Стадии прорастания споры:

1. Набухание, связанное с увеличением в споре количества воды.

2. Дерепрессия генома и активация ферментов, участвующих в энергетическом и плас­тическом метаболизме. На начальной стадии прорастания спор происходит выделение в среду экссудата прорастания. Половину его сухой массы составляет дипиколинат кальция, остальная часть экссудата прорастания представлена свободными аминокислотами, высокомолекулярными и низкомолекулярными белковыми веществами.

Активация ферментов происходит при обработке спор незначительными количествами некоторых веществ (L–аланина, пуриновых нуклеозидов, глюкозы, аденозина), кипячением или пастеризацией, умеренным воздействием ультразвука. Под действием активаторов дипиколиновая кислота, связывающая ферменты, подвергается деполимеризации и неактивная ферментная система превращается в активную.

Напротив, наличие в среде некоторых веществ (мышьяковистых соединений, углекислого натрия, высоких концентраций ряда аминокислот — глицина, метионина, цистеина и валина, D–аланина) угнетает процесс прорастания спор. Механизм угнетающего действия ряда факторов на прорастание спор окончательно неясен.

3. Разрушение плотных оболочек споры под влиянием давления, вызванного ростом. Через образовавшееся отверстие в оболочке споры молодая клетка (проросток, ростовая трубка) выходит в среду и начинает расти (рис. 39). При этом из одной споры образуется одна вегетативная клетка, которая начинает делится (рис. 40).

Рис. 39.Проросток споры	Рис. 40.Юная вегетативная клетка

Выросты на спорах. Особенностью спорообразования у анаэробов является формирование на спорах выростов разнообразной формы в области контактирующих мембран материнской клетки и проспоры. Каждому виду анаэробных бактерий свойствен свой тип строения выростов, этот признак наследственно закреплен и очень устойчив. Выросты состоят в основном из белка, в веществе выростов также обнаружены полисахариды и липиды.

Предположения о функции выростов на спорах:

• ответственны за контакт клеток в системе спорангий — спора,

• подают споре при благоприятных условиях «команду» на прорастание,

• играют важную роль в созревании спор, участвуют в формировании споровых покровов и кортекса,

• являются результатом нарушений в нормальном обмене веществ.

Колпачки на спорах. На спорах анаэробов образуются колпачки ячеистого строения. Ячейки — мешочки, заполненные газообразным веществом. Функция колпачков — увеличение подвижности и плавучести спор в водной среде, что способствовует их распространению в природе. Подобно понтонам ячеистые колпачки не позволяют спорам тонуть. Споры с колпачками не удается осадить даже при центрифугировании.

Функции эндоспор:

1. Способность бактерий образовывать споры позволяет сохранить наследственную информацию при попадании вегетативной клетки в неблагоприятные условия внешней среды и способствует сохранению вида. Споры могут оставаться жизнеспособными в течение десятков, сотен и даже тысяч лет. Жизнеспособные споры были выделены из египетских мумий, трупов мамонтов.

2. Длительное существование спор бактерий в покоящемся состоянии в окружающей среде имеет существенное эпидемиологическое значение. Попадание спор патогенных бактерий в глубокие колотые и резанные раны, в которых создается анаэробиоз, может привести к возникновению анаэробной раневой инфек­ции (столбняка или газовой гангрены).

3. Способность бактерий образовывать споры, разли­чающиеся по форме, размерам и локализации в клетке, является так­сономическим видовым признаком, который используется для идентификации.

Форма спор может быть овальной, шаровидной, яйцевидной, цилиндрической.

Размер спор у бацилл приблизительно равен диаметру клетки, поэтому клетка не меняет формы. У клостридий размер спор превышает диаметр клетки, поэтому клетка расширяется в середине и принимает форму веретена.

Расположение спор в клетке может быть центральное (у сибиреязвенной бациллы), терминальное (у клостридий столбняка), субтерминальное (у клостридий ботулизма и газовой гангрены).

Выявление эндоспор:

1. При обычных способах окраски споры не прокрашиваются и имеют вид неокрашенных пустот внутри окрасившихся вегетативных клеток, так как плотная оболочка спор непроницаема для воды. Споры видны благодаря своему высокому показателю преломления — такому же как у обезвоженного белка. Это указывает на содержание в спорах бактерий большого количества богатого белком материала, сконцентрированного в малом объеме. Спора содержит почти все сухое вещество материнской клетки, но занимает в 10 раз меньший объем.

2. Специальные методы окраски используют в сомнительных случаях. При этом используют протравы, которые разрыхляют оболочку споры и облегчают проникновение красителя. Окрасившиеся споры обладают кислотоустойчивостью в отличие от вегетативного тела микробной клетки, обесцечивающегося под действием кислоты.

Окраска по Ожешко:

на высушенный нефиксированный мазок (толстый, на краю стекла) наносят несколько капель 0,5 % HCl и подогревают 1–2 мин до закипания, остатки кислоты сливают; остывший препарат промывают водой, подсушивают, фиксируют на пламени горелки; далее красят как по Цилю-Нильсену, для докрашивания можно использовать 1 % малахитовый зеленый. Окрасившиеся споры (рубиново-красные) обладают кислотоустойчивостью в отличие от вегетативных тел микробных клеток (синих или зеленых) (рис.41).

Рис. 41.Окраска по Ожешко

3. Фазово-контрастная микроскопия.

4. Электронная микроскопия.

Экзоспоры, в отличие от эндоспор, образуются вне бактериальной клетки и являются способом размножения у актиномицетов. На одну бактериальную клетку приходится не одна, а много спор. Экзоспоры менее устойчивы во внешней среде.

СИСТЕМАТИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ, МОРФОЛОГИЯ, РОЛЬ В ПАТОЛОГИИ И МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ СПИРОХЕТ, АКТИНОМИЦЕТОВ, РИККЕТСИЙ, ХЛАМИДИЙ, МИКОПЛАЗМ

СПИРОХЕТЫ (трепонемы, боррелии, лептоспиры)

Систематическое положение спирохет представлено в табл. 7.

Таблица 7