Краткая характеристика спорообразующих бактерий

Род Bacillus. Этот род, насчитывающий 77 видов, объединяет обширную группу строго аэробных или факультативно анаэробных грамположительных хемоорганотрофных микроорганизмов палочковидной формы, образующих термоустойчивые эндоспоры. Типовой вид — B. subtilis (Ehremberg) Cohn 1872, 174. Примечательно, что B. subtilis и B. cereus стали известны как микроорганизмы, с помощью которых создавали анаэробные условия роста. Особенностью этой группы бактерий является широкий диапазон G + C пар оснований — от 32 до 69 мольн. % .

Род Bacillus обычно связан с почвой, но его представители также выделяются из воды, пыли и воздуха. Эти бактерии могут вызывать порчу продуктов питания — картофеля, хлеба, молока. Терморезистентные споры бацилл, которые не погибают в процессе обезвоживания и попадают в готовые продукты, создают проблемы при производстве сухого молока. Представители Bacillus отличаются высоким и разнообразным спектром биологической активности. Часто обладая явным антагонизмом к патогенным микроорганизмам, они продуцируют целый ряд ферментов, лизирующих крахмал, пектины, целлюлозу, жиры, белки, производят различные аминокислоты и антибиотики. На Востоке вошло в традицию использование бацилл при ферментации некоторых продуктов питания. Например, при помощи штамма Bacillus natto (subtilis) готовят национальное японское блюдо натто — специальным образом ферментированные бобы. В отношении кишечного тракта животных виды Bacillus являются аллохтонными микроорганизмами, которые попадают туда в результате либо случайного поедания, либо осознанного употребления в пищу ферментированных продуктов питания.

Несмотря на то что представители Bacillus в норме не колонизируют кишечный тракт у скота и не являются его обитателями, тем не менее существует более двух десятков пробиотических препаратов, полученных на основе таких видов, как coagulans, subtilis, clausii, cereus, toyoi, lichemiformis, mesentericus, polymyxa и др. К сожалению, не всегда точно в них указывались названия использованных штаммов. Так, в препарате якобы на основе Lactobacillus sporogenes фактически находилась культура Bacillus coagulans. Такое название спорообразующей бактерии, ошибочно отнесенной к виду Lactobacillus, прослеживается от публикации в 1932 г. Проверка семи препаратов споровых пробиотиков на идентичность названий показала, что только один из них соответствовал заявленному составу. Дело в том, что идентификация представителей рода Bacillus, изначально основанная на фенотипичных признаках, всегда была недостаточно точна. Но и более прогрессивный генетический подход к идентификации на основе последовательности 16 рРНК также оказался перед проблемой неразличимости некоторых видов.

Род Brevibacillus. Этот род аэробных спорообразующих бактерий возник после повторной генетической классификации штаммов, ранее входивших в группу Bacillus brevis. В настоящее время все 10 видов (brevis, agri, centrosporus, choshinensis, parabrevis, reuszeri, formosus, borstelensis, laterosporus, thermoruber) официально признаны представителями родаBrevibacillus.

Пробиотические свойства представителей рода Brevibacillus исследованы мало. Тем не менее на основе бревибацилл уже созданы два пробиотика. Было обнаружено, что культура Br. laterosporus обладает ларвицидной активностью, а штаммыBr. agri, Br. brevis и Br. laterosporus даже опасны для человека. Показано, что штаммы Br. laterosporus отличаются значительным генетическим разнообразием — у 29 из них были выделены 14 отдельных фрагментов на хромосоме.

Род Clostridium. Спороносные бактерии, клетки которых при спорообразовании раздуваются в центре и приобретают форму веретена (Clostridium; от греч. kloster — веретено). В большинстве — анаэробы и хемоорганотрофы с бродильным типом метаболизма. Одни виды сахаролитические, другие — протеолитические, третьим свойственны в разной степени и те и другие качества. Некоторые виды фиксируют азот, сульфаты не восстанавливают, каталазы обычно не образуют. Встречаются в почве, осадках водоемов и в пищеварительном тракте человека и животных. Типовой вид — Clostridium butyricum Prazmowski, 1880, 24. В настоящее время описано около 60 видов.

О клостридиях больше известно как о вредных микроорганизмах. Например, клинически значимые виды клостридий — C. tetani, C. botulinum, C. perfringens в вегетативном состоянии секретируют мощные экзотоксины, вызывая такие очень тяжелые заболевания человека и животных, как столбняк, ботулизм, газовая гангрена. Еще один вид — C. difficile — опасен тем, что он, часто обитая в толстом кишечнике, при лечении антибиотиками может вызывать серьезную инфекцию. Пока только три вида Clostridium — С. thermocellulociticus, C. lochheadii и C. butyricum — являются компонентами пробиотиков. Последний из них был найден доктором Miyairi еще в 1938 г. и поныне популярен в Японии и Корее.

Род Sporolactobacillus. Клетки прямые, подвижные, грамположительные, образуют эндоспоры. Хемоорганотрофы. Метаболизм бродильный. Гексозы расщепляют по типичному гомоферментативному пути с образованием одной лишь молочной кислоты. Каталазу не образует. Факультативно анаэробные или микроаэрофильные бактерии с температурой роста 35 °C. Типовой вид — Sporolactobacillus inulinus. К настоящему времени известны 5 видов Sporolactobacillus — Sp. inulinus, Sp. kofuensis, Sp. lactosus, Sp. nakayamae subsp. nakayamae, Sp. nakayamae subsp. racemicus, Sp.terrae. Для этого рода мольное содержание G + C пар составляет 38−40%. Первоначально представителей Sporolactobacillus относили к роду Lactobacillus, но впоследствии их повысили до статуса рода, но уже в семействе Bacillaceae. Различие Sporolactobacillus от рода Lactobacillus было выявлено по исследованию ДНК-ДНК гибридизации. Кроме того, жирнокислотная конфигурация и изопреноид-хиноновые компоненты клеток Sporolactobacillus оказались общими с группой Bacillus и отличались от таковых у Lactobacillus. Нам не удалось найти работы, посвященные использованию Sporolactobacillus как пробиотиков.