою клітини. По суті, нормально функціонуюча бактерія має наступну будову:
Цитоплазма (внутрішній вміст клітини);
оболонка (мембрана);
поверхневі структури (капсула, джгутики, мікроворсинки).
Будова бактеріальної клітини
Органела бактерій
Капсула клітини – поверхнева слизова структура, що утворюється навколо оболонки. Це аморфна речовина має велике значення для життєдіяльності клітини, робить оболонку більш міцною і щільною, служить захисним бар’єром на шляху фагоцитів, іноді виконує роль комори і зберігає запаси їжі. У будові капсули розрізняють два шари: внутрішній і зовнішній. Внутрішній шар – частина зовнішнього шару цитоплазми клітини, а зовнішній – результат секреторної функції бактерії.
Види капсул
Продукти біосинтезу бактерії відкладають навколо клітинної оболонки у вигляді своєрідного кокона, підтримуючого життєдіяльність клітини. В залежності від товщини слизового шару розрізняють:
Мікрокапсули. Шар слизу менше 0,2 мкм. Виявляється тільки за допомогою електронного мікроскопа.
Макрокапсули, що мають стінки товщі 0,2 мкм. Їх вже можна розглянути в звичайний мікроскоп, але для виявлення слизової структури знадобиться спеціальна забарвлення негативним методом.
види капсул бактерій
Не всі мікроорганізми мають здатність утворювати верхній шар у вигляді аморфного кокона. Деякі бактерії утворюють їх у будь-яких умовах (істинно капсульні бактерії), але для більшості освіту капсул – метод захисту від навколишнього середовища.
Навіщо клітці потрібна додаткова оболонка
Для мікроорганізмів захисні оболонки мають велике значення:
Вони утворюють вологе середовище, в якій клітка відчуває себе більш комфортно;
аморфне будова кокона захищає клітини від висихання і оберігає їх від механічних пошкоджень;
збільшують здатність бактерій зчіплюватися один з одним або з іншими поверхнями, т. е. збільшують їх адгезію;
виконують функції імунного бар’єру, т. е. перешкоджають проникненню в клітку фагів (вірусів для мікроорганізмів).
Клітини, що мають капсулу, здатні вижити в несприятливих умовах. Особливо яскраво це виявляється на прикладі патогенних мікробів. При попаданні в організм деякі бактерії тут же обзаводяться пухкої стінкою, що захищає їх від імунної системи макроорганізму (людини або тварини), тоді як у зовнішньому середовищі вони чудово існують у своєму звичайному вигляді. У випадку з патогенними бактеріями наявність капсули ускладнює антибіотиків проникнення в клітину і, відповідно, заважає організму перемогти хворобу.
Капсули бактерій
Якщо бактерії з’єднані в колонію, то оболонка допомагає здійснювати зв’язок між окремими клітинами і виконує функції їх з’єднання між собою. В’язка субстанція капсули також має значення для кріплення клітини або колонії до інших поверхонь.
Позаклітинні полімерні речовини, що накопичуються в капсулі, можна застосовувати на практиці. Так, їх використовують для отримання штучної плазми крові або для вирощування найтонших синтетичних плівок.
Виявлення капсул
У будові капсули бере участь дуже багато води, до 98%. Крім того що рідина робить кокон дуже неміцним, вона ще й прозора, т. Е. Розглянути гелеподібної оболонку під мікроскопом звичайним методом без додаткової підготовки не вийде.
Лабораторні дослідження
У нормальному стані бактерії теж прозорі. Зазвичай для виявлення клітин використовують різні методи забарвлення, що дозволяє легко розглянути їх під мікроскопом. Але для капсул звичайні способи не підходять з кількох причин:
Слизувату речовину капсули погано затримує фарбувальні пігменти, після промивання препарату (це обов’язкова процедура при фарбуванні) слиз залишається безбарвною.
Аморфні оболонки дуже м’які і неміцні, в процесі фарбування їх легко пошкодити. При звичайних методах фарбування препарат піддається механічним впливам, які можуть знищити сам об’єкт дослідження.
Одним із способів виявлення такої неміцною субстанції є метод фарбування по Гінсу. Він заснований на нездатності капсули утримувати фарбу і полягає у фарбуванні навколишнього середовища і самої бактерії:
На предметне скло наносять краплю туші;
додають в туш куплю розчину, що містить досліджувані клітини;
перемішують і акуратно розподіляють рідину по поверхні;
залишають для висихання на повітрі і фіксують (обробляють сулемою, спиртом або швидко обпалюють);
занурюють у розчин фарбувальних речовин;
промивають водою і висушують.
капсули бактерій
Під мікроскопом готовий препарат виглядає наступним чином: на темному (або чорному) тлі туші добре видно червоні або фіолетові бактерії, оточені світлим (незабарвленим) обідком.
Один з найпростіших методів виявлення капсул – забарвлення по Дюгіду. При цьому способі туш змішують з культурою на предметному склі, потім поміщають зверху покривне скло і сильно притискають, в результаті чого рідина розподіляється тонким шаром між поверхнями. Розглядають готовий препарат за допомогою спеціального об’єктива з великим збільшенням. На темному тлі навколишньої клітини туші чітко виділяються прозорі зони капсул.
Виявити капсули можна ще кількома методами:
За допомогою забарвлення за Романовським – Гімзою з використанням спеціального фарбувального складу;
методом забарвлення по Міхіну за допомогою метиленової сині Леффлера;
методом фарбування по Буррі – Гінсу.
фарбування капсул по Буррі-Гінсу
Відповідь на напад
Особливе значення для вивчення бактерійної оболонки має так звана реакція Нейфельд. Цей спосіб заснований на розбуханні, розпушенні капсульного речовини під впливом антитіл, які імунна система організму використовує для ідентифікації та знешкодження різних чужорідних об’єктів.
Наприклад, при попаданні в організм пневмококів імунна система пускає в хід антитіла, відповідні хімічним складом капсул цих мікробів. У відповідь бактерії починають нарощувати товщину слизового шару, намагаючись уберегти клітку від загибелі. У результаті оболонка стає набагато більше і помітніше.
Капсула клітини бактерій
При проведенні медичних аналізів на виявлення конкретного виду патогенних бактерій в досліджуваний матеріал, отриманий від хворого, додають кілька видів сироватки з різними антитілами. Значення буде мати той результат, де ширина аморфного шару найбільша. Таким способом досить просто підтвердити або встановити діагноз, що дозволить якнайшвидше розпочати необхідне лікування.
Бактеріальні капсули утворилися в процесі еволюції. Швидше за все, їх поява виявилося життєво важливим для деяких бактерій. М’яка, пухка оболонка у вигляді надійного кокона захищала мікроорганізми майже від усіх небезпек. Значення подібного захисного шару для виживання виду складно переоцінити.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)