Бактериальная капсула

Бактериальная капсула — это крупная структура, общая для многих бактерий . ^[1] Это полисахаридный слой, который лежит снаружи клеточной оболочки и, таким образом, считается частью внешней оболочки бактериальной клетки. Это хорошо организованный слой, который нелегко смывается, и он может быть причиной различных заболеваний. ^{[2] [3]}

Капсула, которая может быть обнаружена как у грамотрицательных, так и у грамположительных бактерий , отличается от второй липидной мембраны — бактериальной наружной мембраны , которая содержит липополисахариды и липопротеины и встречается только у грамотрицательных бактерий. Когда аморфный вязкий секрет (составляющий капсулу) диффундирует в окружающую среду и остается в виде рыхлого неразграниченного секрета, он известен как слизистый слой . Капсулу и слизистый слой иногда объединяют под термином гликокаликс .

Большинство бактериальных капсул состоят из полисахарида ^[4], но некоторые виды используют другие материалы, такие как поли- D - глутаминовая кислота у Bacillus anthracis . Поскольку большинство капсул упакованы очень плотно, их трудно окрашивать, поскольку большинство стандартных красителей не могут проникнуть через капсулу. Чтобы визуализировать инкапсулированные бактерии с помощью микроскопа, образец обрабатывают темным красителем, например тушью . Структура капсулы не позволяет красителю проникнуть в клетку. При осмотре бактериальные капсулы JB выглядят как яркий ореол вокруг клетки на темном фоне ^[5] .

Бактериальная капсула служит щитом, защищая от токсинов и высыхания . Капсулы обеспечивают адгезию к поверхностям и помогают бактериям уклоняться от иммунной системы хозяина. ^[6] Содержание воды в капсуле обеспечивает защиту от высыхания. Капсула считается фактором вирулентности , поскольку она усиливает способность бактерий вызывать заболевания (например, предотвращает фагоцитоз ). Капсула может защищать клетки от поглощения эукариотическими клетками, такими как макрофаги. ^[7] Для осуществления фагоцитоза может потребоваться специфическое для капсулы антитело . Они также исключают бактериальные вирусы и большинство гидрофобных токсичных материалов, таких как моющие средства . ^{[ требуется цитата ]} Иммунитет к одному типу капсул не приводит к иммунитету к другим типам. Капсулы также помогают клеткам прилипать к поверхностям. Как группа, в которой присутствует капсула, они известны как бактерии, инкапсулированные полисахаридом, или инкапсулированные бактерии. ^[8]

Капсула чаще всего встречается среди грамотрицательных бактерий:

• Escherichia coli (в некоторых штаммах)
• Neisseria meningitidis ^{[9] [10] [11]}
• Клебсиелла пневмонии ^{[12] [13] [14]}
• Гемофильная палочка ^[15]
• Синегнойная палочка ^[16]
• Сальмонелла ^[17]
• Ацинетобактер бауманни ^{[18] [19]}

Однако некоторые грамположительные бактерии также могут иметь капсулу:

• Например, Bacillus megaterium синтезирует капсулу, состоящую из полипептида и полисахаридов.
• Бацилла сибирской язвы
• Streptococcus pyogenes синтезирует капсулу гиалуроновой кислоты .
• Streptococcus pneumoniae ^[20] имеет по меньшей мере 91 различных капсульных серотипов. ^[21] Эти серотипы являются основой для пневмококковых вакцин .
• Streptococcus agalactiae образует полисахаридную капсулу девяти антигенных типов, все из которых содержат сиаловую кислоту (Ia, Ib, II, III, IV, V, VI, VII, VIII).
• Стафилококк эпидермальный
• Золотистый стафилококк
• Lactococcus garvieae синтезирует капсульные генные кластеры и иногда синтезирует капсулу гиалуроновой кислоты . ^[22]

Дрожжи Cryptococcus neoformans ^[23] , хотя и не являются бактериями, имеют похожую капсулу. [ ^{24] [25]}

Капсулы, которые слишком малы, чтобы их можно было увидеть с помощью обычного микроскопа, такие как белок М Streptococcus pyogenes , называются микрокапсулами.

1. Окрашивание тушью : капсула выглядит как прозрачный ореол вокруг бактерии, поскольку чернила не могут проникнуть в капсулу. ^{[26] : 87}
2. Окраска капсулы Маневаля: капсула выглядит как прозрачный ореол между розовой бактерией и голубовато-серым фоном. Фоновая окраска — кислый краситель Конго красный (меняющий цвет на голубовато-серый из-за pH), а розовая окраска — фуксин .
3. Серологические методы: Капсульный материал является антигенным и может быть обнаружен путем смешивания его со специфической антикапсулярной сывороткой. При исследовании под микроскопом капсула выглядит «набухшей» из-за увеличения ее рефрактерности. Это явление лежит в основе реакции подавления .

Вакцинация с использованием капсульного материала эффективна против некоторых организмов (например, H. influenzae типа b, ^{[27] [28]} S. pneumoniae и N. meningitidis ^[29] ). Однако полисахариды не обладают высокой антигенностью, особенно у детей, поэтому многие капсульные вакцины содержат полисахариды, конъюгированные с белковыми носителями, такими как столбнячный анатоксин или дифтерийный анатоксин . Это стимулирует гораздо более сильный иммунный ответ. ^[30]

• Структура бактериальной клетки
• Реакция квеллинга , метод визуализации капсулы под микроскопом