一、菌株簡(jiǎn)介
嗜鹽菌(Halophiles)又稱作副溶血性弧菌是生活在高鹽度環(huán)境中的一類古細(xì)菌。
二、基本信息
中文名稱:嗜鹽菌
外文名稱:Halophiles
適應(yīng)機(jī)理:Na+ 依存性
又稱作:副溶血性弧菌
三、菌種分類
嗜鹽古細(xì)菌分為一科(嗜鹽菌科)六屬:嗜鹽桿菌屬、嗜鹽小盒菌屬、嗜鹽富饒菌屬、嗜鹽球菌屬、嗜鹽嗜堿桿菌屬、嗜鹽嗜堿球菌屬。一般生活在10%~30%的鹽液中。嗜鹽菌中,有人還發(fā)現(xiàn)了一種呈四方形的古細(xì)菌。我們?nèi)粘I钪薪?jīng)常食用鹽腌的食品也是是它理想棲居之地。海魚、海蟄、海蟹、海貝等海產(chǎn)品,以及不太咸的咸菜、咸蛋、腌魚、腌肉之類一旦沾上嗜鹽菌就會(huì)大量繁殖,速度十分驚人。實(shí)驗(yàn)表明,該菌最喜歡含鹽量2%—4%的環(huán)境,在5%—6%的高鹽濃度或營(yíng)養(yǎng)豐富的低鹽濃度都會(huì)孽生。尤其是溫度適宜的夏季,10個(gè)嗜鹽菌在3—4小時(shí)后就會(huì)育出數(shù)百萬個(gè)后代。這是一個(gè)可怕的天文數(shù)字,但人的肉眼和其他感覺器官難以察覺。
四、適應(yīng)機(jī)理
1、Na+ 依存性
嗜鹽菌要在高鹽環(huán)境下生存, Na+ 對(duì)維持細(xì)胞膜、細(xì)胞壁構(gòu)造和功能有特別重要的作用。Na+ 與細(xì)胞膜成分發(fā)生特異作用而增強(qiáng)了膜的機(jī)械強(qiáng)度,有利于維持細(xì)胞膜的構(gòu)造,對(duì)阻止嗜鹽菌的溶菌起著重要作用。在細(xì)胞膜的功能方面,嗜鹽菌中氨基酸和糖的能動(dòng)運(yùn)輸系統(tǒng)內(nèi)必需有Na+ 存在,而且Na+ 作為產(chǎn)能的呼吸反應(yīng)中一個(gè)必需因子起著作用。實(shí)驗(yàn)證明,對(duì)于氨基酸的吸收是間接地通過光來驅(qū)動(dòng),一種氨基酸- Na+ 泵運(yùn)輸系統(tǒng)用于運(yùn)載氨基酸。Na+ 被束縛在嗜鹽菌細(xì)胞壁的外表面,起著維持細(xì)胞完整性的重要作用。嗜鹽桿菌的細(xì)胞壁以糖蛋白替代傳統(tǒng)的肽聚糖,這種糖蛋白含有高量酸性的氨基酸(如天門冬氨酸和谷氨酸),形成負(fù)電荷區(qū)域,吸引帶正電荷的Na+ ,維持細(xì)胞壁穩(wěn)定性,防止細(xì)胞被裂解。“過量”的酸性氨基酸殘基在蛋白表面形成負(fù)電屏蔽,促進(jìn)蛋白在高鹽環(huán)境中的穩(wěn)定。
2、酶的鹽適應(yīng)特性
嗜鹽酶只有在高鹽濃度下才具有活性,鹽去除后,嗜鹽酶失活,嗜鹽酶在低鹽濃度下(1.0mol/L的NaCl和KCl條件下)大多數(shù)變性失活,將鹽再緩慢加回,發(fā)現(xiàn)可恢復(fù)酶活性。根據(jù)嗜鹽酶與鹽的依存關(guān)系可分為三類:第1類為不加鹽時(shí),酶活性最高,加鹽就受抑制。在這類嗜鹽菌中可能存在某種保護(hù)機(jī)制,高濃度的K+可作為保護(hù)因子對(duì)鹽抑制而起著作用。第2類為不加鹽時(shí)有一定活性,加鹽時(shí)酶活力進(jìn)一步增強(qiáng),最適鹽濃度低于細(xì)胞內(nèi)離子濃度,過高濃度的鹽會(huì)使酶活性受抑制,第3類酶為不加鹽時(shí)幾乎不顯示活性,由于鹽的作用使酶強(qiáng)烈的活性化。
3、質(zhì)膜/色素/質(zhì)子泵作用
嗜鹽菌具有異常的膜。嗜鹽菌細(xì)胞膜外有一個(gè)亞基呈六角形排列的S單層,這個(gè)所謂的‘S單層’由磺化的糖蛋白組成,由于磺酸基團(tuán)的存在使S層呈負(fù)電性,因此使組成亞基的糖蛋白得到屏蔽,在高鹽環(huán)境中保持穩(wěn)定。
