Значение бактерий рода Bacillus в жизни человека

Самую большую группу микроорганизмов составляют аэробные спорообразующие бактерии. Множество микробиологов заняты изучением рода бактерий Bacillus, о которых написано множество статей, научных трудов и книг. Это связано с особой устойчивостью спор этого рода к физическим и химическим воздействиям.

Общая характеристика рода Bacillus

Этот род включает в себя множество видов, общее у которых – это:

• палочковидное строение клетки;
• образование спор;
• аэробное дыхание;
• гетеротрофный способ питания;
• нефотосинтезирующие.

Клетки этого рода встречаются как одиночные, так и расположенные цепочкой. В большинстве своем это подвижные формы. Исключение составляют бациллы сибирской язвы. Большинство видов способны вырабатывать крахмал, ферменты и другие субстраты, поэтому нашли широкое применение в пищевой и фармацевтической промышленности. Благодаря антагонистическим свойствам по отношению к другим видам бактерий бациллы применяют в производстве антибиотиков.

Многие виды для своего развития нуждаются в витаминах, аминокислотах и других субстратах.

В микробиологии хорошо изучены виды, имеющие такое практическое значение в жизни человека:

• продуценты инсектицидов;
• виды, участвующие в брожении;
• продуцирующие антибиотики и ферменты;
• продуценты биопрепаратов;
• патогенные формы.

В настоящее время бактерии рода Bacillus изучаются с целью применения в различных отраслях: пищевой промышленности, генной инженерии, биотехнологиях.

Несмотря на широкое применение в различных отраслях, многие виды приводят к порче продуктов и зерновых культур. Так, например, B. Mesentericus, попадая вместе с мукой, приводит к порче хлеба.

С целью понимания неоценимого вклада бактерий этого рода в жизнь человека рассмотрим наиболее известных и значимых представителей этого рода.

Вид Bacillus subtilis

Bacillus subtilis более известна как сенная палочка, которую бактерия получила из-за того, что раньше ее могли культивировать только на сенном отваре. Бактерия имеет вид прямой палочки, не имеющей цвета. Может размножаться как спорами, так и делением. Практическое применение в промышленных целях этот вид нашел благодаря таким свойствам, как:

• антагонизм к патогенным бактериям: стафилококку, протею, сальмонелле, стрептококкам;
• продуцирование ферментов, препятствующих гнилостному распаду тканей;
• синтезирование аминокислот и витаминов.

Bacillus subtilis является составляющей таких лекарственных препаратов:

• «Биоспорин»;
• «Споробактерин»;
• «Энзимтал»;
• «Бактиспорин».

Bacillus subtilis обладает высоким подавляющим действием на патогенные бактерии, вызывающие острые кишечные расстройства. Споры Bacillus subtilis активируются в толстом кишечнике, создают там кислую среду, тем самым подавляя бактерии, вызвавшие дисбактериоз.

Bacillus subtilis входит в состав таких пищевых добавок, как «Бактистатин», Супрадин Киндер гель», «Ветом». Широкое применение получили штаммы Bacillus subtilis в животноводстве, рыбной отрасли, птицеводстве, в качестве профилактики и лечения дисбактериоза, заболеваний желудочно-кишечного тракта, легочной инфекции, для улучшения продуктивности особей и получения здорового потомства.

В растениеводстве применяют Bacillus subtilis для защиты растений от грибковых и инфекционных заболеваний.

Новшеством в косметологии являются ферментные пилинги. В пилинге используют ферменты как растительного происхождения, так и бактериального. Косметологами отмечено, что ферментные пилинги (субтилизин, протеаз), продуцентами которых являются Bacillus subtilis, более эффективны.

Bacillus cereus

Бактерии В. Cereus считается условно патогенным микробом. В. Cereus распространены повсеместно и способны вызвать у человека пищевые отравления. Являются продуцентами двух видов энтеротоксинов, вызывающих пищевые отравления:

• термостабильный (вызывает рвоту);
• термолабильный (провоцирует диарею).

Оба вида пищевых отравлений, вызванных Bacillus cereus, имеют непродолжительный инкубационный период и протекают с умеренной интоксикацией. Микробы быстро размножаются на пищевых продуктах, образуя на них пленку сероватого цвета.

