Металлоустойчивые микроорганизмы - Микробиологическая индикация загрязнения окружающей среды

Извлечение металлов из окружающей среды осуществляется бактериями, плесенью, микроскопическими водорослями, обитающие в почве, пресноводных водоемах и морской воде. Плесневые грибы аспергиллы содержат до 0,3% меди - в 30 000 раз больше, чем в окружающей среде. Многие микроорганизмы в больших количествах накапливают уран: пресноводная микроводоросль хлорелла - до 0,4% сухой массы, актиномицеты - до 4,5%, денитрифицирующие бактерии - 14%, а специально отобранные культуры дрожжей или псевдомонад - до 50% [3].

Тяжелые металлы даже в ничтожных концентрациях ядовиты. Проникая в живые клетки, они нарушают их жизнедеятельность, но свое токсическое действие тяжелые металлы проявляют только в виде ионов. Если же их тем или иным способом перевести в связанную форму, то они лишаются токсических свойств. Установлено, что недиссоциированные соли и ионы, образующие комплексы, обычно менее токсичны, чем свободные ионы в тех же концентрациях. Таким образом, металл, отложенный в клеточной стенке в кристаллическом виде или в виде плохо растворимых соединений, оказывается безвредным для микроба.

Тяжелые металлы играют двоякую роль в процессах жизнедеятельности организмов. Mg, Cu, Ni, Zn - важные микроэлементы. Cd, Pb, Sn, Ag, Hg - токсичны. При высокой концентрации все металлы вредны для организма, так как они способны:

    1. Изменять конформацию и структуру нуклеиновых кислот, белка, 2. Ингибировать активность ферментов; 3. Влиять на осмотический баланс клетки; 4. Влиять на энергетический баланс клетки.

Известны два пути поступления тяжелых металлов в клетку микроорганизма: неспецифический транспорт по градиенту концентрации и специфический транспорт белка с АТФ. У микроорганизмов существуют специальные механизмы для предотвращения токсического воздействия металлов:

    1. Активное выведение или выброс металла из клетки. 2. Снижение поступления металла за счет изменения проницаемости клеточной мембраны. Нарушение синтеза белка порина. 3. Внутриклеточное связывание токсичных металлов, их детоксикация. 4. Внутриклеточная изоляция металлов за счет капсулы.

Для выделения металлоустойчивых микроорганизмов определяют спектр металлов необходимых для эксперимента : Cd, Pb и Ni маркеры техногенного воздействия; Cu и Zn - комплексного антропогенного действия; Fe - терригенного влияния; Co и Cs - как маркеры возможного радиоактивного загрязнения. В качестве селективных добавок, ингибирующих рост чувствительных форм бактерий, используются растворимые соли металлов - хлориды Cu, Cd, Co, Cs, Ni, Zn, Fe и нитрат Pb.

Уровень индивидуальной устойчивости бактериальных штаммов к ионам тяжелых металлов оценивают на основе определения минимальной ингибирующей концентрации (МИК) соли каждого металла. МИК определяют как наименьшую концентрацию токсиканта в среде, которая при определенных условиях полностью ингибирует рост бактерий [4]

Похожие статьи




Металлоустойчивые микроорганизмы - Микробиологическая индикация загрязнения окружающей среды

Предыдущая | Следующая