关于芽胞

楚楚

芽胞
芽胞（spore）  


    在一定条件下，芽胞杆菌属（如炭疽杆菌）及梭状芽胞杆菌属（如破伤风杆菌、气性坏疽病原菌）能在菌体内形成一个折光性很强的不易着色小体，称为内芽胞（endospore），简称芽胞。芽胞一般只在动物体外才能形成，并受环境影响，当营养缺乏，特别是碳源、氮源或磷酸盐缺乏时，容易形成芽胞。不同细菌开成芽胞还需不同的条件，如炭疽杆菌须在有氧条件下才能形成芽胞。成熟的芽胞可被许多正常代谢物如丙氨酸、腺苷、葡萄糖、乳酸等激活而发芽，先是芽胞酶活化，皮质层及外壳迅速解聚，水分进入，在合适的营养和温度条件下，芽胞的核心向外生长成繁殖体，开始发育和分裂繁殖。芽胞并非细菌的繁殖体，而是处于代谢相对静止的休眠休态，以维持细菌生存的持久体。
    芽胞含水量少（约40%），蛋白质受热不易变性。芽胞具有多层厚而致密的胞膜，由内向外依次为核心、内膜、芽胞壁、皮质、外膜、芽胞壳和芽胞外衣（图2-10）。特别是芽胞壳，无通透性，有保护作用，能阻止化学品渗入。芽胞形成时能合成一些特殊的酶，这些酶较之繁殖体中的酶具有更强的耐热性。芽胞核心和皮质层中含有大量吡啶二羧酸（dipicolinic acid,dpa）,占芽胞干重的5～15%，是芽胞所特有的成分，在细菌繁殖体和其他生物细胞中都没有。dpa能以一种现尚不明的方式，使芽胞的酶类具有很高的稳定性。芽胞形成过程中很快合成dpa，同时也获得耐热性。芽胞呈圆形或椭圆形，其直径和在菌体内的位置随菌种而不同，例如，炭疽杆菌的芽胞为卵圆形、比菌体小，位于菌体中央；破伤风杆菌芽胞正圆形、比菌体大，位于顶端，如鼓槌状。这种形态特点有助于细菌鉴别（图2-11）。芽胞在自然界分布广泛，因此要严防芽胞污染伤口、用具、敷料、手术器械等。芽胞的抵抗力强，对热力、干燥、辐射、化学消毒剂等理化因素均有强大的抵抗力，用一般的方法不易将其杀死。有的芽胞可耐100℃沸水煮沸数小时。杀灭芽胞最可靠的方法是高压蒸汽灭菌。当进行消毒灭菌时往往以芽胞是否被杀死作为判断灭菌效果的指标。

我的问题是：“在一定条件下，芽胞杆菌属及梭状芽胞杆菌属能在菌体内形成芽胞”，这个“一定条件”是指什么具体条件？而且在这个“一定条件”下形成芽胞到底需要多长时间？几秒？几分？几小时？几天？etc.请您参与讨论！

[ 本帖最后由 楚楚 于 2007-10-26 22:18 编辑 ]

