Дегидратация клетки

Дегидратация бактерии – это процесс обезвоживания бактериальной клетки.

Содержание:

Дегидратация или обезвоживание вегетативных форм бактериальных клеток в большинстве случаев вызывает их гибель. Некоторые микроорганизмы, особенно морские, пресноводные и патогенные погибают при обезвоживании очень быстро. Покоящиеся клетки (споры, конидии, артроспры, хламидиоспоры) – адаптированы к длительному обезвоживанию.

Значение влажности для бактерий

Влажность является самым важным экологическим фактором, определяющим развитие микроорганизма, поскольку все биохимические реакции, в частности, обмен веществ, биосинтез клеточных структур и прочее, возможны только в водной среде.

Микроорганизмы живут и размножаются только в присутствии свободной воды, находящейся в среде в основном в капельно-жидком виде.

При отсутствии влаги прекращается питание бактерий, поскольку в сухом виде питательные вещества не способны транспортироваться в клетку. Особенно высокую потребность в воде испытывают клетки на стадии активного роста.

Обезвоживание или Дегидратация у микробов прекращает или предельно замедляет процессы метаболизма. Наблюдается торможение жизнедеятельности и наступает состояние, определяемое как анабиоз. В этом состоянии обмен веществ бактериальной клетки сведен до минимума, но ее жизнедеятельность сохраняется. При достаточном увлажнении таких микробов функции жизнедеятельности восстанавливаются.

Чувствительность бактерий к недостатку влаги

Чувствительность бактерий к недостатку влаги различна. Наибольшая – зафиксирована у нитрифицирующих и азотфиксирующих бактерий. Некоторые микроорганизмы более устойчивы к пониженному содержанию влаги и сохраняют жизнеспособность в высушенном состоянии достаточно долгое время. В частности, гонококки и холерные вибрионы переносят высушивание только в течение двух суток, туберкулезная палочка – в течение 90 дней. Споры всех микроорганизмов, в том числе бактерий, отличаются высокой устойчивостью к дегидратации.

Механизм действия дегидратации

Установлено, что бактериальные клетки содержат до 85% воды. Распределена влага в клетке неравномерно. Содержание ее в различных органеллах зависит от влажности среды.

Внутриклеточная вода может находиться в четырех состояниях:

  1. При влажности более 20% вода полностью заполняет клетку и функционирует как непрерывная среда. В этом случае все биохимические процессы протекают нормально.
  2. Если влажность менее 20% вода с коллоидами клетки преобразуется в гелеобразное состояние и ферментативные процессы замедляются.
  3. При влажности 5–10 % вода присутствует только в отдельных участках клетки, но обмен молекулами воды между участками ещё возможен, но ферментативные реакции практически отсутствуют.
  4. При влажности менее 5 % вода строго локализована и изолирована по отдельным структурам клетки.

Установлено, что при дегидратации бактериальной клетки вода перемещается внутри клетки от центральной части к периферии. Вместе с водой перемещаются растворенные в ней вещества. При этом периферийные районы клетки, прилегающие к цитоплазматической мембране, насыщаются растворенными в воде клеточными веществами. Таким образом, именно на границе с ЦТМ концентрируются органические вещества (углеводы, свободные аминокислоты, витамины). Повышение концентрации данных веществ часто приводит к коагуляция или денатурация белка. Этот процесс влечет за собой инактивацию ряда ферментов.

Отмечается, что инактивация ферментов и потеря бактериями жизнеспособности при дегидратации наступают и в результате сахароаминных реакций, протекающих между карбонильной группой глюкозы и свободными аминогруппами клеточного белка. При длительной дегидратиции клетки теряют жизнеспособность в результате дезорганизации ферментативных реакций ведущих к автолизу. Грубые морфологические изменения при обезвоживании бактерий не наблюдаются.

Практическое применение дегидратации

В условиях естественной среды обитания микробы, в том числе и бактерии, подвергаются обезвоживанию при контакте с сухой почвой, сухим воздухом и сухими растительными остатками. В средних и северных широтах микроорганизмы теряют часть воды зимой в результате замораживания.

На практике Дегидратация применяется достаточно широко. Этот процесс используют для консервирования овощей, фруктов, лекарственных трав. Для длительного хранения производственных и музейных культур микробов живых прививочных препаратов (вакцин) широко применяется лиофильная сушка (высушивание путем замораживания в условиях вакуума). Такой способ обезвоживания микробной клетки позволяет перевести ее в состояние анабиоза с одновременным стойким и длительным сохранением всех свойств.

Очень плохоПлохоСреднеХорошоОтлично
Идет загрузка Загрузка...

Добавить комментарий