Слизистый слой - Slime layer

А слизистый слой в бактерии легко снимается (например, с помощью центрифугирование ), неорганизованный слой внеклеточный материал, окружающий клетки бактерий. В частности, он состоит в основном из экзополисахариды, гликопротеины, и гликолипиды.^[1] Поэтому слой слизи рассматривается как подмножество гликокаликс.

Хотя слои слизи и капсулы чаще всего встречаются у бактерий, хотя и редко, эти структуры существуют в археи также.^[2] Эта информация о структуре и функциях также может быть передана этим микроорганизмам.

Структура

Слои слизи аморфны и непостоянны по толщине, производятся в различных количествах в зависимости от типа клеток и окружающей среды.^[3] Эти слои представляют собой нити, свисающие внеклеточно и образующие сетчатые структуры между клетками, находящиеся на расстоянии 1-4 мкм друг от друга.^[4] Исследователи предположили, что клетка будет замедлять формирование слоя слизи примерно через 9 дней роста, возможно, из-за более медленной метаболической активности.^[4]

А бактериальная капсула похожа, но более жесткая, чем слой слизи. Капсулы более организованы и их сложнее удалить по сравнению с их аналогами из слоя слизи.^[5] Еще одна высокоорганизованная, но обособленная структура - это S-слой. S-слои - это структуры, которые интегрируются в клеточную стенку и состоят из гликопротеинов, эти слои могут обеспечивать клеточную жесткость и защиту.^[6] Поскольку слой слизи рыхлый и текучий, он не способствует повышению жесткости клетки.

Пока биопленки могут состоять из бактерий, продуцирующих слой слизи, обычно это не их основной состав. Скорее, биопленка состоит из множества микроорганизмов, которые объединяются, чтобы сформировать связную биопленку.^[7] Хотя есть и однородные биопленки, которые могут образовываться. Например, зубной налет, образующийся на поверхности зубов, вызван образованием биопленки, в первую очередь Streptococcus mutans и медленное разрушение зубной эмали.^[8][9]

Клеточная функция

Функция слоя слизи - защищать клетки бактерий от опасностей окружающей среды, таких как антибиотики и высыхание.^[1] Слой слизи позволяет бактериям прилипать к гладким поверхностям, таким как протез имплантаты и катетеры, а также другие гладкие поверхности, например чашки Петри.^[10][4] Исследователи обнаружили, что клетки прикреплялись к культуральному сосуду без дополнительных придатков, полагаясь только на внеклеточный материал.

Хотя слой слизи состоит в основном из полисахаридов, он может быть избыточным, так что во время голода клетка может полагаться на слой слизи как на дополнительное хранилище пищи для выживания.^[8] Кроме того, у наземных прокариот может образовываться слой слизи, чтобы предотвратить ненужное высыхание из-за ежегодных изменений температуры и влажности.^[8]

Это может позволить бактериальным колониям выжить. стерилизация с хлор, йод, и другие химические вещества, оставляя автоклавирование или промывка кипятком в качестве единственного метода обеззараживание.

Некоторые бактерии показали защитную реакцию на атаки со стороны иммунной системы, используя свои слизистые слои для поглощения антител.^[11] Кроме того, некоторые бактерии, такие как Синегнойная палочка и бацилла сибирской язвы могут образовывать структуры биопленок, которые эффективны против атак фагоцитов со стороны иммунной системы хозяина.^[8] Этот тип образования биопленок увеличивает их фактор вирулентности, поскольку они с большей вероятностью выживут в организме хозяина, хотя этот тип биопленки обычно связан с капсулами.^[12]

Исследование

Из-за обилия большого количества бактерий, которые повышают свою устойчивость к противомикробным агентам, таким как антибиотики (эти продукты подавляют рост клеток или просто убивают их), появляются новые исследования о новых лекарствах, которые снижают факторы вирулентности у некоторых бактерий. Антивирулентные препараты снижают патогенные свойства бактерий, позволяя хозяину атаковать указанные бактерии, или позволяют противомикробным агентам работать. Золотистый стафилококк - патогенные бактерии, вызывающие несколько инфекций человека с множеством факторов вирулентности, таких как: образование биопленок, проверка кворума, экзотоксины и многие другие.^[13] Исследователи изучили мирицетин (Myr) как мульти-антивирулентный агент против S.areus и как он конкретно влияет на формирование биопленки. После регулярного дозирования было обнаружено, что образование биопленок уменьшилось, и количество прикрепившихся клеток на их определенных средах уменьшилось без гибели клеток. Myr является многообещающим, когда поверхности покрыты материалом, на непокрытых поверхностях наблюдается образование толстой биопленки с большим количеством клеточной адгезии; покрытый материал показал минимальные кластеры клеток, которые были слабо сцеплены.^[13]

