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嗜鹽菌 |
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嗜鹽菌(Halophiles)又稱作副溶血性弧菌是生活在高鹽度環境中的一類古細菌。 分類 嗜鹽古細菌分為一科(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、嗜鹽嗜鹼桿菌屬、嗜鹽嗜鹼球菌屬。一般生活在10%∼30%的鹽液中。嗜鹽菌中，有人還發現了一種呈四方形的古細菌。我們日常生活中經常食用鹽醃的食品也是是它理想棲居之地。海魚、海蟄、海蟹、海貝等海產品，以及不太鹹的鹹菜、鹹蛋、醃魚、醃肉之類一旦沾上嗜鹽菌就會大量繁殖，速度十分驚人。實驗表明，該菌最喜歡含鹽量2%—4%的環境，在5%—6%的高鹽濃度或營養豐富的低鹽濃度都會孽生。尤其是溫度適宜的夏季，10個嗜鹽菌在3—4小時後就會育出數百萬個後代。這是一個可怕的天文數字，但人的肉眼和其他感覺器官難以察覺。適應機理 Na 依存性 嗜鹽菌要在高鹽環境下生存， Na 對維持細胞膜、細胞壁構造和功能有特別重要的作用。 Na 與細胞膜成分發生特異作用而增強了膜的機械強度，有利於維持細胞膜的構造，對阻止嗜鹽菌的溶菌起著重要作用。在細胞膜的功能方面，嗜鹽菌中氨基酸和糖的能動運輸系統內必需有Na 存在，而且Na 作為產能的呼吸反應中一個必需因子起著作用。實驗證明，對於氨基酸的吸收是間接地通過光來驅動，一種氨基酸- Na 泵運輸系統用於運載氨基酸。 Na 被束縛在嗜鹽菌細胞壁的外表面，起著維持細胞完整性的重要作用。嗜鹽桿菌的細胞壁以糖蛋白替代傳統的肽聚醣，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)，形成負電荷區域，吸引帶正電荷的Na ，維持細胞壁穩定性，防止細胞被裂解。 “過量”的酸性氨基酸殘基在蛋白表面形成負電屏蔽，促進蛋白在高鹽環境中的穩定。 酶的鹽適應特性 嗜鹽酶只有在高鹽濃度下才具有活性，鹽去除後，嗜鹽酶失活，嗜鹽酶在低鹽濃度下(1.0mol/L的NaCl和KCl條件下)大多數變性失活，將鹽再緩慢加回，發現可恢復酶活性。根據嗜鹽酶與鹽的依存關係可分為三類:第1類為不加鹽時，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機制，高濃度的K 可作為保護因子對鹽抑製而起著作用。第2類為不加鹽時有一定活性，加鹽時酶活力進一步增強，最適鹽濃度低於細胞內離子濃度，過高濃度的鹽會使酶活性受抑制，第3類酶為不加鹽時幾乎不顯示活性，由於鹽的作用使酶強烈的活性化。 質膜/色素/質子泵作用 嗜鹽菌具有異常的膜。嗜鹽菌細胞膜外有一個亞基呈六角形排列的S單層，這個所謂的'S單層'由磺化的糖蛋白組成，由於磺酸基團的存在使S層呈負電性，因此使組成亞基的糖蛋白得到屏蔽，在高鹽環境中保持穩定。 限制通氣，即低氧壓或厭氧情況下光照培養，極端嗜鹽菌產生紅紫色菌體，這種菌體的細胞膜上，有紫膜膜片組織，約佔全膜的50%，由25 %的脂類和75%的蛋白質組成。現已發現四種不同功能的特殊的色素蛋白———視黃醛蛋白，即細胞視紫紅質(bR)、氯視紫紅質(hR)、感光視紫紅質I(SRI)及感光視紫紅II (SRII)，對鹽生鹽桿菌的bR研究最透徹，由三個bR分子構成的三聚體可在細胞膜上形成一個剛性的二維六邊形的穩定特徵結構，即紫膜。紫膜中含有的菌視紫素或稱視紫紅質，是由菌視蛋白與類胡蘿蔔素類的色素以1∶1結合組成的。嗜鹽菌的菌視紫素可強烈吸收570nm處的綠色光譜區，菌視紫素的視覺色基(髮色團)通常以一種全—反式結構存在於膜內側，它可被激發並隨著光吸收暫時轉換成順式狀態，這種轉型作用的結果使H 質子經轉移到膜的外面，隨著菌視紫素分子的鬆弛和黑暗時吸收細胞質中的質子，順式狀態又轉換成更為穩定的全—反式異構體，再次的光吸收又被激發，轉移H ，如此循環，形成質膜上的H 質子梯度差，即質子泵（H 泵），產生電化勢，菌體利用這種電化勢在ATP酶的催化下，進行ATP的合成，為菌體貯備生命活動所需要的能量。 