楚楚

医院消毒灭菌的时候，芽胞不是挺令人头痛吗？现在芽胞传上来了，大家怎么不感兴趣呢？;P ;P

石桥wshh1975

芽胞(spore)
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　　芽胞：某些细菌在一定的环境条件下，能在菌体内部形成一个圆形或卵圆形小体，是细菌的休眠方式，称为内芽胞（endospore），简称芽胞（spore）。产生芽胞的细菌都是革兰阳性菌。
　　繁殖体：与芽胞相比，未形成芽胞而具有繁殖能力的菌体称为繁殖体。
芽胞的形成与发芽
　　芽胞形成条件：一般只在动物体外才能形成，其形成条件引菌种而异。有的要在需氧条件下形成（如炭疽芽胞杆菌），有的则相反（如破伤风杆菌）；多数芽胞形成是在营养缺乏时，但也有例外（如苏云金杆菌）。
芽胞生物学特性
　　折光性强，不易着色。大小、形状、位置因菌种而易，有重要的鉴别价值。（图1-3）
芽胞的结构
　　成熟的芽胞由多层膜结构组成，带有完整的核质、酶系统和合成菌体组分的结构，保存有细菌的全部生命必须物质。
　　发芽：在芽胞形成后，可由于某些因素的刺激作用（如机械力、热等），破坏其芽胞壳，并供给水分和营养，芽胞即可发芽，形成新的菌体。在细菌形成芽胞再发芽的过程中，细菌数量并未增加，故芽胞不是细菌的繁殖方式。（图）
功能：
　　增加了细菌对外界不良环境的抵抗力。芽胞赋予细菌对多种理化因素（如热力、干燥、辐射、化学消毒剂等）强大的抵抗力，使细菌在恶劣的环境中得以长期保持活性。虽然芽胞不能直接引起疾病，但其强大的抵抗力可使病原菌有机会存活下来并在适当条件下致病。
　　芽胞抵抗力强大的原因有三：
　　1.芽胞含水量少，蛋白质受热后不易变性；
　　2.芽胞具有多层致密的厚膜，理化因素不易透入；
　　3.芽胞中含有一种特有的化学组分吡啶二羧酸（DPA），DPA与钙结合生成的钙盐能提高芽胞中各种酶的热稳定性。
　　判断灭菌效果的指标：因芽胞的抵抗力远较繁殖体强，故而当进行消毒灭菌时可将芽胞是否被杀死作为判断灭菌是否彻底的指标。
应用
　　①灭菌的指标
　　②细菌鉴别

