Nha bào là một một kết cấu do sự biến đổi của tế bào sinh dưỡng trong một giai đoạn nào đó của q trình sinh trưởng của vi khuẩn. Mỗi tế bào chỉ có thể tạo ra một nha bào. Thường gặp nha bào ở hai chi trực khuẩn Gram dương là Bacillus và Clotridium. Một số loài trong phẩy khuẩn (Dessulft-vibrio desulfuricans), cầu khuẩn (Sarcina ureae), xoắn khuẩn (Spirillium volutans) cũng có khả năng sinh nha bào.
Nha bào của Bacillus không vượt quá chiều ngang của tế bào vi khuẩn, do đó khi vi khuẩn mang nha bào vẫn khơng thay đổi hình dạng. Ví dụ: Trực khuẩn gây bệnh than
Bacillus anthracis, trực khuẩn sinh chất kháng sinh Bacillus subtillis.
Nha bào Clostridium chiều ngang của nha bào thường lớn hơn chiều ngang của tế bào vi khuẩn, nên khi mang nha bào vi khuẩn bị biến đổi hình dạng như hình thoi, hình vợt, hình dùi trống. Hầu hết các chủng Clostridium là loại vi khuẩn kỵ khí bắt buộc.
Dưới kính hiển vi điện tử, nha bào có nhiều lớp màng bao bọc, lớp ngoài cùng gọi là lớp màng ngồi của nha bào. Kế đó là lớp vỏ của nha bào gồm nhiều lớp, có cấu tạo khơng giống lớp màng tế bào, có tác dụng ngăn chặn sự thẩm thấu của nước và các chất hòa tan trong nước. Dưới đó là lớp màng trong và trong cùng là lớp khối tế bào chất có cấu tạo đồng nhất, thành phần hóa học của nha bào: nước chiếm 40% ở dạng liên kết, nhiều ion Ca2+, acid dipicolinic (acid này chỉ có ở nha bào).
Nha bào không giữ nhiệm vụ sinh sản như ở các ngành vi sinh vật khác mà chỉ giữ chức năng lưu tồn mà thơi. Nha bào có khả năng lưu tồn tốt trong những điều kiện khó khăn của mơi trường sống, nha bào có khả năng sống rất lâu. Người ta phát hiện có nha bào vi khuẩn trong xác sinh vật cổ đại (1000 năm) hoặc dưới đáy băng hà (3000 năm) hoặc trong quặng mỏ (250 triệu năm) đến nay vẫn còn sống.
Nhiệt độ 100oC, nha bào của một số lồi của Bacillus có thể chịu được từ 2,5÷20 giờ. Nha bào của vi khuẩn có thể chịu được 100oC trong 5 ngày liền. Muốn tiêu diệt nha bào của vi khuẩn phải thanh trùng ở 121oC trong 15÷30 phút với nhiệt độ ướt hoặc 165÷170oC trong 2 giờ với nhiệt độ khô.
Ngồi việc chịu được nhiệt độ khơ cao, nha bào có thể chịu được khơ hạn cũng như tác động của nhiều loại hóa chất, cũng như các loại tia sáng.
Trong HgCl2 tế bào vi khuẩn chết ngay nhưng nha bào sống được đến hai giờ.
Quá trình hình thành nha bào: Các tế bào sinh nha bào khi gặp điều kiện thiếu thức ăn, hoặc có tích lũy các sản phẩm trao đổi chất có hại sẽ bắt đầu thực hiện quá trình hình thành nha bào. Về mặt hình thái học, có thể chia q trình hình thành nha bào ra làm các giai đoạn:
- Hình thành những búi chất nhiễm sắc.
- Tế bào bắt đầu phân cắt không đối xứng, tạo ra một vùng nhỏ gọi là tiền bào tử. - Tiền bào tử hình thành hai lớp màng, tăng cao tính kháng bức xạ.
- Lớp vỏ sơ khai hình thành giữa hai lớp màng của bào tử sau khi đã tích lũy nhiều PG và tổng hợp ADP, tích lũy canci, tính chiết quang cao.
- Kết thúc việc hình thành áo nha bào.
- Kết thúc việc hình thành vỏ nha bào. Nha bào thành thục, bắt đầu có tính kháng nhiệt.
- Bào nang vỡ ra, bào tử thoát ra ngồi.
Nha bào vi khuẩn khi chín rất khó bắt màu. Nếu nhuộm bằng các phương pháp nhuộm thông thường ta không thấy rõ bào tử. Để quan sát được nha bào ta phải dùng phương pháp nhuộm màu đặc biệt. Trước tiên dùng acid để xử lý, sau đó mới nhuộm màu. Màu của nha bào khi đó rất khó tẩy. Dùng cồn hay acid để tẩy phần cịn lại của tế bào rồi nhuộm bổ sung bằng thuốc nhuộm thứ hai.
Hình 1.22. Quá trình hình thành nha bào ở vi khuẩn
Sự nẩy mầm của nha bào: Quá trình chuyển từ trạng thái nghỉ sang tế bào sinh dưỡng của vi khuẩn được gọi là quá trình nẩy mầm của nha bào. Quá trình này gồm 3 giai đoạn: hoạt hóa, nẩy mầm và sinh trưởng.
1.2.4.3. Sinh sản ở vi khuẩn