CC BY
46
неэффективного лечения и прогрессирования процесса. Ь-формы могут стать и непосредственной причиной смерти: с учетом патоморфологических изменений при активном туберкулезе легких крупные Ь-конгломераты не смогут пройти через капиллярное русло жизненно важных органов и закупорят его просвет. Это еще в большей степени усугубит нарушения микроциркуляции и обмена веществ.
Итак, под влиянием отходов золотодобычи популяция МусЛиЬвгси1о&1&' подвергается морфофизиологической изменчивости и распадается на отдельные морфотипы. Переход индуцируется факторами инкубационной среды, где в процессе выщелачивания минералов метаболитами микобактерий постепенно концентрируются водорастворимые химические элементы, новообразованные вещества, комплексные соединения и др. В таких условиях более резистентные клетки сохраняют морфологию, менее устойчивые приостанавливают деление и трансформируются либо в нити, либо в сферопласты. При усилении стресса эти структуры вступают в очередной этап преобразований. Он универсален для всех таксонов и начинается с сегментирования нитей. Затем одни из них распадаются на палочковидные клетки, у других на поверхности либо одном конце почкуются шаровидные клетки и элементарные тельца, у третьих распад и почкование сферических тел проходят одновременно. То есть, превосходящая часть популяции переходит в некое состояние «покоя». Ему, как нам видится, более полно соответствуют Ь-формы, лишенные клеточной стенки, обладающие замедленными метаболизмом и ферментативной активностью [1, 3, 4]. Значит, и способные длительно сохраняться в неадекватной обстановке. Но самое главное в перестройке популяции МБТ заключается в том, что морфологические типы могут, за исключением элементарных телец, так или иначе размножаться. Тем самым обеспечивается выживаемость патогена в экстремальной обстановке.
Несомненно, индукторами изменчивости МБТ, совместно действующими в составе отходов золотодобычи, являются продукты деградации органического вещества, метаболиты микроорганизмов, водорастворимые и подвижные Аб, Си, Сг, Со, N1, РЬ, И§, Бе и другие рудные элементы. Для индукторов Ь-
форм бактерий в инфицированном макроорганизме характерна более сложная природа [1, 3, 4].
Выводы
1. Сканирующая электронная микроскопия позволяет обнаружить и качественно оценить особенности морфофизиологической изменчивости Myc.tuberculosis, проследить за ее динамикой и механизмами появления отдельных форм как in vitro, так и in vivo.
2. В присутствии техногенных отходов золотодобычи индуцируются микро- и субмикроскопиче-ские изменения Myc.tuberculosis. Доминирующая часть популяции трансформируется в L-формы, среди которых преобладают шаровые клетки и сформированные ими крупные L-конгломераты. В незначительном количестве в колонии содержатся исходные бактериальные клетки, нитевидные структуры и сферопласты - источники шаровидных тел, палочковидных клеток и элементарных телец. Смесь всех перечисленных морфотипов патогенна для белых мышей.
3. В препаратах-отпечатках из лимфатических узлов, легких и печени зараженных животных, а также непосредственно в крови людей, страдающих деструктивными формами туберкулеза легких, визуализированы бактериальные клетки Myc.tuberculosis и их L-формы в виде почкующихся нитей, огромных конгломератов, элементарных тел и палочковидных клеток.
ЛИТЕРАТУРА
1. L-формы бактерий [Текст]/С.В .Прозоровский, Л.Н.Кац, Г.Я.Каган.-М.: Медицина, 1981.-236 с.
2. Туберкулез органов дыхания у взрослых [Текст]/А.Е.Рабухин.-М.: Медицина, 1976.-С.86.
3. Биология L-форм бактерий [Текст]/
В.Д.Тимаков, Г.Я.Каган.-М.: Медгиз, 1961.-233 с.
4. L-формы бактерий и семейство Mycoplasmata-ceae в патологии [Текст]/В.Д.Тимаков, Г.Я.Каган.-М.: Медицина, 1973.-391 с.
5. L-variation in mycobacteria [Text]/Mattman L.H. [et al.]//Am. Rev. Resp. Dis.-1960.-Vol.82.-P.202.
П □ □
УДК 57.086.3+57.084
Н.Ю.Леусова, В.М.Катола
ПРЯМАЯ ЭЛЕКТРОННОМИКРОСКОПИЧЕСКАЯ ВИЗУАЛИЗАЦИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ, КОЛОНИЗИРУЮЩИХ СЕМЕНА ПОВИЛИКИ ЯПОНСКОЙ CUSCUTA JAPONICA CHOISY
Ботанический сад филиал Ботанического сада-института ДВО РАН,
АмурКНИИ АмурНЦ ДВО РАН
РЕЗЮМЕ пическая визуализация микроорганизмов, коло-
низирующих семена повилики японской Cuscuta В работе представлена электронномикроско- japónica Choisy. Ультраструктура поверхности
семени повилики весьма удобна для того, чтобы во время созревания семян накапливать в этих неровностях органическое вещество, которое могло бы стать источником энергии и питания для различных микроорганизмов. Поверхность сухих семян заселена грибами и бактериями.
