Антагонизм - это форма взаимоотношений микроорганизмов, когда один из них подавляет развитие или вызывает полную гибель другого. Развитие антагонистов осуществляется по принципу: «Моя жизнь - твоя смерть».
Открытие микробного антагонизма принадлежит Л. Пастеру и Ж. Жуберу (1877), обнаружившим быструю гибель палочки сибирской язвы в смешанной культуре с синегнойной палочкой. Л. Пастер охарактеризовал это явление как «борьбу за существование между сибиреязвенным организмом и его сородичами». А. Д. Павловский в этом же году экспериментально установил способность пневмококков предохранять животных от заболевания сибирской язвой.
В литературе того времени встречается и ряд других сообщений об антагонизме микробов. Интересны наблюдения русских врачей В. А. Манассейна и А. Г. Полотебного над антагонистическим действием зеленой плесени пенициллиум по отношению к гноеродным бактериям. Исходя из этого А. Г. Полотебнов использовал пенициллиум для лечения гнойных ран и других кожных заболеваний. Антагонистические взаимоотношения в мире микроорганизмов наблюдали многие исследователи. Однако эти наблюдения чаще всего были случайными и носили описательный характер, хотя в дальнейшем они послужили ценным материалом для создания учения об антагонизме и антибиотиках.
В основе микробного антагонизма лежат разные причины: исчерпание питательных веществ, физико-химическое изменение среды (подкисление или подщелачивание, потребление кислорода), выделение в среду протеолитических ферментов, токсических
веществ. Учитывая это, Н. С. Егоров разделяет антагонизм на пассивный и активный.
Пассивный антагонизм проявляется в двух формах. К первой относится антагонизм, обусловленный использованием сожительствующими организмами одних и тех же питательных веществ. При наличии их в среде в ограниченном количестве преимущество получает тот вид микроорганизма, который обладает большей биологической активностью. Так, при одновременном высеве в среду бактерий и актиномицетов, первые, как более быстроразмно- жающиеся, подавляют развитие вторых.
Вторая форма - это насильственный антагонизм, основанный на том, что при недостатке в среде питательных веществ бактерии, образующие протеолитические ферменты, используют в качестве пищи клетки других бактерий. Этот процесс идет в два этапа: вначале происходит разрушение бактерий протеолитическими ферментами, выделяемыми антагонистом, затем потребление образовавшихся продуктов распада и дальнейшее внутриклеточное превращение их. Эта ферма антагонизма была установлена учеником И. И. Мечникова И. Г. Шиллером (1914). Он наблюдал гибель стрептококка в совместной культуре с ацидофильной палочкой. Последняя при недостатке углеводов в среде выделяла в присутствии стрептококка активные протеолитические ферменты, лизирующие его.
Активный антагонизм также подразделяется на две формы. Это антагонизм, обусловленный накоплением в среде продуктов обмена (спиртов, кислот, щелочей), которые резко изменяют активную кислотность среды и тем самым подавляют развитие организмов других видов. Примером может служить развитие микрофлоры молока. В свежевыдоенном молоке одновременно содержатся молочнокислые и гнилостные бактерии, которые вначале развиваются независимо друг от друга. Затем в процессе жизнедеятельности молочнокислых бактерий происходит накопление молочной кислоты. В результате молоко подкисляется настолько, что развитие гнилостных бактерий полностью подавляется. Некоторые плесневые грибы образуют лимонную кислоту, которая также подавляет жизнедеятельность большинства сапрофитных бактерий. Уробактерии, наоборот, развиваясь на МПА
с мочевиной, выделяют такое количество аммиака, что pH среды подщелачивается до 9,3 и развитие большинства микроорганизмов в такой среде прекращается.
Различают и антагонизм, обусловленный наличием в среде антибиотических веществ. Некоторые микроорганизмы вырабатывают особые вещества - антибиотики, которые губительно действуют на рост и размножение других микроорганизмов.
Эффект действия антагонистов может быть бактериостатическим, т. е. задерживающим рост, и бактерицидным - вызывающим гибель клеток угнетаемого микроба.
Явление антагонизма широко распространено среди различных групп микробов. Наибольшее число антагонистов с широким спектром действия обнаружено у актиномицетов.
Значительный удельный вес среди антагонистов составляют плесневые грибы. Особенно в этом отношении выделяются пенициллы (25 %) и аспергиллы (40 %). Грибы обладают антагонистическими свойствами в отношении многих групп организмов: бактерий, актиномицетов, дрожжевых и дрожжеподобных грибов (рис. 13.1).
Наибольшее число бактерий- анатагонистов приходится на споровые формы, такие, как Вас. subtilis, Вас. mycoides, Вас. brevis и другие (около 25 %). Антагонисты встречаются также и среди неспоровой группы бактерий, хотя она в этом отношении менее изучена.
Впервые бактерии-антагонисты выявлены среди пигментных форм (Ps. pyocyanea, Serratia marcescens), затем были обнаружены антагонистические свойства молочнокислых бактерий, уробактерий, азотобактера, стафилококков, стрептококков и некоторых других видов.
В естественной среде антагонизм микробов играет большую роль в самоочищении почвы. Еще в 1889 г. Г. Гарр и Е. Фрейден-
рейх показали, что почвы благодаря наличию в них антагонистов становятся бактерицидными по отношению к возбудителям кишечных заболеваний: тифа, холеры, дизентерии и др. По наблюдениям Н А. Красильникова, гноеродные кокки, выделенные из ран, погибают в почве довольно быстро, но степень их отмирания зависит от культуры микроба и типа почвы. Подзолистая почва оказалась менее бактерицидной, чем каштановая. Некоторые авторы отмечают довольно быструю гибель в почве многих фитопатогенных микроорганизмов. В частности, мицелий некоторых грибов, патогенных для растений, лизируется бактериями- антагонистами.
Изучение микробного антагонизма заложило основу получения практического применения антибиотиков в медицине и сельском хозяйстве.