限制通氣,即低氧壓或厭氧情況下光照培養(yǎng),極端嗜鹽菌產(chǎn)生紅紫色菌體,這種菌體的細(xì)胞膜上,有紫膜膜片組織,約占全膜的50%,由25%的脂類和75%的蛋白質(zhì)組成?,F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)四種不同功能的特殊的色素蛋白———視黃醛蛋白,即細(xì)胞視紫紅質(zhì)(bR)、氯視紫紅質(zhì)(hR)、感光視紫紅質(zhì)I(SRI)及感光視紫紅II(SRII),對(duì)鹽生鹽桿菌的bR研究最透徹,由三個(gè)bR分子構(gòu)成的三聚體可在細(xì)胞膜上形成一個(gè)剛性的二維六邊形的穩(wěn)定特征結(jié)構(gòu),即紫膜。紫膜中含有的菌視紫素或稱視紫紅質(zhì),是由菌視蛋白與類胡蘿卜素類的色素以1∶1結(jié)合組成的。嗜鹽菌的菌視紫素可強(qiáng)烈吸收570nm處的綠色光譜區(qū),菌視紫素的視覺色基(發(fā)色團(tuán))通常以一種全—反式結(jié)構(gòu)存在于膜內(nèi)側(cè),它可被激發(fā)并隨著光吸收暫時(shí)轉(zhuǎn)換成順式狀態(tài),這種轉(zhuǎn)型作用的結(jié)果使H+質(zhì)子經(jīng)轉(zhuǎn)移到膜的外面,隨著菌視紫素分子的松弛和黑暗時(shí)吸收細(xì)胞質(zhì)中的質(zhì)子,順式狀態(tài)又轉(zhuǎn)換成更為穩(wěn)定的全—反式異構(gòu)體,再次的光吸收又被激發(fā),轉(zhuǎn)移H+,如此循環(huán),形成質(zhì)膜上的H+質(zhì)子梯度差,即質(zhì)子泵(H+泵),產(chǎn)生電化勢(shì),菌體利用這種電化勢(shì)在ATP酶的催化下,進(jìn)行ATP的合成,為菌體貯備生命活動(dòng)所需要的能量。
五、排鹽作用
嗜鹽菌的生長(zhǎng)雖然需要高鈉的環(huán)境,細(xì)胞內(nèi)的Na+ 濃度并不高,因?yàn)樗鼈冇晒饨閷?dǎo)的H+質(zhì)子泵具有Na+ /K+反向轉(zhuǎn)運(yùn)功能,即具有吸收和濃縮K+和向胞外排放Na+ 的能力。嗜鹽菌是采用細(xì)胞內(nèi)積累高濃度K+來對(duì)抗胞外的高滲環(huán)境。嗜鹽甲烷菌是在胞內(nèi)積累大量的小分子極性物質(zhì)如甘油、單糖、氨基酸及它們的衍生物,這些小分子極性物質(zhì)在嗜鹽、耐鹽菌的胞內(nèi)構(gòu)成滲透調(diào)節(jié)物質(zhì),幫助細(xì)胞從高鹽環(huán)境中獲取水分,而且這些物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)能夠被迅速地合成和降解,這對(duì)環(huán)境的改變有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。
1、細(xì)胞內(nèi)溶質(zhì)濃度的調(diào)節(jié)
因?yàn)樗菑母呷苜|(zhì)濃度的地方流向較低溶質(zhì)濃度的地方,所以懸浮在高鹽溶液中的細(xì)胞將失去水分,并成為脫水細(xì)胞,除非它的細(xì)胞質(zhì)內(nèi)含有比其環(huán)境更高的鹽(或一些其它溶質(zhì))。嗜鹽微生物由于產(chǎn)生大量的內(nèi)溶質(zhì)或保留從外部取得的溶質(zhì)而得以在高鹽環(huán)境中生存。氨基酸在嗜鹽細(xì)胞內(nèi)溶質(zhì)濃度調(diào)節(jié)中起著重要作用。隨培養(yǎng)基食鹽的增加,氨基酸濃度有規(guī)律的增加,其中主要是谷氨酸和脯氨酸,及甘氨酸,它們具有滲透保護(hù)作用,是溶質(zhì)濃度調(diào)節(jié)的重要因子。