SUMMARY N.Yu.Leusova, V.M.Katola
DIRECT ELECTRONMICROSCOPIC
VISUALIZATION OF MICROORGANISMS, COLONIZING CONVOLVULUS SEEDS, JAPANESE CUSCUTA JAPONICA CHOISY
The paper describes electronmicroscopic visualization of microorganisms, colonizing convolvulus seeds Japanese Cuscuta japonica Choisy. Surface ultra structure of convolvulus seeds is suitable accumulating organic substance, which could become energy and nutrition source for various microorganisms. Dry seed surface is occupied by fungi and bacteria.
Разные виды повилик (Cuscuta L.) являются источником лекарственных средств [1]. У повилики показано наличие микотрофии [2, 3]. Известно, что партнерство бактерий и грибов стимулирует рост и развитие растений благодаря обмену питательными веществами, который регулируется комплексом взаимных молекулярных сигналов. Поэтому изучение ассоциации систем микроорганизмов и повилики имеет большое теоретическое и практическое значение.
Цель настоящей работы - визуализировать микроорганизмы, заселяющие поверхность семян повилики японской ^scuta japonica Choisy .
Методика
Для реализации поставленной задачи семена повилики японской делили на две части: одну часть стерилизовали путем обработки концентрированной серной кислотой (контроль), другую, опытную часть кислотой не обрабатывали. Затем группы семян фиксировали на отдельных предметных столиках, подсушивали и напыляли углеродом в вакуумной установке ВУП-4 для создания токопроводящей поверхности. Приготовленные таким образом препараты
10KU Х2200 0123 10.0U
Рис. 1. Сканирующая электронная микроскопия поверхности семян C.japonica СИо1Бу, обработанных концентрированной серной кислотой (контроль). Поверхность рельефно-ячеистая. Видны палочковидные бактерии различной величины. Увеличение х 2200. 78
просматривали в сканирующем электронном микроскопе ШОЬ ]бш-35 С (Япония).
Результаты и обсуждение
С помощью сканирующей электронной микроскопии установлено (рис. 1), что поверхность контрольной группы семян повилики не гладкая, а рельефно-ячеистая и пронизана сообщающимися бороздами и возвышениями, идущими в продольнопоперечных направлениях. Такая ультраструктура весьма удобна для того, чтобы во время созревания семян накапливать в этих неровностях органическое вещество, которое могло бы стать источником энергии и питания для различных микроорганизмов. И действительно - необработанные серной кислотой семена обильно покрыты мицелием грибов и малочисленными палочковидными бактериями, локализованными в промежутках между гифами.
Вегетативные гифы неидентифицированных грибов хорошо развиты, шириною 5-10мкм, ветвистые с тонкими соединительными нитями (рис. 2). В ряде случаев поверхность гифов неровная, с нечеткими разрушенными контурами. Одновременно встречаются фрагменты более тонких нитей. Споры сферической, или овальной формы, в диаметре от 5-6 мкм до 10 мкм. Большая их часть собрана в группы, отдельные экземпляры разрушены, а на поверхности некоторых содержатся анонимные тельца размером не менее 1 мкм. На увлажненной фильтровальной бумаге гриб быстро развивался и через одну-две недели полностью окутывал семена белым пушистым мицелием. Дальнейшая идентификация микромице-тов поверхности семян повилики японской предполагает дополнительные микологические исследования.
Бактерии представляли собою микроскопические и субмикроскопические палочковидные клетки с закругленными концами (рис. 1). Их клеточная стенка свободна от каких-либо частиц, но обращают внимание две их особенности: они не разрушились под
влиянием обработки семян концентрированной серной кислотой и локализуются на поверхности «ячейки», но не в бороздах.
Таким образом, на поверхности сухих семян повилики японской Сuscuta japonica СИо1Бу визуализированы микроскопические грибы и палочковидные бактерии. Очевидно, это самая оптимальная, а воз-
10KU XI000 0104 10.0U
Рис. 2. Сканирующая электронная микроскопия поверхности семени C.japonica СИо1Бу. Видны гифы грибов различной величины и споры.