石桥wshh1975

(四)细菌的芽胞(spore)
芽胞: 某些细菌在一定的环境条件下, 胞浆及核质集中并逐渐脱水浓缩, 形成一个折光性很强的圆形或椭圆形小体。
一定的环境条件: 在动物体外才能形成, 营养物质缺乏, 特别是氮源或碳源或两者的缺乏, 是其重要的诱发原因。
某些细菌是指: 厌氧梭状芽胞杆菌属(破伤风杆菌等), 需氧芽胞杆菌属(炭疽杆菌等), 产芽胞八叠球菌属(非病原菌)。产生芽胞的细菌都是革兰阳性菌。
1. 结构(从内到外): 芽胞原生质(核心), 内膜, 芽胞壁, 皮质, 外壳, 外壁
(1) 芽胞原生质(spore protoplast, 核心core): 含浓缩的胞浆, DNA, RNA, 合成蛋白质的亚微结构, 能量产生系统。
(2)内膜(inner membrane): 由原来繁殖型细菌的细胞膜组成, 包围芽胞原生质的薄膜。
(3)芽胞壁(spore wall): 由繁殖型细菌的肽聚糖组成, 紧密包围内膜。 发芽后成为细菌的细胞壁。
(4)皮质(cortex): 是芽胞包膜中最厚的一层, 由特殊的肽聚糖组成, 其肽聚糖与细胞壁的肽聚糖不同, 交联少, 多糖支架中为胞壁酐而不是胞壁酸, 四肽侧链由L-Ala组成。
(5)外膜: 由原来的细胞膜形成。
(6)外壳(coat)(芽胞壳): 质地坚韧致密, 由类角蛋白组成(keratinlike protein),含有大量二硫键, 具疏水性特征。 芽胞外壳的高度不通透性是其具有抗化学药物特性的基础。
(7)外壁(exosporium)(芽胞外衣): 是芽胞的最外层, 由脂蛋白及碳水化合物(糖类)组成, 结构疏松。有的细菌的芽胞无此结构。
2. 芽胞的形成和发育
   营养缺乏的条件下, 编码繁殖体功能成分的基因组受到抑制, 编码芽胞有关成分的基因组被激活, 繁殖体的许多成分开始消失, 芽胞有关成分迅速合成。在形态上, 胞浆内的一些成分及核质(DNA)被浓缩于细胞的一端, 同时细胞膜内陷性生长, 将浓缩的成分包围起来, 成为芽胞的核心。由于细胞膜向内折叠生长而形成双层膜结构, 细胞膜又能合成特殊物质, 在内膜和外膜间形成细胞壁和皮质; 在外膜外围再形成芽胞壳(外壳)及芽胞外衣(外壁), 成为芽胞。
芽胞的发芽: 细菌的芽胞在适宜条件下转化为繁殖体的过程称为发芽(germin-ation)。分三个阶段: 激活, 启动, 增长。
(1)激活(activation):实质是破坏高度不通透性的芽胞壳(外壳), 使之摆脱休眠状态并给予丰富的营养、合适的温度。
具有激活作用的理化因素有加热, 机械磨损, 酸性物质, 含巯基化合物等。芽胞壳经活化后, 其富含二硫键的蛋白构型变化, 引起渗透性改变, 致使阳离子渗入, 细胞膜脂质活性增强, 并启动电子转移链。
(2)启动(initiation): 芽胞受体与激活剂(如L-丙氨酸、腺苷酸) 结合后激活自身溶解素(自溶酶), 降解皮质层的肽聚糖, 吸收水份, 释放吡啶二羧酸钙盐。芽胞的其他各种成分相继被水解酶迅速水解, 发芽过程得以启动。
(3)增长(outgrowth): 皮质层及其以外结构降解后, 留下芽胞壁, 内膜及原生质, 原生质内的酶系被激活, 合成出繁殖体的细胞结构并进入增殖阶段。
芽胞是一种休眠结构。一个芽胞发芽只能形成一个繁殖体, 细菌数量并未增加,因此芽胞不是细菌的繁殖结构。
3. 芽胞抵抗力强大, 耐受高温(耐煮沸2-3小时), 干燥和某些化学药品(70%乙醇), 其原因是:
(1)芽胞有多层结构, 芽胞外壳的通透性低, 化学药品不易进入;
(2)芽胞的核心和皮质含有大量吡啶二羧酸钙(dipicolinic acid, DPA)( 占芽胞干重5-15%), 与稳定芽胞的酶系有关; 芽胞发芽时, DPA从芽胞内渗出, 其耐热性亦随之消失;
(3)芽胞中脂类含量较高, 亲水性较低;
(4)芽胞浆呈脱水状态, 蛋白质和酶类遇热不易凝固被破坏。
4. 芽胞是细菌维持生存和抵抗恶劣环境的一种特殊结构, 再遇适宜环境, 芽胞又能出芽发育成繁殖体。
目前, 高压蒸汽灭菌技术是杀死细菌芽胞最有效的手段; 杀死芽胞应作为灭菌的指征。对于不适于高压蒸汽灭菌的污染品, 应予彻底焚烧, 以绝后患。

楚楚

细菌形成芽胞，这个过程究竟有多长时间？譬如破伤风患者污染的环境随时消毒的间隔时间多长可以避免芽胞的形成。有点钻牛角尖哈。;P ;P

二进制

是呀.细菌形成芽胞所需要的时间,查手上所有的资料都没提及.我与楚楚版主一样,希望得到了解这个问题老师和同行们的答案,谢谢!

莲雾

应该不会是几分几秒，细菌在繁殖过程中发现生长所需的氮源或碳源或两者缺乏，即激活某些处于休眠状态的基因，基因表达使细菌由繁殖体转变为芽胞。细菌繁殖一代以大肠埃希菌为例是30min。到底转变所需时间是多少，不太清楚。:loveliness:

rover007

我在实验室培养过＂枯草杆菌芽胞＂，一般在罗氏培养瓶中，用普通营养琼脂，３７度恒温箱中培养２０天左右，芽胞形成率大概７０％左右。
至于破伤风，我认为如果环境中污染了其繁殖体应该是比较容易杀灭的，按一般的致病菌消毒处理即可，但若怀疑有破伤风芽胞污染，应该加大消毒剂的作用时间或浓度。处理时间上，应该是越快越好，这还要考虑吗？另外，其繁殖体在环境中的芽胞形成速度可能比培养的速度快，因为环境更加恶劣，如果不加快芽胞形成时间，细菌就会死亡。