研究表明,革蘭氏陰性菌在高鹽條件下,主要積累谷氨酸,以抵抗外界的高滲透壓,同時(shí)積累K+以中和谷氨酸所帶的負(fù)電荷;革蘭氏陽性菌則主要積累脯氨酸和γ-氨基丁酸,K+變化不明顯。嗜鹽菌的細(xì)胞質(zhì)蛋白特異地含有許多低分子量的親水性氨基,這樣,在高離子濃度的胞內(nèi)環(huán)境中,細(xì)胞質(zhì)可呈現(xiàn)溶液狀態(tài),而疏水性氨基酸過多則會(huì)趨向成簇,從而使細(xì)胞質(zhì)失去活性。如嗜鹽真核生物、嗜鹽真細(xì)菌和嗜鹽甲烷菌在胞內(nèi)積累大量的小分子極性物質(zhì),如甘油、單糖,它們?cè)诎麅?nèi)能夠被迅速地合成和降解構(gòu)成滲透調(diào)節(jié)物質(zhì),能夠幫助細(xì)胞從高鹽環(huán)境中獲取水分。
2、特殊產(chǎn)能系統(tǒng)
它們可通過兩條途徑獲取能量,一條是有氧存在下的氧化磷酸化途徑,另一條是有光存在下的某種光合磷酸化途徑。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在波長(zhǎng)為550—600nm:的光照下.其ATP合成速率最高,而這一波長(zhǎng)范圍恰與細(xì)菌視紫紅質(zhì)的吸收光譜相一致。
六、中毒
吃了被嗜鹽菌污染的食品,一般經(jīng)6—20小時(shí),短的1—3小時(shí),長(zhǎng)的80小時(shí),便發(fā)生食物中毒——急性胃腸炎?;颊呦仁歉雇锤篂a,接著惡心嘔吐;腹痛呈陣發(fā)性絞痛,瀉下的大便為洗肉水樣或血水樣,帶有膿液或粘液,會(huì)誤認(rèn)是痢疾。此外,還會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱、脫水、酸中毒、休克、神志不清等中毒癥狀。不過,病人經(jīng)適當(dāng)對(duì)癥治療,二三天即愈,無危險(xiǎn)性和后遺癥。
嗜鹽菌食物中毒常有集體傾向。因?yàn)槲廴臼称范嗍侵谱髁枯^大的生拌菜、熟食品,又是價(jià)廉物美引人饞嘴的鮮貨。如會(huì)餐時(shí)制作面糴蝦蟹,外脆里嫩,嗜鹽菌未殺滅,反而包裹其中提供優(yōu)厚的環(huán)境條件,擱置過久,食后遭殃。另一種情況是,沿海居民愛吃生的小水產(chǎn),如“醉蟹”、“熗蝦”之類,有人嚼上一只蟹腳或吃下一只蝦,也會(huì)發(fā)??;尤其是內(nèi)地來的稀客,往往因嘗新而上當(dāng)。
嗜鹽菌食物中毒重在預(yù)防,且預(yù)防并不困難。對(duì)這個(gè)細(xì)菌嗜鹽嘛,來個(gè)反其道而行之,食用海產(chǎn)品或腌制食品時(shí),先將它們?cè)诘薪荩_洗于凈,特別是供生食的海蟄皮、海蟄頭等再用冷開水過幾回。嗜鹽菌還有怕熱、怕酸的致命弱點(diǎn),所以,在烹調(diào)魚、肉等菜肴時(shí),或生吃腌制品、拌涼萊時(shí),放點(diǎn)蔥、姜、蒜、醋等調(diào)味品;涼拌萊現(xiàn)做現(xiàn)吃,買來的熟食應(yīng)蒸煮片刻,包括冰箱中取出的熟食也要加熱吃。
七、診斷治療
(1)診斷
1、有食用海產(chǎn)食物和鹽腌食品史,特別是食用未煮熟魚類,或使用的刀、板、擦皮、手指等被率菌污染,以及生吃魚類、蔬菜等都可致病。
2、胃腸癥狀嚴(yán)重,惡心嘔吐,腹痛,特別是腸糜爛、充血、水腫,并出現(xiàn)膿血水樣便。甚者發(fā)生休克、溶血現(xiàn)象。
3、糞便分離出嗜鹽菌。
(2)急救
1、及早給氯霉素1~2g.日,分4次口服。
2、速給5%~10%葡萄糖1000ml靜脈點(diǎn)滴補(bǔ)液。
3、及時(shí)送醫(yī)院搶救。
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