Увеличение х 1000.
можно, и специфическая ассоциация микроорганизмов, которые нашли себе нишу для сохранения и жизнедеятельности. Не исключено также, что такой симбиоз способствует прорастанию семян, росту проростков и формированию стебля.
Выводы
1. Сканирующая электронная микроскопия является эффективным методом изучения структуры поверхности семян.
2. Поверхность сухих семян повилики японской колонизирована грибами и бактериями.
ЛИТЕРАТУРА
1. Использование видов рода повилика (Cuscuta L.) в медицине и биотехнологии [Текст]/Н.Ю.Леусова,
Э.В.Некрасов//Бюл. физиол. и патол. дыхания.-2004.-Вып.-19.-С.87-93.
2. My cotrophy in a vascular stem parasite Cuscuta reflexa [Text]/A.N.Khalid, S.H.Iqbal//Mycorrhiza.-1996.-Vol.6.-P.69-71.
3. Mycorrhizal stimulation of plant parasitism [Text]/I.R.Sanders, R.T.Koide, D.L.Shunway//Can. J. Bot.-1993.-Vol.71.-P.1143-1146.
П □ □
УДК 57.086.3:579.23+579.22
В.М.Катола, Т.Б.Макеева, О.В.Римкевич, Ю.В.Комогорцева,
И. С. Литвиненко, В.И.Радомская, С.М.Радомский
ЭЛЕКТРОННОМИКРОСКОПИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МОРФОФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ
БАКТЕРИЙ В МЕСТАХ КОЛОНИЗАЦИИ
АмурКНИИ АмурНЦ ДВО РАН
РЕЗЮМЕ
Комбинированная просвечивающая и сканирующая электронная микроскопия образцов, подготовленных по специальной методике, позволяет обнаружить и анализировать микро- и субмикро-скопическое разнообразие бактерий в их нативном состоянии, взаимосвязи и структуру популяций, особенности биокосного взаимодействия и прочность адгезии клеток в различных объектах окружающей среды. Доминирующей морфологической формой изменчивости бактерий в местах заселения являются различные варианты L-форм. Переход бактерий из одного морфотипа в качественно другой осуществляется через нитеобразова-ние.
SUMMARY
V.M.Katola, T.B.Makeeva, Yu.V.Komogortseva, I.S.Litvinenko, V.I.Radomskaya, S.M.Radomski
ELECTRONMICROSCOPIC ANALYSIS OF MORPHOPHYSIOLOGIC STATE OF BACTERIA IN COLONIZATION AREAS
Combined transmission and scanning electronic microscopy of samples prepared with special methods, allows determining and analyzing micro- and submicroscopic variety of bacteria in their native state, population structure and interaction, biococnic interaction and cell adhesion strength in different environment. L-form variants are dominating morphological forms of bacteria variability. Transition of bacteria from one morphotype into another is engineered through filament formation.
Изучение поведения микроорганизмов в естественной обстановке представляет большой приклад-
ной и теоретический интерес. Это позволяет, во-первых, лучше понять особенности их жизнестойкости, распространения и изменчивости; во-вторых, осмыслить патогенез и рецидивы острых и хронических заболеваний с явным либо предполагаемым участием микроорганизмов, их распознание, лечение и профилактику. В первую очередь это касается микросообществ, заселяющих отходы рудодобычи, в которых они подвергаются постоянному стрессу и вынуждены изменять свои морфологические, биохимические и другие свойства.
В связи с изложенным задача настоящей работы -без выделения бактерий в культуры получить информацию о разнообразии их форм в объектах окружающей среды с помощью комбинированной электронной микроскопии, сочетающей высокое разрешение и объемность изображений с различными методиками приготовления образцов.
Методика
Тест-объектами избраны бактерии многолетних отходов золотодобычи (ОЗ), загрязненные ртутью в пределах 10-100 г/т, и горные выработки в зоне «вечной мерзлоты». Эти геохимические аномалии отличаются от известных природных сред своим строением, круговоротом элементов и геохимическим составом. В ряде случаев для сравнения исследовали медно-никелевую и домашнюю пыль, почвы, речную и водопроводную воду.
Чтобы сохранить бактерии в нативной форме, применяли два метода подготовки образцов - метод отпечатков и отмывание рыхлого материала. Препараты-отпечатки готовили с помощью устройства, заявленного на патент изобретение №20044124979 (026925) от 16.08.2004, что позволяло исследовать пространственное расположение, соотношения и форму клеток. Отмывание техногенных проб прово-