排鹽作用 嗜鹽菌的生長雖然需要高鈉的環境，細胞內的Na 濃度並不高，因為它們由光介導的H 質子泵具有Na /K 反向轉運功能，即具有吸收和濃縮K 和向胞外排放Na 的能力。嗜鹽菌是採用細胞內積累高濃度K 來對抗胞外的高滲環境。嗜鹽甲烷菌是在胞內積累大量的小分子極性物質如甘油、單醣、氨基酸及它們的衍生物，這些小分子極性物質在嗜鹽、耐鹽菌的胞內構成滲透調節物質，幫助細胞從高鹽環境中獲取水分，而且這些物質在細胞內能夠被迅速地合成和降解，這對環境的改變有較強的適應能力。 細胞內溶質濃度的調節 因為水往往是從高溶質濃度的地方流向較低溶質濃度的地方，所以懸浮在高鹽溶液中的細胞將失去水分，並成為脫水細胞，除非它的細胞質內含有比其環境更高的鹽(或一些其它溶質)。嗜鹽微生物由於產生大量的內溶質或保留從外部取得的溶質而得以在高鹽環境中生存。氨基酸在嗜鹽細胞內溶質濃度調節中起著重要作用。隨培養基食鹽的增加，氨基酸濃度有規律的增加，其中主要是谷氨酸和脯氨酸，及甘氨酸，它們具有滲透保護作用，是溶質濃度調節的重要因子。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，同時積累K 以中和谷氨酸所帶的負電荷；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。嗜鹽菌的細胞質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環境中，細胞質可呈現溶液狀態，而疏水性氨基酸過多則會趨向成簇，從而使細胞質失去活性。如嗜鹽真核生物、嗜鹽真細菌和嗜鹽甲烷菌在胞內積累大量的小分子極性物質，如甘油、單醣，它們在胞內能夠被迅速地合成和降解構成滲透調節物質，能夠幫助細胞從高鹽環境中獲取水分。 特殊產能係統 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。實驗發現，在波長為550—600nm:的光照下.其ATP合成速率最高，而這一波長范圍恰與細菌視紫紅質的吸收光譜相一致。 中毒 吃了被嗜鹽菌污染的食品,一般經6—20小時，短的1—3小時，長的80小時，便發生食物中毒——急性胃腸炎。患者先是腹痛腹瀉，接著噁心嘔吐；腹痛呈陣發性絞痛，瀉下的大便為洗肉水樣或血水樣,帶有膿液或粘液,會誤認是痢疾。此外，還會出現發熱、脫水、酸中毒、休克、神誌不清等中毒症狀。不過，病人經適當對症治療，二三天即愈，無危險性和後遺症。 嗜鹽菌食物中毒常有集體傾向。因為污染食品多是製作量較大的生拌菜、熟食品，又是價廉物美引人饞嘴的鮮貨。如會餐時製作面糴蝦蟹，外脆里嫩，嗜鹽菌未殺滅，反而包裹其中提供優厚的環境條件，擱置過久，食後遭殃。另一種情況是，沿海居民愛吃生的小水產，如“醉蟹”、“熗蝦”之類，有人嚼上一隻蟹腳或吃下一隻蝦，也會發病；尤其是內地來的稀客，往往因嚐新而上當。 嗜鹽菌食物中毒重在預防，且預防並不困難。對這個細菌嗜鹽嘛，來個反其道而行之，食用海產品或醃製食品時，先將它們在淡水中浸泡，並沖洗於淨，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,所以，在烹調魚、肉等菜餚時,或生吃醃製品、拌涼萊時,放點蔥、姜、蒜、醋等調味品;涼拌萊現做現吃，買來的熟食應蒸煮片刻，包括冰箱中取出的熟食也要加熱吃。 診斷治療 診斷 1 有食用海產食物和鹽醃食品史，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 胃腸症狀嚴重，噁心嘔吐，腹痛，特別是腸糜爛、充血、水腫，並出現膿血水樣便。甚者發生休克、溶血現象。 3 糞便分離出嗜鹽菌。 急救 1 及早給氯黴素1∼2g.日，分4次口服。 2 速給5%∼10%葡萄糖1000ml靜脈點滴補液。 3 及時送醫院搶救。 |
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