Несмотря на то что отравление энтеротоксинами Bacillus cereus носит легкий характер, при первых подозрениях необходимо обращаться к врачу. Диагностировать отравление Bacillus cereus можно только в лабораторных условиях.

Bacillus cereus обладает такими ферментативными свойствами:

• свертываемость молока;
• разжижение желатина;
• способность оказывать ферментативное действие на сахарозу, мальтозу;
• расщепление лактозы, глицерина, инулина.

Некоторые штаммы Cereus рода Bacillus обладают антибактериальными действиями и способны к подавлению бактерий, вызывающих инфекционные заболевания. Так, препараты «Флонивин» и «Бактисубтил» сделаны на основе спор.

В. Cereus устойчива к желудочной кислоте, ее применяют при таких заболеваниях:

• острая диарея;
• нарушение выработки ферментов;
• при колитах и энтероколитах;
• при лечении дисбактериоза.

Bacillus licheniformis

Bacillus licheniformis является сапрофитом и играет важную роль в дезинфекции почвы. В организм человека попадает вместе с немытыми овощами и фруктами, с пылью. Bacillus licheniformis входит в состав многих лекарств.

В отличие от антибиотиков, убивающих все живые бактерии в организме, Bacillus licheniformis подавляют патогенные формы бактерий, давая возможность полезным микробам нормально развиваться.

Применение Bacillus licheniformis:

• при производстве ферментов: амилазы, протеазы, пенициллиназы;
• входит в состав многих удобрений;
• для очистки водоемов;
• изготовление лекарственных препаратов: «Депрекан», «Седолет» и другие.

Отдельное место занимает Bacillus licheniformis как продуцент термостабильных амилаз. Амилаза является ферментом, который расщепляет крахмал до полисахаридов. Амилаза есть в нашей слюне и именно ей мы обязаны сладковатому вкусу во рту, когда едим, например, картофель, хлеб, рис.

Амилазу применяют в таких отраслях:

• пищевой промышленности (при изготовлении сиропов, патоки, осахаривания крахмала, при изготовлении хлебобулочных изделий);
• текстильной (расшлихтовка тканей);
• в пивоваренной отрасли (вместо солода);
• в сельском хозяйстве (амилаза является одной из составляющих в пищевых добавках);
• в фармацевтической промышленности (амилаза входит в состав препаратов, содержащих ферменты).

В промышленных целях для получения термостабильной амилазы используют в качестве ее продуцентов таких представителей рода бактерий Bacillus: B. amyloliquefaciens, Aspergillus oryzae, B. licheniformis, B.subtilis, B. Stearothermophilus.

В производстве термостабильной амилазы применяют два способа культивирования:

• поверхностный;
• глубинный.

Чаще всего применяют глубинный способ. Это обусловлено простотой получения амилазы и контроля над процессом. Применяя B. Licheniformis и другие виды в качестве продуцентов, используют в основном искусственные питательные среды. Но в последних разработках в качестве питательной среды для B. Licheniformis используют отходы сельского хозяйства. Применение в качестве продуцентов бактерий B. Licheniformis в промышленных целях с использованием поверхностного метода сокращает время культивирования на 2 суток.

Bacillus thuringiensis

B. Thuringiensis представляют собой палочковидную форму с закруглением на концах, могут существовать как одиночно, так и цепочкой.

Bacillus thuringiensis по морфологическим признакам близки к B. Cereus. Отличающей особенностью B. Thuringiensis является способность образовывать включения в виде кристаллов, отрицательно влияющие на вредных насекомых. На сегодняшний день выделено 12 серотипов B. Thuringiensis.

B. Thuringiensis является составляющей многих инсектицидных продуктов, применяемых в сельском хозяйстве и лесном для борьбы с вредителями. B. Thuringiensis при попадании в кишечник насекомого приводит к его повреждению и гибели.

Препараты на основе B. Thuringiensis наносят вред не только самим насекомым, а и потомству. Особенность препаратов с B. Thuringiensis в том, что они не токсичные для теплокровных животных и пчел. Также препараты на основе B. Thuringiensis не накапливаются в самих растениях и при попадании в почву быстро разлагаются.

Учитывая то, что этот род бактерий самый многообразный, его изучением занимаются многие микробиологи во всем мире. И на сегодняшний день осталось еще множество неизученных видов.