1. Формы, биологическое значение и методы выявления антагонизма у микробов

Микробный антагонизм (от греч. antagonizomai — борюсь, соперничаю), при котором один вид микробов угнетает развитие других, довольно широко распространен в природе. Антагонистические отношения между микроорганизмами выработались на протяжении длительного периода эволюции в борьбе за существование. Такие взаимоотношения особенно выражены у микроорганизмов, которые конкурируют с другими видами в местах естественного обитания. Например, в почве находится множество различных видов микроорганизмов, многие из которых выделяют вещества, губительно действующие на другие виды микробов. Эти вещества назвали антибиотиками (от греч. anti — против, bios — жизнь). В настоящее время их широко используют для лечения инфекционных заболеваний человека, животных и растений. Открытие, изучение и использование антибиотиков является одним из выдающихся достижений нашего времени. Антибиотические вещества можно не только получить в результате жизнедеятельности микроорганизмов, но и выделить из тканей животных, растений. Поэтому в настоящее время антибиотиками называют продукты обмена любых организмов, способные избирательно убивать микроорганизмы или подавлять их рост. С открытием противоопухолевых антибиотиков сфера их применения расширилась: появились антибиотики, задерживающие рост новообразований.

Антагонизм микробов может выявиться при совместном выращивании двух и более видов микробов на жидкой или твердой среде. В опытах на жидкой среде антагонистическая активность определяется по изменению числа жизнеспособных клеток и популяциях конкурирующих видов за определенное время инкубации. Число колоний тест-микроба, приходящееся по истечении определенного времени на 100 колоний штамма-антагониста, называют антибиотическим индексом. Более прост и нагляден метод посева на поверхность плотной питательной среды. Испытуемый микроб засевают в центр чашки Петри или в канавку по ее диаметру, а вокруг него засевают тест-микробы разных видов (рис. 1 и 2). Этот метод широко применяют при изыскании новых антибиотиков. Антибиотик диффундирует в среду, подавляя в более или менее обширной зоне рост чувствительного микроба. Такой метод позволяет одновременно выявить и направленность антагонизма, и количество продуцируемого препарата.

2. Бактериоцины - факторы внутривидового антагонизма.

Бактериоцины – это вещества белковой природы или представленные белком в комплексе с липополисахаридами, но в любом случае за антибактериальную активность бактериоцина отвечает белок. Бактериоцины различаются не только по спектру действия, но и по физико-химическим, морфологическим и некоторым другим свойствам.

1) с низкой молекулярной массой, не осаждаются при ультрацентрифугировании, чувствительны к протеолитическому ферменту трипсину, термостабильны и неразличимы в электронном микроскопе;

2) с высокой молекулярной массой, которые легко осаждаются при ультрацентрифугировании, резистентны к ферменту трипсину, термолабильны, выявляются в электронном микроскопе как

фагоподобные структуры или их компоненты;

3) бактериоцины, для которых четко показана ферментативная активность.

По механизму действия на бактериальную клетку бактериоцины подразделяют на 4 основные группы:

• ингибирующие окислительное фосфорилирование в цитоплазматической мембране;

• разрушающие ДНК;

• блокирующие синтез белков;

• нарушающие полупроницаемость цитоплазматической мембраны.

Антагонизм как форма конкурентных взаимоотношений может возникать:

• при совместном развитии микроорганизмов разных видов, нуждающихся в одних и тех же питательных веществах. Активно размножающиеся клетки первыми поглощают питательные вещества и занимают пространство. Например, флуоресцирующие псевдомонады за счет синтеза сидерофоров поглощают ионы железа, тем самым ограничивая рост других бактерий;

• образовании микроорганизмами веществ, которые изменяют среду, делая ее непригодной для развития других микроорганизмов. Характерным примером являются взаимоотношения между молочнокислыми и гнилостными бактериями в молоке. Сущность «пассивного» антагонизма состоит в том, что угнетение роста одного вида микроорганизмов другим может происходить только при определенных, иногда крайне ограниченных условиях развития этих организмов. Такие условия обычно наблюдаются при лабораторном культивировании микроорганизмов. В обычных естественных условиях роста подобного проявления антагонизма, как правило, не бывает.

При «активном» антагонизме угнетение роста или полное подавление жизнедеятельности одного вида микроба другим происходит в результате обогащения окружающей среды продуктами обмена, выделяемыми организмами при развитии. Однако при определенных концентрациях этих продуктов метаболизма организмы, их продуцирующие, могут развиваться свободно.