Проблема с бетонными конструкциями заключается в повреждении, которое они получают во время погодных изменений, потому что, если бетон пористый, в нем присутствует количество воды, которое может расширять или сжимать бетон в зависимости от окружающей среды. Это повреждение делает эти структуры уязвимыми для сульфатных атак. Сульфатные атаки происходят, когда сульфаты в бетоне реагируют с другими солями, образованными другими источниками сульфатов, и вызывают внутреннюю эрозию бетона. Дополнительное воздействие этих сульфатов (SO₄) ионы могут быть вызваны попаданием дорожной соли на конструкцию, почвы с высоким содержанием сульфатов также являются проблемой для этих бетонных конструкций. Исследования показали, что некоторые аэробные бактерии, образующие слизь, могут помочь в ремонте и обслуживании бетонных конструкций.^[14] Эти бактерии действуют как диффузионный барьер от внешних сульфатов к бетону. Исследователи обнаружили, что чем толще слой, тем эффективнее он был, наблюдая почти линейное увеличение количества лет службы, применимых к бетонной конструкции, по мере увеличения толщины слоя. Для долговременного ремонта конструкции следует использовать слой шлама толщиной 60 мм, чтобы обеспечить долговечность бетонной конструкции и надлежащую диффузию сульфат-ионов.^[14]

Рекомендации

1. «Бактериальный гликокаликс - слой капсулы и слизи». www.scienceprofonline.com. Получено 2016-02-04.
2. «7: Архея». Биология LibreTexts. 2018-02-06. Получено 2020-05-16.
3. Сильверман, Д. Дж .; Wisseman, C. L; Waddell, AD; Джонс, М. (1978). «Внешние слои Rickettsia prowazekii и Rickettsia rickettsii: наличие слоя слизи». Инфекция и иммунитет. 22 (1): 233–246. Дои:10.1128 / iai.22.1.233-246.1978. ISSN  0019-9567.
4. Jones, H.C .; Roth, I. L .; Сандерс, В. М. (1969). «Электронно-микроскопическое исследование слоя слизи». Журнал бактериологии. 99 (1): 316–325. Дои:10.1128 / jb.99.1.316-325.1969. ISSN  0021-9193.
5. Park YD, Williamson PR (декабрь 2015 г.). «Маскировка патогена: эволюционные стратегии грибов и их бактериальных аналогов». Журнал грибов. 1 (3): 397–421. Дои:10.3390 / jof1030397. ЧВК  5753132. PMID  29376918.
6. «6: Бактерии - поверхностные структуры». Биология LibreTexts. 2018-02-06. Получено 2020-05-15.
7. Каннан, Марикани; Раджаратхинам, Каниаппан; Венкатесан, Шринивасан; Дхиба, Баскаран; Манирадж, Айян (01.01.2017), Фицай, Антон; Грумезеску, Александру Михай (ред.), "Глава 19 - Наночастицы йодида серебра в качестве антибиотикопленочного агента - тематическое исследование грамотрицательных бактерий, образующих биопленку", Наноструктуры для антимикробной терапии, Micro and Nano Technologies, Elsevier, pp. 435–456, Дои:10.1016 / b978-0-323-46152-8.00019-6, ISBN  978-0-323-46152-8, получено 2020-05-06
8. «Структура и функции бактериальных клеток». textbookofbacteriology.net. Получено 2020-05-16.
9. Salton, Milton R.J .; Ким, Кван-Шин (1996), Барон, Самуэль (ред.), "Структура", Медицинская микробиология (4-е изд.), Медицинский филиал Техасского университета в Галвестоне, ISBN  978-0-9631172-1-2, PMID  21413343, получено 2020-05-16
10. "Мир микробов :: Взгляд на все мелочи". www.microbiologytext.com. Архивировано из оригинал 9 марта 2016 г.. Получено 2016-02-04.
11. Mates, A .; Занд, П. (август 1974 г.). «Специфика защитной реакции, вызванной слоем слизи Pseudomonas aeruginosa». Журнал гигиены. 73 (1): 75–84. Дои:10.1017 / S002217240002386X. ISSN  0022-1724. ЧВК  2130552. PMID  4213979.
12. Мун, Мён-Сан (апрель 2019 г.). «Основные базовые бактериологические исследования в лечении скелетно-мышечной инфекции: анатомия бактерий, их поведение, фагоцитарная активность хозяина, иммунная система, питание и антибиотики». Азиатский журнал позвоночника. 13 (2): 343–356. Дои:10.31616 / asj.2017.0239. ISSN  1976-1902. ЧВК  6454276. PMID  30669823.
13. Silva, L.N .; Да Хора, Г. С. А .; Соарес, Т. А .; Bojer, M. S .; Ingmer, H .; Маседо, А. Дж .; Трентин, Д. С. (06.06.2017). «Мирицетин защищает Galleria mellonella от инфекции Staphylococcus aureus и подавляет множество факторов вирулентности». Научные отчеты. 7 (1): 2823. Дои:10.1038 / s41598-017-02712-1. ISSN  2045-2322. ЧВК  5460262. PMID  28588273.
14. Ян, Кын-Хёк; Лим, Хи-Сеоб; Квон, Сын-Джун (26 марта 2020 г.). «Эффективная технология покрытия био-слизью для бетонных поверхностей, подверженных сульфатной атаке». Материалы. 13 (7): 1512. Дои:10.3390 / ma13071512. ISSN  1996-1944. ЧВК  7178037. PMID  32224898.